hw/ppc/mac_oldworld.c

   1
   2 /*
   3  * QEMU OldWorld PowerMac (currently ~G3 Beige) hardware System Emulator
   4  *
   5  * Copyright (c) 2004-2007 Fabrice Bellard
   6  * Copyright (c) 2007 Jocelyn Mayer
   7  *
   8  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
   9  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
  10  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
  11  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
  12  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
  13  * furnished to do so, subject to the following conditions:
  14  *
  15  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  16  * all copies or substantial portions of the Software.
  17  *
  18  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  19  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  20  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
  21  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  22  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  23  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
  24  * THE SOFTWARE.
  25  */
  26
  27 #include "qemu/osdep.h"
  28 #include "qemu/datadir.h"
  29 #include "qemu/units.h"
  30 #include "qapi/error.h"
  31 #include "hw/ppc/ppc.h"
  32 #include "hw/qdev-properties.h"
  33 #include "mac.h"
  34 #include "hw/boards.h"
  35 #include "hw/input/adb.h"
  36 #include "sysemu/sysemu.h"
  37 #include "net/net.h"
  38 #include "hw/isa/isa.h"
  39 #include "hw/pci/pci.h"
  40 #include "hw/pci/pci_host.h"
  41 #include "hw/pci-host/grackle.h"
  42 #include "hw/nvram/fw_cfg.h"
  43 #include "hw/char/escc.h"
  44 #include "hw/misc/macio/macio.h"
  45 #include "hw/loader.h"
  46 #include "hw/fw-path-provider.h"
  47 #include "elf.h"
  48 #include "qemu/error-report.h"
  49 #include "sysemu/kvm.h"
  50 #include "sysemu/reset.h"
  51 #include "kvm_ppc.h"
  52
  53 #define MAX_IDE_BUS 2
  54 #define CFG_ADDR 0xf0000510
  55 #define TBFREQ 16600000UL
  56 #define CLOCKFREQ 266000000UL
  57 #define BUSFREQ 66000000UL
  58
  59 #define NDRV_VGA_FILENAME "qemu_vga.ndrv"
  60
  61 #define GRACKLE_BASE 0xfec00000
  62 #define PROM_BASE 0xffc00000
  63 #define PROM_SIZE (4 * MiB)
  64
  65 static void fw_cfg_boot_set(void *opaque, const char *boot_device,
  66                             Error **errp)
  67 {
  68     fw_cfg_modify_i16(opaque, FW_CFG_BOOT_DEVICE, boot_device[0]);
  69 }
  70
  71 static uint64_t translate_kernel_address(void *opaque, uint64_t addr)
  72 {
  73     return (addr & 0x0fffffff) + KERNEL_LOAD_ADDR;
  74 }
  75
  76 static void ppc_heathrow_reset(void *opaque)
  77 {
  78     PowerPCCPU *cpu = opaque;
  79
  80     cpu_reset(CPU(cpu));
  81 }
  82
  83 static void ppc_heathrow_init(MachineState *machine)
  84 {
  85     const char *bios_name = machine->firmware ?: PROM_FILENAME;
  86     PowerPCCPU *cpu = NULL;
  87     CPUPPCState *env = NULL;
  88     char *filename;
  89     int i, bios_size = -1;
  90     MemoryRegion *bios = g_new(MemoryRegion, 1);
  91     uint64_t bios_addr;
  92     uint32_t kernel_base = 0, initrd_base = 0, cmdline_base = 0;
  93     int32_t kernel_size = 0, initrd_size = 0;
  94     PCIBus *pci_bus;
  95     Object *macio;
  96     MACIOIDEState *macio_ide;
  97     SysBusDevice *s;
  98     DeviceState *dev, *pic_dev, *grackle_dev;
  99     BusState *adb_bus;
 100     uint16_t ppc_boot_device;
 101     DriveInfo *hd[MAX_IDE_BUS * MAX_IDE_DEVS];
 102     void *fw_cfg;
 103     uint64_t tbfreq = kvm_enabled() ? kvmppc_get_tbfreq() : TBFREQ;
 104
 105     /* init CPUs */
 106     for (i = 0; i < machine->smp.cpus; i++) {
 107         cpu = POWERPC_CPU(cpu_create(machine->cpu_type));
 108         env = &cpu->env;
 109
 110         /* Set time-base frequency to 16.6 Mhz */
 111         cpu_ppc_tb_init(env,  TBFREQ);
 112         qemu_register_reset(ppc_heathrow_reset, cpu);
