Merge remote branch 'crater/vendor/MDOCML' into HEAD
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / nexus.c
1 /*
2  * Copyright 1998 Massachusetts Institute of Technology
3  * Copyright (c) 2008 The DragonFly Project.
4  *
5  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and
6  * its documentation for any purpose and without fee is hereby
7  * granted, provided that both the above copyright notice and this
8  * permission notice appear in all copies, that both the above
9  * copyright notice and this permission notice appear in all
10  * supporting documentation, and that the name of M.I.T. not be used
11  * in advertising or publicity pertaining to distribution of the
12  * software without specific, written prior permission.  M.I.T. makes
13  * no representations about the suitability of this software for any
14  * purpose.  It is provided "as is" without express or implied
15  * warranty.
16  * 
17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY M.I.T. ``AS IS''.  M.I.T. DISCLAIMS
18  * ALL EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES WITH REGARD TO THIS SOFTWARE,
19  * INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
20  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. IN NO EVENT
21  * SHALL M.I.T. BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
22  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
23  * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF
24  * USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND
25  * ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
26  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
27  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
28  * SUCH DAMAGE.
29  *
30  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/nexus.c,v 1.26.2.10 2003/02/22 13:16:45 imp Exp $
31  */
32
33 /*
34  * This code implements a `root nexus' for Intel Architecture
35  * machines.  The function of the root nexus is to serve as an
36  * attachment point for both processors and buses, and to manage
37  * resources which are common to all of them.  In particular,
38  * this code implements the core resource managers for interrupt
39  * requests, DMA requests (which rightfully should be a part of the
40  * ISA code but it's easier to do it here for now), I/O port addresses,
41  * and I/O memory address space.
42  */
43
44 #include <sys/param.h>
45 #include <sys/systm.h>
46 #include <sys/bus.h>
47 #include <sys/kernel.h>
48 #include <sys/malloc.h>
49 #include <sys/module.h>
50 #include <sys/rman.h>
51 #include <sys/interrupt.h>
52
53 #include <machine/vmparam.h>
54 #include <vm/vm.h>
55 #include <vm/pmap.h>
56 #include <machine/pmap.h>
57
58 #include <machine/nexusvar.h>
59 #include <machine/smp.h>
60 #include <machine_base/apic/mpapic.h>
61
62 #define I386_BUS_SPACE_IO       0       /* space is i/o space */
63 #define I386_BUS_SPACE_MEM      1       /* space is mem space */
64
65 static MALLOC_DEFINE(M_NEXUSDEV, "nexusdev", "Nexus device");
66 struct nexus_device {
67         struct resource_list    nx_resources;
68         int                     nx_pcibus;
69 };
70
71 #define DEVTONX(dev)    ((struct nexus_device *)device_get_ivars(dev))
72
73 static struct rman irq_rman, drq_rman, port_rman, mem_rman;
74
75 static  int nexus_probe(device_t);
76 static  int nexus_attach(device_t);
77 static  int nexus_print_all_resources(device_t dev);
78 static  int nexus_print_child(device_t, device_t);
79 static device_t nexus_add_child(device_t bus, device_t parent, int order,
80                                 const char *name, int unit);
81 static  struct resource *nexus_alloc_resource(device_t, device_t, int, int *,
82                                               u_long, u_long, u_long, u_int);
83 static  int nexus_read_ivar(device_t, device_t, int, uintptr_t *);
84 static  int nexus_write_ivar(device_t, device_t, int, uintptr_t);
85 static  int nexus_activate_resource(device_t, device_t, int, int,
86                                     struct resource *);
87 static  int nexus_deactivate_resource(device_t, device_t, int, int,
88                                       struct resource *);
89 static  int nexus_release_resource(device_t, device_t, int, int,
90                                    struct resource *);
91 static  int nexus_setup_intr(device_t, device_t, struct resource *, int flags,
92                              void (*)(void *), void *, 
93                              void **, lwkt_serialize_t);
94 static  int nexus_teardown_intr(device_t, device_t, struct resource *,
95                                 void *);
96 static  int nexus_set_resource(device_t, device_t, int, int, u_long, u_long);
97 static  int nexus_get_resource(device_t, device_t, int, int, u_long *, u_long *);
98 static void nexus_delete_resource(device_t, device_t, int, int);
99
100 /*
101  * The device_identify method will cause nexus to automatically associate
102  * and attach to the root bus.
