QEMU Microsoft serial mouse emulation
[qemu] / hw / ppc.c
1 /*
2  * QEMU generic PowerPC hardware System Emulator
3  *
4  * Copyright (c) 2003-2007 Jocelyn Mayer
5  *
6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
7  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
8  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
9  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
10  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
11  * furnished to do so, subject to the following conditions:
12  *
13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
14  * all copies or substantial portions of the Software.
15  *
16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
19  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
20  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
21  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
22  * THE SOFTWARE.
23  */
24 #include "hw.h"
25 #include "ppc.h"
26 #include "qemu-timer.h"
27 #include "sysemu.h"
28 #include "nvram.h"
29 #include "qemu-log.h"
30
31 //#define PPC_DEBUG_IRQ
32 //#define PPC_DEBUG_TB
33
34 #ifdef PPC_DEBUG_IRQ
35 #  define LOG_IRQ(...) qemu_log_mask(CPU_LOG_INT, ## __VA_ARGS__)
36 #else
37 #  define LOG_IRQ(...) do { } while (0)
38 #endif
39
40
41 #ifdef PPC_DEBUG_TB
42 #  define LOG_TB(...) qemu_log(__VA_ARGS__)
43 #else
44 #  define LOG_TB(...) do { } while (0)
45 #endif
46
47 static void cpu_ppc_tb_stop (CPUState *env);
48 static void cpu_ppc_tb_start (CPUState *env);
49
50 static void ppc_set_irq (CPUState *env, int n_IRQ, int level)
51 {
52     if (level) {
53         env->pending_interrupts |= 1 << n_IRQ;
54         cpu_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
55     } else {
56         env->pending_interrupts &= ~(1 << n_IRQ);
57         if (env->pending_interrupts == 0)
58             cpu_reset_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
59     }
60     LOG_IRQ("%s: %p n_IRQ %d level %d => pending %08" PRIx32
61                 "req %08x\n", __func__, env, n_IRQ, level,
62                 env->pending_interrupts, env->interrupt_request);
63 }
64
65 /* PowerPC 6xx / 7xx internal IRQ controller */
66 static void ppc6xx_set_irq (void *opaque, int pin, int level)
67 {
68     CPUState *env = opaque;
69     int cur_level;
70
71     LOG_IRQ("%s: env %p pin %d level %d\n", __func__,
72                 env, pin, level);
73     cur_level = (env->irq_input_state >> pin) & 1;
74     /* Don't generate spurious events */
75     if ((cur_level == 1 && level == 0) || (cur_level == 0 && level != 0)) {
76         switch (pin) {
77         case PPC6xx_INPUT_TBEN:
78             /* Level sensitive - active high */
79             LOG_IRQ("%s: %s the time base\n",
80                         __func__, level ? "start" : "stop");
81             if (level) {
82                 cpu_ppc_tb_start(env);
83             } else {
84                 cpu_ppc_tb_stop(env);
85             }
86         case PPC6xx_INPUT_INT:
87             /* Level sensitive - active high */
88             LOG_IRQ("%s: set the external IRQ state to %d\n",
89                         __func__, level);
90             ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_EXT, level);
91             break;
92         case PPC6xx_INPUT_SMI:
93             /* Level sensitive - active high */
94             LOG_IRQ("%s: set the SMI IRQ state to %d\n",
95                         __func__, level);
96             ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_SMI, level);
97             break;
98         case PPC6xx_INPUT_MCP:
99             /* Negative edge sensitive */
100             /* XXX: TODO: actual reaction may depends on HID0 status
101              *            603/604/740/750: check HID0[EMCP]
102              */
103             if (cur_level == 1 && level == 0) {
104                 LOG_IRQ("%s: raise machine check state\n",
105                             __func__);
106                 ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_MCK, 1);
107             }
108             break;
109         case PPC6xx_INPUT_CKSTP_IN:
110             /* Level sensitive - active low */
111             /* XXX: TODO: relay the signal to CKSTP_OUT pin */
112             /* XXX: Note that the only way to restart the CPU is to reset it */
113             if (level) {
114                 LOG_IRQ("%s: stop the CPU\n", __func__);
115                 env->halted = 1;
116             }
117             break;
118         case PPC6xx_INPUT_HRESET:
119             /* Level sensitive - active low */
120             if (level) {
121                 LOG_IRQ("%s: reset the CPU\n", __func__);
122                 env->interrupt_request |= CPU_INTERRUPT_EXITTB;
123                 /* XXX: TOFIX */
124 #if 0