 113     }
 114
 115     /* allocate RAM */
 116     if (machine->ram_size > 2047 * MiB) {
 117         error_report("Too much memory for this machine: %" PRId64 " MB, "
 118                      "maximum 2047 MB", machine->ram_size / MiB);
 119         exit(1);
 120     }
 121
 122     memory_region_add_subregion(get_system_memory(), 0, machine->ram);
 123
 124     /* allocate and load firmware ROM */
 125     memory_region_init_rom(bios, NULL, "ppc_heathrow.bios", PROM_SIZE,
 126                            &error_fatal);
 127     memory_region_add_subregion(get_system_memory(), PROM_BASE, bios);
 128
 129     filename = qemu_find_file(QEMU_FILE_TYPE_BIOS, bios_name);
 130     if (filename) {
 131         /* Load OpenBIOS (ELF) */
 132         bios_size = load_elf(filename, NULL, NULL, NULL, NULL, &bios_addr,
 133                              NULL, NULL, 1, PPC_ELF_MACHINE, 0, 0);
 134         /* Unfortunately, load_elf sign-extends reading elf32 */
 135         bios_addr = (uint32_t)bios_addr;
 136
 137         if (bios_size <= 0) {
 138             /* or if could not load ELF try loading a binary ROM image */
 139             bios_size = load_image_targphys(filename, PROM_BASE, PROM_SIZE);
 140             bios_addr = PROM_BASE;
 141         }
 142         g_free(filename);
 143     }
 144     if (bios_size < 0 || bios_addr - PROM_BASE + bios_size > PROM_SIZE) {
 145         error_report("could not load PowerPC bios '%s'", bios_name);
 146         exit(1);
 147     }
 148
 149     if (machine->kernel_filename) {
 150         int bswap_needed = 0;
 151
 152 #ifdef BSWAP_NEEDED
 153         bswap_needed = 1;
 154 #endif
 155         kernel_base = KERNEL_LOAD_ADDR;
 156         kernel_size = load_elf(machine->kernel_filename, NULL,
 157                                translate_kernel_address, NULL, NULL, NULL,
 158                                NULL, NULL, 1, PPC_ELF_MACHINE, 0, 0);
 159         if (kernel_size < 0)
 160             kernel_size = load_aout(machine->kernel_filename, kernel_base,
 161                                     machine->ram_size - kernel_base,
 162                                     bswap_needed, TARGET_PAGE_SIZE);
 163         if (kernel_size < 0)
 164             kernel_size = load_image_targphys(machine->kernel_filename,
 165                                               kernel_base,
 166                                               machine->ram_size - kernel_base);
 167         if (kernel_size < 0) {
 168             error_report("could not load kernel '%s'",
 169                          machine->kernel_filename);
 170             exit(1);
 171         }
 172         /* load initrd */
 173         if (machine->initrd_filename) {
 174             initrd_base = TARGET_PAGE_ALIGN(kernel_base + kernel_size +
 175                                             KERNEL_GAP);
 176             initrd_size = load_image_targphys(machine->initrd_filename,
 177                                               initrd_base,
 178                                               machine->ram_size - initrd_base);
 179             if (initrd_size < 0) {
 180                 error_report("could not load initial ram disk '%s'",
 181                              machine->initrd_filename);
 182                 exit(1);
 183             }
 184             cmdline_base = TARGET_PAGE_ALIGN(initrd_base + initrd_size);
 185         } else {
 186             cmdline_base = TARGET_PAGE_ALIGN(kernel_base + kernel_size + KERNEL_GAP);
 187         }
 188         ppc_boot_device = 'm';
 189     } else {
 190         ppc_boot_device = '\0';
 191         for (i = 0; machine->boot_config.order[i] != '\0'; i++) {
 192             /*
 193              * TOFIX: for now, the second IDE channel is not properly
 194              *        used by OHW. The Mac floppy disk are not emulated.