103  */
104 static device_method_t nexus_methods[] = {
105         /* Device interface */
106         DEVMETHOD(device_identify,      bus_generic_identify),
107         DEVMETHOD(device_probe,         nexus_probe),
108         DEVMETHOD(device_attach,        nexus_attach),
109         DEVMETHOD(device_detach,        bus_generic_detach),
110         DEVMETHOD(device_shutdown,      bus_generic_shutdown),
111         DEVMETHOD(device_suspend,       bus_generic_suspend),
112         DEVMETHOD(device_resume,        bus_generic_resume),
113
114         /* Bus interface */
115         DEVMETHOD(bus_print_child,      nexus_print_child),
116         DEVMETHOD(bus_add_child,        nexus_add_child),
117         DEVMETHOD(bus_read_ivar,        nexus_read_ivar),
118         DEVMETHOD(bus_write_ivar,       nexus_write_ivar),
119         DEVMETHOD(bus_alloc_resource,   nexus_alloc_resource),
120         DEVMETHOD(bus_release_resource, nexus_release_resource),
121         DEVMETHOD(bus_activate_resource, nexus_activate_resource),
122         DEVMETHOD(bus_deactivate_resource, nexus_deactivate_resource),
123         DEVMETHOD(bus_setup_intr,       nexus_setup_intr),
124         DEVMETHOD(bus_teardown_intr,    nexus_teardown_intr),
125         DEVMETHOD(bus_set_resource,     nexus_set_resource),
126         DEVMETHOD(bus_get_resource,     nexus_get_resource),
127         DEVMETHOD(bus_delete_resource,  nexus_delete_resource),
128
129         { 0, 0 }
130 };
131
132 static driver_t nexus_driver = {
133         "nexus",
134         nexus_methods,
135         1,                      /* no softc */
136 };
137 static devclass_t nexus_devclass;
138
139 DRIVER_MODULE(nexus, root, nexus_driver, nexus_devclass, 0, 0);
140
141 static int
142 nexus_probe(device_t dev)
143 {
144         device_quiet(dev);      /* suppress attach message for neatness */
145
146         /*
147          * IRQ's are on the mainboard on old systems, but on the ISA part
148          * of PCI->ISA bridges.  There would be multiple sets of IRQs on
149          * multi-ISA-bus systems.  PCI interrupts are routed to the ISA
150          * component, so in a way, PCI can be a partial child of an ISA bus(!).
151          * APIC interrupts are global though.
152          * In the non-APIC case, disallow the use of IRQ 2.
153          */
154         irq_rman.rm_start = 0;
155         irq_rman.rm_type = RMAN_ARRAY;
156         irq_rman.rm_descr = "Interrupt request lines";
157 #ifdef SMP /* APIC-IO */
158 if (apic_io_enable) {
159         irq_rman.rm_end = APIC_INTMAPSIZE - 1;
160         if (rman_init(&irq_rman)
161             || rman_manage_region(&irq_rman,
162                                   irq_rman.rm_start, irq_rman.rm_end))
163                 panic("nexus_probe irq_rman");
164 } else {
165 #endif
166         irq_rman.rm_end = 15;
167         if (rman_init(&irq_rman)
168             || rman_manage_region(&irq_rman, irq_rman.rm_start, 1)
169             || rman_manage_region(&irq_rman, 3, irq_rman.rm_end))
170                 panic("nexus_probe irq_rman");
171 #ifdef SMP /* APIC-IO */
172 }
173 #endif
174
175         /*
176          * ISA DMA on PCI systems is implemented in the ISA part of each
177          * PCI->ISA bridge and the channels can be duplicated if there are
178          * multiple bridges.  (eg: laptops with docking stations)
179          */
180         drq_rman.rm_start = 0;
181         drq_rman.rm_end = 7;
182         drq_rman.rm_type = RMAN_ARRAY;
183         drq_rman.rm_descr = "DMA request lines";
184         /* XXX drq 0 not available on some machines */
185         if (rman_init(&drq_rman)
186             || rman_manage_region(&drq_rman,
187                                   drq_rman.rm_start, drq_rman.rm_end))
188                 panic("nexus_probe drq_rman");
189
190         /*
191          * However, IO ports and Memory truely are global at this level,
192          * as are APIC interrupts (however many IO APICS there turn out
193          * to be on large systems..)