125                 cpu_ppc_reset(env);
126 #else
127                 qemu_system_reset_request();
128 #endif
129             }
130             break;
131         case PPC6xx_INPUT_SRESET:
132             LOG_IRQ("%s: set the RESET IRQ state to %d\n",
133                         __func__, level);
134             ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_RESET, level);
135             break;
136         default:
137             /* Unknown pin - do nothing */
138             LOG_IRQ("%s: unknown IRQ pin %d\n", __func__, pin);
139             return;
140         }
141         if (level)
142             env->irq_input_state |= 1 << pin;
143         else
144             env->irq_input_state &= ~(1 << pin);
145     }
146 }
147
148 void ppc6xx_irq_init (CPUState *env)
149 {
150     env->irq_inputs = (void **)qemu_allocate_irqs(&ppc6xx_set_irq, env,
151                                                   PPC6xx_INPUT_NB);
152 }
153
154 #if defined(TARGET_PPC64)
155 /* PowerPC 970 internal IRQ controller */
156 static void ppc970_set_irq (void *opaque, int pin, int level)
157 {
158     CPUState *env = opaque;
159     int cur_level;
160
161     LOG_IRQ("%s: env %p pin %d level %d\n", __func__,
162                 env, pin, level);
163     cur_level = (env->irq_input_state >> pin) & 1;
164     /* Don't generate spurious events */
165     if ((cur_level == 1 && level == 0) || (cur_level == 0 && level != 0)) {
166         switch (pin) {
167         case PPC970_INPUT_INT:
168             /* Level sensitive - active high */
169             LOG_IRQ("%s: set the external IRQ state to %d\n",
170                         __func__, level);
171             ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_EXT, level);
172             break;
173         case PPC970_INPUT_THINT:
174             /* Level sensitive - active high */
175             LOG_IRQ("%s: set the SMI IRQ state to %d\n", __func__,
176                         level);
177             ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_THERM, level);
178             break;
179         case PPC970_INPUT_MCP:
180             /* Negative edge sensitive */
181             /* XXX: TODO: actual reaction may depends on HID0 status
182              *            603/604/740/750: check HID0[EMCP]
183              */
184             if (cur_level == 1 && level == 0) {
185                 LOG_IRQ("%s: raise machine check state\n",
186                             __func__);
187                 ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_MCK, 1);
188             }
189             break;
190         case PPC970_INPUT_CKSTP:
191             /* Level sensitive - active low */
192             /* XXX: TODO: relay the signal to CKSTP_OUT pin */
193             if (level) {
194                 LOG_IRQ("%s: stop the CPU\n", __func__);
195                 env->halted = 1;
196             } else {
197                 LOG_IRQ("%s: restart the CPU\n", __func__);
198                 env->halted = 0;
199             }
200             break;
201         case PPC970_INPUT_HRESET:
202             /* Level sensitive - active low */
203             if (level) {
204 #if 0 // XXX: TOFIX
205                 LOG_IRQ("%s: reset the CPU\n", __func__);
206                 cpu_reset(env);
207 #endif
208             }
209             break;
210         case PPC970_INPUT_SRESET:
211             LOG_IRQ("%s: set the RESET IRQ state to %d\n",
212                         __func__, level);
213             ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_RESET, level);
214             break;
215         case PPC970_INPUT_TBEN:
216             LOG_IRQ("%s: set the TBEN state to %d\n", __func__,
217                         level);
218             /* XXX: TODO */
219             break;
220         default:
221             /* Unknown pin - do nothing */
222             LOG_IRQ("%s: unknown IRQ pin %d\n", __func__, pin);
223             return;
224         }
225         if (level)
226             env->irq_input_state |= 1 << pin;
227         else
228             env->irq_input_state &= ~(1 << pin);
229     }
230 }
231
232 void ppc970_irq_init (CPUState *env)
233 {
234     env->irq_inputs = (void **)qemu_allocate_irqs(&ppc970_set_irq, env,
235                                                   PPC970_INPUT_NB);
236 }
237 #endif /* defined(TARGET_PPC64) */
238
239 /* PowerPC 40x internal IRQ controller */
240 static void ppc40x_set_irq (void *opaque, int pin, int level)
241 {
242     CPUState *env = opaque;
243     int cur_level;
244
245     LOG_IRQ("%s: env %p pin %d level %d\n", __func__,
246                 env, pin, level);
247     cur_level = (env->irq_input_state >> pin) & 1;
248     /* Don't generate spurious events */