 195              *        For now, OHW cannot boot from the network.
 196              */
 197 #if 0
 198             if (machine->boot_config.order[i] >= 'a' &&
 199                 machine->boot_config.order[i] <= 'f') {
 200                 ppc_boot_device = machine->boot_config.order[i];
 201                 break;
 202             }
 203 #else
 204             if (machine->boot_config.order[i] >= 'c' &&
 205                 machine->boot_config.order[i] <= 'd') {
 206                 ppc_boot_device = machine->boot_config.order[i];
 207                 break;
 208             }
 209 #endif
 210         }
 211         if (ppc_boot_device == '\0') {
 212             error_report("No valid boot device for G3 Beige machine");
 213             exit(1);
 214         }
 215     }
 216
 217     /* Grackle PCI host bridge */
 218     grackle_dev = qdev_new(TYPE_GRACKLE_PCI_HOST_BRIDGE);
 219     qdev_prop_set_uint32(grackle_dev, "ofw-addr", 0x80000000);
 220     s = SYS_BUS_DEVICE(grackle_dev);
 221     sysbus_realize_and_unref(s, &error_fatal);
 222
 223     sysbus_mmio_map(s, 0, GRACKLE_BASE);
 224     sysbus_mmio_map(s, 1, GRACKLE_BASE + 0x200000);
 225     /* PCI hole */
 226     memory_region_add_subregion(get_system_memory(), 0x80000000ULL,
 227                                 sysbus_mmio_get_region(s, 2));
 228     /* Register 2 MB of ISA IO space */
 229     memory_region_add_subregion(get_system_memory(), 0xfe000000,
 230                                 sysbus_mmio_get_region(s, 3));
 231
 232     pci_bus = PCI_HOST_BRIDGE(grackle_dev)->bus;
 233
 234     /* MacIO */
 235     macio = OBJECT(pci_new(PCI_DEVFN(16, 0), TYPE_OLDWORLD_MACIO));
 236     qdev_prop_set_uint64(DEVICE(macio), "frequency", tbfreq);
 237
 238     dev = DEVICE(object_resolve_path_component(macio, "escc"));
 239     qdev_prop_set_chr(dev, "chrA", serial_hd(0));
 240     qdev_prop_set_chr(dev, "chrB", serial_hd(1));
 241
 242     pci_realize_and_unref(PCI_DEVICE(macio), pci_bus, &error_fatal);
 243
 244     pic_dev = DEVICE(object_resolve_path_component(macio, "pic"));
 245     for (i = 0; i < 4; i++) {
 246         qdev_connect_gpio_out(grackle_dev, i,
 247                               qdev_get_gpio_in(pic_dev, 0x15 + i));
 248     }
 249
 250     /* Connect the heathrow PIC outputs to the 6xx bus */
 251     for (i = 0; i < machine->smp.cpus; i++) {
 252         switch (PPC_INPUT(env)) {
 253         case PPC_FLAGS_INPUT_6xx:
 254             /* XXX: we register only 1 output pin for heathrow PIC */
 255             qdev_connect_gpio_out(pic_dev, 0,
 256                               qdev_get_gpio_in(DEVICE(cpu), PPC6xx_INPUT_INT));
 257             break;
 258         default:
 259             error_report("Bus model not supported on OldWorld Mac machine");
 260             exit(1);
 261         }
 262     }
 263
 264     pci_vga_init(pci_bus);
 265
 266     for (i = 0; i < nb_nics; i++) {
 267         pci_nic_init_nofail(&nd_table[i], pci_bus, "ne2k_pci", NULL);
 268     }
 269
 270     /* MacIO IDE */
 271     ide_drive_get(hd, ARRAY_SIZE(hd));
 272     macio_ide = MACIO_IDE(object_resolve_path_component(macio, "ide[0]"));
 273     macio_ide_init_drives(macio_ide, hd);
 274
 275     macio_ide = MACIO_IDE(object_resolve_path_component(macio, "ide[1]"));
 276     macio_ide_init_drives(macio_ide, &hd[MAX_IDE_DEVS]);
 277
 278     /* MacIO CUDA/ADB */
 279     dev = DEVICE(object_resolve_path_component(macio, "cuda"));
 280     adb_bus = qdev_get_child_bus(dev, "adb.0");
 281     dev = qdev_new(TYPE_ADB_KEYBOARD);
 282     qdev_realize_and_unref(dev, adb_bus, &error_fatal);