194          */
195         port_rman.rm_start = 0;
196         port_rman.rm_end = 0xffff;
197         port_rman.rm_type = RMAN_ARRAY;
198         port_rman.rm_descr = "I/O ports";
199         if (rman_init(&port_rman)
200             || rman_manage_region(&port_rman, 0, 0xffff))
201                 panic("nexus_probe port_rman");
202
203         mem_rman.rm_start = 0;
204         mem_rman.rm_end = ~0u;
205         mem_rman.rm_type = RMAN_ARRAY;
206         mem_rman.rm_descr = "I/O memory addresses";
207         if (rman_init(&mem_rman)
208             || rman_manage_region(&mem_rman, 0, ~0))
209                 panic("nexus_probe mem_rman");
210
211         return bus_generic_probe(dev);
212 }
213
214 static int
215 nexus_attach(device_t dev)
216 {
217         device_t        child;
218
219         /*
220          * First, let our child driver's identify any child devices that
221          * they can find.  Once that is done attach any devices that we
222          * found.
223          */
224 #if 0 /* FUTURE */
225         bus_generic_probe(dev);
226 #endif
227         bus_generic_attach(dev);
228
229         /*
230          * And if we didn't see EISA or ISA on a pci bridge, create some
231          * connection points now so they show up "on motherboard".
232          */
233         if (!devclass_get_device(devclass_find("eisa"), 0)) {
234                 child = BUS_ADD_CHILD(dev, dev, 0, "eisa", 0);
235                 if (child == NULL)
236                         panic("nexus_attach eisa");
237                 device_probe_and_attach(child);
238         }
239         if (!devclass_get_device(devclass_find("isa"), 0)) {
240                 child = BUS_ADD_CHILD(dev, dev, 0, "isa", 0);
241                 if (child == NULL)
242                         panic("nexus_attach isa");
243                 device_probe_and_attach(child);
244         }
245
246         return 0;
247 }
248
249 static int
250 nexus_print_all_resources(device_t dev)
251 {
252         struct  nexus_device *ndev = DEVTONX(dev);
253         struct resource_list *rl = &ndev->nx_resources;
254         int retval = 0;
255
256         if (SLIST_FIRST(rl) || ndev->nx_pcibus != -1)
257                 retval += kprintf(" at");
258         
259         retval += resource_list_print_type(rl, "port", SYS_RES_IOPORT, "%#lx");
260         retval += resource_list_print_type(rl, "iomem", SYS_RES_MEMORY, "%#lx");
261         retval += resource_list_print_type(rl, "irq", SYS_RES_IRQ, "%ld");
262
263         return retval;
264 }
265
266 static int
267 nexus_print_child(device_t bus, device_t child)
268 {
269         struct  nexus_device *ndev = DEVTONX(child);
270         int retval = 0;
271
272         retval += bus_print_child_header(bus, child);
273         retval += nexus_print_all_resources(child);
274         if (ndev->nx_pcibus != -1)
275                 retval += kprintf(" pcibus %d", ndev->nx_pcibus);
276         retval += kprintf(" on motherboard\n");
277
278         return (retval);
279 }
280
281 static device_t
282 nexus_add_child(device_t bus, device_t parent, int order,
283                 const char *name, int unit)
284 {
285         device_t                child;
286         struct nexus_device     *ndev;
287
288         ndev = kmalloc(sizeof(struct nexus_device), M_NEXUSDEV, M_INTWAIT|M_ZERO);
289         if (!ndev)
290                 return(0);
291         resource_list_init(&ndev->nx_resources);
292         ndev->nx_pcibus = -1;
293
294         child = device_add_child_ordered(parent, order, name, unit); 
295
296         /* should we free this in nexus_child_detached? */
297         device_set_ivars(child, ndev);
298
299         return(child);
300 }
301
302 static int
303 nexus_read_ivar(device_t dev, device_t child, int which, uintptr_t *result)
304 {
305         struct nexus_device *ndev = DEVTONX(child);
306         
307         switch (which) {
308         case NEXUS_IVAR_PCIBUS:
309                 *result = ndev->nx_pcibus;
310                 break;
311         default:
312                 return ENOENT;
313         }
314         return 0;
315 }
316
317 static int
318 nexus_write_ivar(device_t dev, device_t child, int which, uintptr_t value)
319 {
320         struct nexus_device *ndev = DEVTONX(child);
321         
322         switch (which) {
323         case NEXUS_IVAR_PCIBUS:
324                 ndev->nx_pcibus = value;
325                 break;
326         default:
327                 return ENOENT;
328         }
329         return 0;
330 }
331
332 /*
333  * Allocate a resource on behalf of child.  NB: child is usually going to be a
334  * child of one of our descendants, not a direct child of nexus0.