249     if ((cur_level == 1 && level == 0) || (cur_level == 0 && level != 0)) {
250         switch (pin) {
251         case PPC40x_INPUT_RESET_SYS:
252             if (level) {
253                 LOG_IRQ("%s: reset the PowerPC system\n",
254                             __func__);
255                 ppc40x_system_reset(env);
256             }
257             break;
258         case PPC40x_INPUT_RESET_CHIP:
259             if (level) {
260                 LOG_IRQ("%s: reset the PowerPC chip\n", __func__);
261                 ppc40x_chip_reset(env);
262             }
263             break;
264         case PPC40x_INPUT_RESET_CORE:
265             /* XXX: TODO: update DBSR[MRR] */
266             if (level) {
267                 LOG_IRQ("%s: reset the PowerPC core\n", __func__);
268                 ppc40x_core_reset(env);
269             }
270             break;
271         case PPC40x_INPUT_CINT:
272             /* Level sensitive - active high */
273             LOG_IRQ("%s: set the critical IRQ state to %d\n",
274                         __func__, level);
275             ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_CEXT, level);
276             break;
277         case PPC40x_INPUT_INT:
278             /* Level sensitive - active high */
279             LOG_IRQ("%s: set the external IRQ state to %d\n",
280                         __func__, level);
281             ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_EXT, level);
282             break;
283         case PPC40x_INPUT_HALT:
284             /* Level sensitive - active low */
285             if (level) {
286                 LOG_IRQ("%s: stop the CPU\n", __func__);
287                 env->halted = 1;
288             } else {
289                 LOG_IRQ("%s: restart the CPU\n", __func__);
290                 env->halted = 0;
291             }
292             break;
293         case PPC40x_INPUT_DEBUG:
294             /* Level sensitive - active high */
295             LOG_IRQ("%s: set the debug pin state to %d\n",
296                         __func__, level);
297             ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_DEBUG, level);
298             break;
299         default:
300             /* Unknown pin - do nothing */
301             LOG_IRQ("%s: unknown IRQ pin %d\n", __func__, pin);
302             return;
303         }
304         if (level)
305             env->irq_input_state |= 1 << pin;
306         else
307             env->irq_input_state &= ~(1 << pin);
308     }
309 }
310
311 void ppc40x_irq_init (CPUState *env)
312 {
313     env->irq_inputs = (void **)qemu_allocate_irqs(&ppc40x_set_irq,
314                                                   env, PPC40x_INPUT_NB);
315 }
316
317 /*****************************************************************************/
318 /* PowerPC time base and decrementer emulation */
319 struct ppc_tb_t {
320     /* Time base management */
321     int64_t  tb_offset;    /* Compensation                    */
322     int64_t  atb_offset;   /* Compensation                    */
323     uint32_t tb_freq;      /* TB frequency                    */
324     /* Decrementer management */
325     uint64_t decr_next;    /* Tick for next decr interrupt    */
326     uint32_t decr_freq;    /* decrementer frequency           */
327     struct QEMUTimer *decr_timer;
328     /* Hypervisor decrementer management */
329     uint64_t hdecr_next;    /* Tick for next hdecr interrupt  */
330     struct QEMUTimer *hdecr_timer;
331     uint64_t purr_load;
332     uint64_t purr_start;
333     void *opaque;
334 };
335
336 static always_inline uint64_t cpu_ppc_get_tb (ppc_tb_t *tb_env, uint64_t vmclk,
337                                               int64_t tb_offset)
338 {
339     /* TB time in tb periods */
340     return muldiv64(vmclk, tb_env->tb_freq, ticks_per_sec) + tb_offset;
341 }
342
343 uint32_t cpu_ppc_load_tbl (CPUState *env)
344 {
345     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
346     uint64_t tb;
347
348     tb = cpu_ppc_get_tb(tb_env, qemu_get_clock(vm_clock), tb_env->tb_offset);
349     LOG_TB("%s: tb %016" PRIx64 "\n", __func__, tb);
350
351     return tb & 0xFFFFFFFF;
352 }
353
354 static always_inline uint32_t _cpu_ppc_load_tbu (CPUState *env)
355 {
356     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
357     uint64_t tb;
358
359     tb = cpu_ppc_get_tb(tb_env, qemu_get_clock(vm_clock), tb_env->tb_offset);
360     LOG_TB("%s: tb %016" PRIx64 "\n", __func__, tb);
361
362     return tb >> 32;
363 }
364
365 uint32_t cpu_ppc_load_tbu (CPUState *env)
366 {
367     return _cpu_ppc_load_tbu(env);
368 }
369
370 static always_inline void cpu_ppc_store_tb (ppc_tb_t *tb_env, uint64_t vmclk,
371                                             int64_t *tb_offsetp,