 283     dev = qdev_new(TYPE_ADB_MOUSE);
 284     qdev_realize_and_unref(dev, adb_bus, &error_fatal);
 285
 286     if (machine_usb(machine)) {
 287         pci_create_simple(pci_bus, -1, "pci-ohci");
 288     }
 289
 290     if (graphic_depth != 15 && graphic_depth != 32 && graphic_depth != 8)
 291         graphic_depth = 15;
 292
 293     /* No PCI init: the BIOS will do it */
 294
 295     dev = qdev_new(TYPE_FW_CFG_MEM);
 296     fw_cfg = FW_CFG(dev);
 297     qdev_prop_set_uint32(dev, "data_width", 1);
 298     qdev_prop_set_bit(dev, "dma_enabled", false);
 299     object_property_add_child(OBJECT(qdev_get_machine()), TYPE_FW_CFG,
 300                               OBJECT(fw_cfg));
 301     s = SYS_BUS_DEVICE(dev);
 302     sysbus_realize_and_unref(s, &error_fatal);
 303     sysbus_mmio_map(s, 0, CFG_ADDR);
 304     sysbus_mmio_map(s, 1, CFG_ADDR + 2);
 305
 306     fw_cfg_add_i16(fw_cfg, FW_CFG_NB_CPUS, (uint16_t)machine->smp.cpus);
 307     fw_cfg_add_i16(fw_cfg, FW_CFG_MAX_CPUS, (uint16_t)machine->smp.max_cpus);
 308     fw_cfg_add_i64(fw_cfg, FW_CFG_RAM_SIZE, (uint64_t)machine->ram_size);
 309     fw_cfg_add_i16(fw_cfg, FW_CFG_MACHINE_ID, ARCH_HEATHROW);
 310     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_KERNEL_ADDR, kernel_base);
 311     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_KERNEL_SIZE, kernel_size);
 312     if (machine->kernel_cmdline) {
 313         fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_KERNEL_CMDLINE, cmdline_base);
 314         pstrcpy_targphys("cmdline", cmdline_base, TARGET_PAGE_SIZE,
 315                          machine->kernel_cmdline);
 316     } else {
 317         fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_KERNEL_CMDLINE, 0);
 318     }
 319     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_INITRD_ADDR, initrd_base);
 320     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_INITRD_SIZE, initrd_size);
 321     fw_cfg_add_i16(fw_cfg, FW_CFG_BOOT_DEVICE, ppc_boot_device);
 322
 323     fw_cfg_add_i16(fw_cfg, FW_CFG_PPC_WIDTH, graphic_width);
 324     fw_cfg_add_i16(fw_cfg, FW_CFG_PPC_HEIGHT, graphic_height);
 325     fw_cfg_add_i16(fw_cfg, FW_CFG_PPC_DEPTH, graphic_depth);
 326
 327     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_PPC_IS_KVM, kvm_enabled());
 328     if (kvm_enabled()) {
 329         uint8_t *hypercall;
 330
 331         hypercall = g_malloc(16);
 332         kvmppc_get_hypercall(env, hypercall, 16);
 333         fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_PPC_KVM_HC, hypercall, 16);
 334         fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_PPC_KVM_PID, getpid());
 335     }
 336     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_PPC_TBFREQ, tbfreq);
 337     /* Mac OS X requires a "known good" clock-frequency value; pass it one. */
 338     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_PPC_CLOCKFREQ, CLOCKFREQ);
 339     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_PPC_BUSFREQ, BUSFREQ);
 340
 341     /* MacOS NDRV VGA driver */
 342     filename = qemu_find_file(QEMU_FILE_TYPE_BIOS, NDRV_VGA_FILENAME);
 343     if (filename) {
 344         gchar *ndrv_file;
 345         gsize ndrv_size;
 346
 347         if (g_file_get_contents(filename, &ndrv_file, &ndrv_size, NULL)) {
 348             fw_cfg_add_file(fw_cfg, "ndrv/qemu_vga.ndrv", ndrv_file, ndrv_size);
 349         }
 350         g_free(filename);
 351     }
 352
 353     qemu_register_boot_set(fw_cfg_boot_set, fw_cfg);
 354 }
 355
 356 /*
 357  * Implementation of an interface to adjust firmware path
 358  * for the bootindex property handling.