335  * (Exceptions include npx.)
336  */
337 static struct resource *
338 nexus_alloc_resource(device_t bus, device_t child, int type, int *rid,
339                      u_long start, u_long end, u_long count, u_int flags)
340 {
341         struct nexus_device *ndev = DEVTONX(child);
342         struct  resource *rv;
343         struct resource_list_entry *rle;
344         struct  rman *rm;
345         int needactivate = flags & RF_ACTIVE;
346
347         /*
348          * If this is an allocation of the "default" range for a given RID, and
349          * we know what the resources for this device are (ie. they aren't maintained
350          * by a child bus), then work out the start/end values.
351          */
352         if ((start == 0UL) && (end == ~0UL) && (count == 1)) {
353                 if (ndev == NULL)
354                         return(NULL);
355                 rle = resource_list_find(&ndev->nx_resources, type, *rid);
356                 if (rle == NULL)
357                         return(NULL);
358                 start = rle->start;
359                 end = rle->end;
360                 count = rle->count;
361         }
362
363         flags &= ~RF_ACTIVE;
364
365         switch (type) {
366         case SYS_RES_IRQ:
367                 rm = &irq_rman;
368                 break;
369
370         case SYS_RES_DRQ:
371                 rm = &drq_rman;
372                 break;
373
374         case SYS_RES_IOPORT:
375                 rm = &port_rman;
376                 break;
377
378         case SYS_RES_MEMORY:
379                 rm = &mem_rman;
380                 break;
381
382         default:
383                 return 0;
384         }
385
386         rv = rman_reserve_resource(rm, start, end, count, flags, child);
387         if (rv == 0)
388                 return 0;
389
390         if (type == SYS_RES_MEMORY) {
391                 rman_set_bustag(rv, I386_BUS_SPACE_MEM);
392         } else if (type == SYS_RES_IOPORT) {
393                 rman_set_bustag(rv, I386_BUS_SPACE_IO);
394                 rman_set_bushandle(rv, rv->r_start);
395         }
396
397         if (needactivate) {
398                 if (bus_activate_resource(child, type, *rid, rv)) {
399                         rman_release_resource(rv);
400                         return 0;
401                 }
402         }
403         
404         return rv;
405 }
406
407 static int
408 nexus_activate_resource(device_t bus, device_t child, int type, int rid,
409                         struct resource *r)
410 {
411         /*
412          * If this is a memory resource, map it into the kernel.
413          */
414         if (rman_get_bustag(r) == I386_BUS_SPACE_MEM) {
415                 caddr_t vaddr = 0;
416
417                 if (rman_get_end(r) < 1024 * 1024) {
418                         /*
419                          * The first 1Mb is mapped at KERNBASE.
420                          */
421                         vaddr = (caddr_t)(uintptr_t)(KERNBASE + rman_get_start(r));
422                 } else {
423                         u_int64_t paddr;
424                         u_int64_t psize;
425                         u_int32_t poffs;
426
427                         paddr = rman_get_start(r);
428                         psize = rman_get_size(r);
429
430                         poffs = paddr - trunc_page(paddr);
431                         vaddr = (caddr_t) pmap_mapdev(paddr-poffs, psize+poffs) + poffs;
432                 }
433                 rman_set_virtual(r, vaddr);
434                 /* IBM-PC: the type of bus_space_handle_t is u_int */
435                 rman_set_bushandle(r, (bus_space_handle_t) vaddr);
436         }
437         return (rman_activate_resource(r));
438 }
439
440 static int
441 nexus_deactivate_resource(device_t bus, device_t child, int type, int rid,
442                           struct resource *r)
443 {
444         /*
445          * If this is a memory resource, unmap it.