372                                             uint64_t value)
373 {
374     *tb_offsetp = value - muldiv64(vmclk, tb_env->tb_freq, ticks_per_sec);
375     LOG_TB("%s: tb %016" PRIx64 " offset %08" PRIx64 "\n",
376                 __func__, value, *tb_offsetp);
377 }
378
379 void cpu_ppc_store_tbl (CPUState *env, uint32_t value)
380 {
381     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
382     uint64_t tb;
383
384     tb = cpu_ppc_get_tb(tb_env, qemu_get_clock(vm_clock), tb_env->tb_offset);
385     tb &= 0xFFFFFFFF00000000ULL;
386     cpu_ppc_store_tb(tb_env, qemu_get_clock(vm_clock),
387                      &tb_env->tb_offset, tb | (uint64_t)value);
388 }
389
390 static always_inline void _cpu_ppc_store_tbu (CPUState *env, uint32_t value)
391 {
392     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
393     uint64_t tb;
394
395     tb = cpu_ppc_get_tb(tb_env, qemu_get_clock(vm_clock), tb_env->tb_offset);
396     tb &= 0x00000000FFFFFFFFULL;
397     cpu_ppc_store_tb(tb_env, qemu_get_clock(vm_clock),
398                      &tb_env->tb_offset, ((uint64_t)value << 32) | tb);
399 }
400
401 void cpu_ppc_store_tbu (CPUState *env, uint32_t value)
402 {
403     _cpu_ppc_store_tbu(env, value);
404 }
405
406 uint32_t cpu_ppc_load_atbl (CPUState *env)
407 {
408     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
409     uint64_t tb;
410
411     tb = cpu_ppc_get_tb(tb_env, qemu_get_clock(vm_clock), tb_env->atb_offset);
412     LOG_TB("%s: tb %016" PRIx64 "\n", __func__, tb);
413
414     return tb & 0xFFFFFFFF;
415 }
416
417 uint32_t cpu_ppc_load_atbu (CPUState *env)
418 {
419     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
420     uint64_t tb;
421
422     tb = cpu_ppc_get_tb(tb_env, qemu_get_clock(vm_clock), tb_env->atb_offset);
423     LOG_TB("%s: tb %016" PRIx64 "\n", __func__, tb);
424
425     return tb >> 32;
426 }
427
428 void cpu_ppc_store_atbl (CPUState *env, uint32_t value)
429 {
430     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
431     uint64_t tb;
432
433     tb = cpu_ppc_get_tb(tb_env, qemu_get_clock(vm_clock), tb_env->atb_offset);
434     tb &= 0xFFFFFFFF00000000ULL;
435     cpu_ppc_store_tb(tb_env, qemu_get_clock(vm_clock),
436                      &tb_env->atb_offset, tb | (uint64_t)value);
437 }
438
439 void cpu_ppc_store_atbu (CPUState *env, uint32_t value)
440 {
441     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
442     uint64_t tb;
443
444     tb = cpu_ppc_get_tb(tb_env, qemu_get_clock(vm_clock), tb_env->atb_offset);
445     tb &= 0x00000000FFFFFFFFULL;
446     cpu_ppc_store_tb(tb_env, qemu_get_clock(vm_clock),
447                      &tb_env->atb_offset, ((uint64_t)value << 32) | tb);
448 }
449
450 static void cpu_ppc_tb_stop (CPUState *env)
451 {
452     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
453     uint64_t tb, atb, vmclk;
454
455     /* If the time base is already frozen, do nothing */
456     if (tb_env->tb_freq != 0) {
457         vmclk = qemu_get_clock(vm_clock);
458         /* Get the time base */
459         tb = cpu_ppc_get_tb(tb_env, vmclk, tb_env->tb_offset);
460         /* Get the alternate time base */
461         atb = cpu_ppc_get_tb(tb_env, vmclk, tb_env->atb_offset);
462         /* Store the time base value (ie compute the current offset) */
463         cpu_ppc_store_tb(tb_env, vmclk, &tb_env->tb_offset, tb);
464         /* Store the alternate time base value (compute the current offset) */
465         cpu_ppc_store_tb(tb_env, vmclk, &tb_env->atb_offset, atb);
466         /* Set the time base frequency to zero */
467         tb_env->tb_freq = 0;
468         /* Now, the time bases are frozen to tb_offset / atb_offset value */
469     }
470 }
471
472 static void cpu_ppc_tb_start (CPUState *env)
473 {
474     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
475     uint64_t tb, atb, vmclk;
476
477     /* If the time base is not frozen, do nothing */
478     if (tb_env->tb_freq == 0) {
479         vmclk = qemu_get_clock(vm_clock);
480         /* Get the time base from tb_offset */
481         tb = tb_env->tb_offset;
482         /* Get the alternate time base from atb_offset */
483         atb = tb_env->atb_offset;
484         /* Restore the tb frequency from the decrementer frequency */
485         tb_env->tb_freq = tb_env->decr_freq;
486         /* Store the time base value */
487         cpu_ppc_store_tb(tb_env, vmclk, &tb_env->tb_offset, tb);
488         /* Store the alternate time base value */
489         cpu_ppc_store_tb(tb_env, vmclk, &tb_env->atb_offset, atb);
490     }
491 }
492
493 static always_inline uint32_t _cpu_ppc_load_decr (CPUState *env,
494                                                   uint64_t *next)
495 {