 359  */
 360 static char *heathrow_fw_dev_path(FWPathProvider *p, BusState *bus,
 361                                   DeviceState *dev)
 362 {
 363     PCIDevice *pci;
 364     MACIOIDEState *macio_ide;
 365
 366     if (!strcmp(object_get_typename(OBJECT(dev)), "macio-oldworld")) {
 367         pci = PCI_DEVICE(dev);
 368         return g_strdup_printf("mac-io@%x", PCI_SLOT(pci->devfn));
 369     }
 370
 371     if (!strcmp(object_get_typename(OBJECT(dev)), "macio-ide")) {
 372         macio_ide = MACIO_IDE(dev);
 373         return g_strdup_printf("ata-3@%x", macio_ide->addr);
 374     }
 375
 376     if (!strcmp(object_get_typename(OBJECT(dev)), "ide-hd")) {
 377         return g_strdup("disk");
 378     }
 379
 380     if (!strcmp(object_get_typename(OBJECT(dev)), "ide-cd")) {
 381         return g_strdup("cdrom");
 382     }
 383
 384     if (!strcmp(object_get_typename(OBJECT(dev)), "virtio-blk-device")) {
 385         return g_strdup("disk");
 386     }
 387
 388     return NULL;
 389 }
 390
 391 static int heathrow_kvm_type(MachineState *machine, const char *arg)
 392 {
 393     /* Always force PR KVM */
 394     return 2;
 395 }
 396
 397 static void heathrow_class_init(ObjectClass *oc, void *data)
 398 {
 399     MachineClass *mc = MACHINE_CLASS(oc);
 400     FWPathProviderClass *fwc = FW_PATH_PROVIDER_CLASS(oc);
 401
 402     mc->desc = "Heathrow based PowerMAC";
 403     mc->init = ppc_heathrow_init;
 404     mc->block_default_type = IF_IDE;
 405     /* SMP is not supported currently */
 406     mc->max_cpus = 1;
 407 #ifndef TARGET_PPC64
 408     mc->is_default = true;
 409 #endif
 410     /* TOFIX "cad" when Mac floppy is implemented */
 411     mc->default_boot_order = "cd";
 412     mc->kvm_type = heathrow_kvm_type;
 413     mc->default_cpu_type = POWERPC_CPU_TYPE_NAME("750_v3.1");
 414     mc->default_display = "std";
 415     mc->ignore_boot_device_suffixes = true;
 416     mc->default_ram_id = "ppc_heathrow.ram";
 417     fwc->get_dev_path = heathrow_fw_dev_path;
 418 }
 419
 420 static const TypeInfo ppc_heathrow_machine_info = {
 421     .name          = MACHINE_TYPE_NAME("g3beige"),
 422     .parent        = TYPE_MACHINE,
 423     .class_init    = heathrow_class_init,
 424     .interfaces = (InterfaceInfo[]) {
 425         { TYPE_FW_PATH_PROVIDER },
 426         { }
 427     },
 428 };
 429
 430 static void ppc_heathrow_register_types(void)
 431 {
 432     type_register_static(&ppc_heathrow_machine_info);
 433 }
 434
 435 type_init(ppc_heathrow_register_types);