446          */
447         if ((rman_get_bustag(r) == I386_BUS_SPACE_MEM) &&
448             (rman_get_end(r) >= 1024 * 1024)) {
449                 u_int32_t psize;
450
451                 psize = rman_get_size(r);
452                 pmap_unmapdev((vm_offset_t)rman_get_virtual(r), psize);
453         }
454                 
455         return (rman_deactivate_resource(r));
456 }
457
458 static int
459 nexus_release_resource(device_t bus, device_t child, int type, int rid,
460                        struct resource *r)
461 {
462         if (rman_get_flags(r) & RF_ACTIVE) {
463                 int error = bus_deactivate_resource(child, type, rid, r);
464                 if (error)
465                         return error;
466         }
467         return (rman_release_resource(r));
468 }
469
470 /*
471  * Currently this uses the really grody interface from kern/kern_intr.c
472  * (which really doesn't belong in kern/anything.c).  Eventually, all of
473  * the code in kern_intr.c and machdep_intr.c should get moved here, since
474  * this is going to be the official interface.
475  */
476 static int
477 nexus_setup_intr(device_t bus, device_t child, struct resource *irq,
478                  int flags, void (*ihand)(void *), void *arg,
479                  void **cookiep, lwkt_serialize_t serializer)
480 {
481         int     error, icflags;
482
483         /* somebody tried to setup an irq that failed to allocate! */
484         if (irq == NULL)
485                 panic("nexus_setup_intr: NULL irq resource!");
486
487         *cookiep = 0;
488         icflags = flags;
489         if ((irq->r_flags & RF_SHAREABLE) == 0)
490                 icflags |= INTR_EXCL;
491
492         /*
493          * We depend here on rman_activate_resource() being idempotent.
494          */
495         error = rman_activate_resource(irq);
496         if (error)
497                 return (error);
498
499         /*
500          * XXX cast the interrupt handler function to an inthand2_t.  The
501          * difference is that an additional frame argument is passed which
502          * we do not currently want to expose the BUS subsystem to.
503          */
504         *cookiep = register_int(irq->r_start, (inthand2_t *)ihand, arg,
505                                 device_get_nameunit(child), serializer,
506                                 icflags);
507         if (*cookiep == NULL)
508                 error = EINVAL;
509         return (error);
510 }
511
512 static int
513 nexus_teardown_intr(device_t dev, device_t child, struct resource *r, void *ih)
514 {
515         if (ih) {
516                 unregister_int(ih);
517                 return (0);
518         }
519         return(-1);
520 }
521
522 static int
523 nexus_set_resource(device_t dev, device_t child, int type, int rid, u_long start, u_long count)
524 {
525         struct nexus_device     *ndev = DEVTONX(child);
526         struct resource_list    *rl = &ndev->nx_resources;
527
528         /* XXX this should return a success/failure indicator */
529         resource_list_add(rl, type, rid, start, start + count - 1, count);
530         return(0);
531 }
532
533 static int
534 nexus_get_resource(device_t dev, device_t child, int type, int rid, u_long *startp, u_long *countp)
535 {
536         struct nexus_device     *ndev = DEVTONX(child);
537         struct resource_list    *rl = &ndev->nx_resources;
538         struct resource_list_entry *rle;
539
540         rle = resource_list_find(rl, type, rid);
541         device_printf(child, "type %d  rid %d  startp %p  countp %p - got %p\n",
542                       type, rid, startp, countp, rle);
543         if (!rle)
544                 return(ENOENT);
545         if (startp)
546                 *startp = rle->start;
547         if (countp)
548                 *countp = rle->count;
549         return(0);
550 }
551
552 static void
553 nexus_delete_resource(device_t dev, device_t child, int type, int rid)
554 {
555         struct nexus_device     *ndev = DEVTONX(child);
556         struct resource_list    *rl = &ndev->nx_resources;
557
558         resource_list_delete(rl, type, rid);
559 }
560