496     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
497     uint32_t decr;
498     int64_t diff;
499
500     diff = tb_env->decr_next - qemu_get_clock(vm_clock);
501     if (diff >= 0)
502         decr = muldiv64(diff, tb_env->decr_freq, ticks_per_sec);
503     else
504         decr = -muldiv64(-diff, tb_env->decr_freq, ticks_per_sec);
505     LOG_TB("%s: %08" PRIx32 "\n", __func__, decr);
506
507     return decr;
508 }
509
510 uint32_t cpu_ppc_load_decr (CPUState *env)
511 {
512     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
513
514     return _cpu_ppc_load_decr(env, &tb_env->decr_next);
515 }
516
517 uint32_t cpu_ppc_load_hdecr (CPUState *env)
518 {
519     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
520
521     return _cpu_ppc_load_decr(env, &tb_env->hdecr_next);
522 }
523
524 uint64_t cpu_ppc_load_purr (CPUState *env)
525 {
526     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
527     uint64_t diff;
528
529     diff = qemu_get_clock(vm_clock) - tb_env->purr_start;
530
531     return tb_env->purr_load + muldiv64(diff, tb_env->tb_freq, ticks_per_sec);
532 }
533
534 /* When decrementer expires,
535  * all we need to do is generate or queue a CPU exception
536  */
537 static always_inline void cpu_ppc_decr_excp (CPUState *env)
538 {
539     /* Raise it */
540     LOG_TB("raise decrementer exception\n");
541     ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_DECR, 1);
542 }
543
544 static always_inline void cpu_ppc_hdecr_excp (CPUState *env)
545 {
546     /* Raise it */
547     LOG_TB("raise decrementer exception\n");
548     ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_HDECR, 1);
549 }
550
551 static void __cpu_ppc_store_decr (CPUState *env, uint64_t *nextp,
552                                   struct QEMUTimer *timer,
553                                   void (*raise_excp)(CPUState *),
554                                   uint32_t decr, uint32_t value,
555                                   int is_excp)
556 {
557     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
558     uint64_t now, next;
559
560     LOG_TB("%s: %08" PRIx32 " => %08" PRIx32 "\n", __func__,
561                 decr, value);
562     now = qemu_get_clock(vm_clock);
563     next = now + muldiv64(value, ticks_per_sec, tb_env->decr_freq);
564     if (is_excp)
565         next += *nextp - now;
566     if (next == now)
567         next++;
568     *nextp = next;
569     /* Adjust timer */
570     qemu_mod_timer(timer, next);
571     /* If we set a negative value and the decrementer was positive,
572      * raise an exception.
573      */
574     if ((value & 0x80000000) && !(decr & 0x80000000))
575         (*raise_excp)(env);
576 }
577
578 static always_inline void _cpu_ppc_store_decr (CPUState *env, uint32_t decr,
579                                                uint32_t value, int is_excp)
580 {
581     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
582
583     __cpu_ppc_store_decr(env, &tb_env->decr_next, tb_env->decr_timer,
584                          &cpu_ppc_decr_excp, decr, value, is_excp);
585 }
586
587 void cpu_ppc_store_decr (CPUState *env, uint32_t value)
588 {
589     _cpu_ppc_store_decr(env, cpu_ppc_load_decr(env), value, 0);
590 }
591
592 static void cpu_ppc_decr_cb (void *opaque)
593 {
594     _cpu_ppc_store_decr(opaque, 0x00000000, 0xFFFFFFFF, 1);
595 }
596
597 static always_inline void _cpu_ppc_store_hdecr (CPUState *env, uint32_t hdecr,
598                                                 uint32_t value, int is_excp)
599 {
600     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
601
602     if (tb_env->hdecr_timer != NULL) {
603         __cpu_ppc_store_decr(env, &tb_env->hdecr_next, tb_env->hdecr_timer,
604                              &cpu_ppc_hdecr_excp, hdecr, value, is_excp);
605     }
606 }
607
608 void cpu_ppc_store_hdecr (CPUState *env, uint32_t value)
609 {
610     _cpu_ppc_store_hdecr(env, cpu_ppc_load_hdecr(env), value, 0);
611 }
612
613 static void cpu_ppc_hdecr_cb (void *opaque)
614 {
615     _cpu_ppc_store_hdecr(opaque, 0x00000000, 0xFFFFFFFF, 1);
616 }
617
618 void cpu_ppc_store_purr (CPUState *env, uint64_t value)
619 {
620     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
621
622     tb_env->purr_load = value;
623     tb_env->purr_start = qemu_get_clock(vm_clock);
624 }
625
626 static void cpu_ppc_set_tb_clk (void *opaque, uint32_t freq)
627 {
628     CPUState *env = opaque;
629     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
630
631     tb_env->tb_freq = freq;
632     tb_env->decr_freq = freq;
633     /* There is a bug in Linux 2.4 kernels:
634      * if a decrementer exception is pending when it enables msr_ee at startup,
635      * it's not ready to handle it...
636      */
637     _cpu_ppc_store_decr(env, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0);
638     _cpu_ppc_store_hdecr(env, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 0);
639     cpu_ppc_store_purr(env, 0x0000000000000000ULL);
640 }
641
642 /* Set up (once) timebase frequency (in Hz) */
643 clk_setup_cb cpu_ppc_tb_init (CPUState *env, uint32_t freq)
644 {
645     ppc_tb_t *tb_env;
646
647     tb_env = qemu_mallocz(sizeof(ppc_tb_t));
648     env->tb_env = tb_env;
649     /* Create new timer */
650     tb_env->decr_timer = qemu_new_timer(vm_clock, &cpu_ppc_decr_cb, env);
651     if (0) {
652         /* XXX: find a suitable condition to enable the hypervisor decrementer
653          */
654         tb_env->hdecr_timer = qemu_new_timer(vm_clock, &cpu_ppc_hdecr_cb, env);
655     } else {
656         tb_env->hdecr_timer = NULL;
657     }
658     cpu_ppc_set_tb_clk(env, freq);
659
660     return &cpu_ppc_set_tb_clk;
661 }
662
663 /* Specific helpers for POWER & PowerPC 601 RTC */
664 #if 0
665 static clk_setup_cb cpu_ppc601_rtc_init (CPUState *env)
666 {
667     return cpu_ppc_tb_init(env, 7812500);
668 }
669 #endif
670
671 void cpu_ppc601_store_rtcu (CPUState *env, uint32_t value)
672 {
673     _cpu_ppc_store_tbu(env, value);
674 }
675
676 uint32_t cpu_ppc601_load_rtcu (CPUState *env)
677 {
678     return _cpu_ppc_load_tbu(env);
679 }
680
681 void cpu_ppc601_store_rtcl (CPUState *env, uint32_t value)
682 {
683     cpu_ppc_store_tbl(env, value & 0x3FFFFF80);
684 }
685
686 uint32_t cpu_ppc601_load_rtcl (CPUState *env)
687 {
688     return cpu_ppc_load_tbl(env) & 0x3FFFFF80;
689 }
690
691 /*****************************************************************************/
692 /* Embedded PowerPC timers */
693
694 /* PIT, FIT & WDT */
695 typedef struct ppcemb_timer_t ppcemb_timer_t;
696 struct ppcemb_timer_t {
697     uint64_t pit_reload;  /* PIT auto-reload value        */
698     uint64_t fit_next;    /* Tick for next FIT interrupt  */
699     struct QEMUTimer *fit_timer;
700     uint64_t wdt_next;    /* Tick for next WDT interrupt  */
701     struct QEMUTimer *wdt_timer;
702 };
703
704 /* Fixed interval timer */
705 static void cpu_4xx_fit_cb (void *opaque)
706 {
707     CPUState *env;
708     ppc_tb_t *tb_env;
709     ppcemb_timer_t *ppcemb_timer;
710     uint64_t now, next;
711
712     env = opaque;
713     tb_env = env->tb_env;
714     ppcemb_timer = tb_env->opaque;
715     now = qemu_get_clock(vm_clock);
716     switch ((env->spr[SPR_40x_TCR] >> 24) & 0x3) {
717     case 0:
718         next = 1 << 9;
719         break;
720     case 1:
721         next = 1 << 13;
722         break;
723     case 2:
724         next = 1 << 17;
725         break;
726     case 3:
727         next = 1 << 21;
728         break;
729     default:
730         /* Cannot occur, but makes gcc happy */
731         return;
732     }
733     next = now + muldiv64(next, ticks_per_sec, tb_env->tb_freq);
734     if (next == now)
735         next++;
736     qemu_mod_timer(ppcemb_timer->fit_timer, next);
737     env->spr[SPR_40x_TSR] |= 1 << 26;
738     if ((env->spr[SPR_40x_TCR] >> 23) & 0x1)
739         ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_FIT, 1);
740     LOG_TB("%s: ir %d TCR " ADDRX " TSR " ADDRX "\n", __func__,
741                 (int)((env->spr[SPR_40x_TCR] >> 23) & 0x1),
742                 env->spr[SPR_40x_TCR], env->spr[SPR_40x_TSR]);
743 }
744
745 /* Programmable interval timer */
746 static void start_stop_pit (CPUState *env, ppc_tb_t *tb_env, int is_excp)
747 {
748     ppcemb_timer_t *ppcemb_timer;
749     uint64_t now, next;
750
751     ppcemb_timer = tb_env->opaque;
752     if (ppcemb_timer->pit_reload <= 1 ||
753         !((env->spr[SPR_40x_TCR] >> 26) & 0x1) ||
754         (is_excp && !((env->spr[SPR_40x_TCR] >> 22) & 0x1))) {
755         /* Stop PIT */
756         LOG_TB("%s: stop PIT\n", __func__);
757         qemu_del_timer(tb_env->decr_timer);
758     } else {
759         LOG_TB("%s: start PIT %016" PRIx64 "\n",
760                     __func__, ppcemb_timer->pit_reload);
761         now = qemu_get_clock(vm_clock);
762         next = now + muldiv64(ppcemb_timer->pit_reload,
763                               ticks_per_sec, tb_env->decr_freq);
764         if (is_excp)
765             next += tb_env->decr_next - now;
766         if (next == now)
767             next++;
768         qemu_mod_timer(tb_env->decr_timer, next);
769         tb_env->decr_next = next;
770     }
771 }
772
773 static void cpu_4xx_pit_cb (void *opaque)
774 {
775     CPUState *env;
776     ppc_tb_t *tb_env;
777     ppcemb_timer_t *ppcemb_timer;
778
779     env = opaque;
780     tb_env = env->tb_env;
781     ppcemb_timer = tb_env->opaque;
782     env->spr[SPR_40x_TSR] |= 1 << 27;
783     if ((env->spr[SPR_40x_TCR] >> 26) & 0x1)
784         ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_PIT, 1);
785     start_stop_pit(env, tb_env, 1);
786     LOG_TB("%s: ar %d ir %d TCR " ADDRX " TSR " ADDRX " "
787                 "%016" PRIx64 "\n", __func__,
788                 (int)((env->spr[SPR_40x_TCR] >> 22) & 0x1),
789                 (int)((env->spr[SPR_40x_TCR] >> 26) & 0x1),
790                 env->spr[SPR_40x_TCR], env->spr[SPR_40x_TSR],
791                 ppcemb_timer->pit_reload);
792 }
793
794 /* Watchdog timer */
795 static void cpu_4xx_wdt_cb (void *opaque)
796 {
797     CPUState *env;
798     ppc_tb_t *tb_env;
799     ppcemb_timer_t *ppcemb_timer;
800     uint64_t now, next;
801
802     env = opaque;
803     tb_env = env->tb_env;
804     ppcemb_timer = tb_env->opaque;
805     now = qemu_get_clock(vm_clock);
806     switch ((env->spr[SPR_40x_TCR] >> 30) & 0x3) {
807     case 0:
808         next = 1 << 17;
809         break;
810     case 1:
811         next = 1 << 21;
812         break;
813     case 2:
814         next = 1 << 25;
815         break;
816     case 3:
817         next = 1 << 29;
818         break;
819     default:
820         /* Cannot occur, but makes gcc happy */
821         return;
822     }
823     next = now + muldiv64(next, ticks_per_sec, tb_env->decr_freq);
824     if (next == now)
825         next++;
826     LOG_TB("%s: TCR " ADDRX " TSR " ADDRX "\n", __func__,
827                 env->spr[SPR_40x_TCR], env->spr[SPR_40x_TSR]);
828     switch ((env->spr[SPR_40x_TSR] >> 30) & 0x3) {
829     case 0x0:
830     case 0x1:
831         qemu_mod_timer(ppcemb_timer->wdt_timer, next);
832         ppcemb_timer->wdt_next = next;
833         env->spr[SPR_40x_TSR] |= 1 << 31;
834         break;
835     case 0x2:
836         qemu_mod_timer(ppcemb_timer->wdt_timer, next);
837         ppcemb_timer->wdt_next = next;
838         env->spr[SPR_40x_TSR] |= 1 << 30;
839         if ((env->spr[SPR_40x_TCR] >> 27) & 0x1)
840             ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_WDT, 1);
841         break;
842     case 0x3:
843         env->spr[SPR_40x_TSR] &= ~0x30000000;
844         env->spr[SPR_40x_TSR] |= env->spr[SPR_40x_TCR] & 0x30000000;
845         switch ((env->spr[SPR_40x_TCR] >> 28) & 0x3) {
846         case 0x0:
847             /* No reset */
848             break;
849         case 0x1: /* Core reset */
850             ppc40x_core_reset(env);
851             break;
852         case 0x2: /* Chip reset */
853             ppc40x_chip_reset(env);
854             break;
855         case 0x3: /* System reset */
856             ppc40x_system_reset(env);
857             break;
858         }
859     }
860 }
861
862 void store_40x_pit (CPUState *env, target_ulong val)
863 {
864     ppc_tb_t *tb_env;
865     ppcemb_timer_t *ppcemb_timer;
866
867     tb_env = env->tb_env;
868     ppcemb_timer = tb_env->opaque;
869     LOG_TB("%s val" ADDRX "\n", __func__, val);
870     ppcemb_timer->pit_reload = val;
871     start_stop_pit(env, tb_env, 0);
872 }
873
874 target_ulong load_40x_pit (CPUState *env)
875 {
876     return cpu_ppc_load_decr(env);
877 }
878
879 void store_booke_tsr (CPUState *env, target_ulong val)
880 {
881     LOG_TB("%s: val " ADDRX "\n", __func__, val);
882     env->spr[SPR_40x_TSR] &= ~(val & 0xFC000000);
883     if (val & 0x80000000)
884         ppc_set_irq(env, PPC_INTERRUPT_PIT, 0);
885 }
886
887 void store_booke_tcr (CPUState *env, target_ulong val)
888 {
889     ppc_tb_t *tb_env;
890
891     tb_env = env->tb_env;
892     LOG_TB("%s: val " ADDRX "\n", __func__, val);
893     env->spr[SPR_40x_TCR] = val & 0xFFC00000;
894     start_stop_pit(env, tb_env, 1);
895     cpu_4xx_wdt_cb(env);
896 }
897
898 static void ppc_emb_set_tb_clk (void *opaque, uint32_t freq)
899 {
900     CPUState *env = opaque;
901     ppc_tb_t *tb_env = env->tb_env;
902
903     LOG_TB("%s set new frequency to %" PRIu32 "\n", __func__,
904                 freq);
905     tb_env->tb_freq = freq;
906     tb_env->decr_freq = freq;
907     /* XXX: we should also update all timers */
908 }
909
910 clk_setup_cb ppc_emb_timers_init (CPUState *env, uint32_t freq)
911 {
912     ppc_tb_t *tb_env;
913     ppcemb_timer_t *ppcemb_timer;
914
915     tb_env = qemu_mallocz(sizeof(ppc_tb_t));
916     env->tb_env = tb_env;
917     ppcemb_timer = qemu_mallocz(sizeof(ppcemb_timer_t));
918     tb_env->tb_freq = freq;
919     tb_env->decr_freq = freq;
920     tb_env->opaque = ppcemb_timer;
921     LOG_TB("%s freq %" PRIu32 "\n", __func__, freq);
922     if (ppcemb_timer != NULL) {
923         /* We use decr timer for PIT */
924         tb_env->decr_timer = qemu_new_timer(vm_clock, &cpu_4xx_pit_cb, env);
925         ppcemb_timer->fit_timer =
926             qemu_new_timer(vm_clock, &cpu_4xx_fit_cb, env);
927         ppcemb_timer->wdt_timer =
928             qemu_new_timer(vm_clock, &cpu_4xx_wdt_cb, env);
929     }
930
931     return &ppc_emb_set_tb_clk;
932 }
933
934 /*****************************************************************************/
935 /* Embedded PowerPC Device Control Registers */
936 typedef struct ppc_dcrn_t ppc_dcrn_t;
937 struct ppc_dcrn_t {
938     dcr_read_cb dcr_read;
939     dcr_write_cb dcr_write;
940     void *opaque;
941 };
942
943 /* XXX: on 460, DCR addresses are 32 bits wide,
944  *      using DCRIPR to get the 22 upper bits of the DCR address
945  */
946 #define DCRN_NB 1024
947 struct ppc_dcr_t {
948     ppc_dcrn_t dcrn[DCRN_NB];
949     int (*read_error)(int dcrn);
950     int (*write_error)(int dcrn);
951 };
952
953 int ppc_dcr_read (ppc_dcr_t *dcr_env, int dcrn, target_ulong *valp)
954 {
955     ppc_dcrn_t *dcr;
956
957     if (dcrn < 0 || dcrn >= DCRN_NB)
958         goto error;
959     dcr = &dcr_env->dcrn[dcrn];
960     if (dcr->dcr_read == NULL)
961         goto error;
962     *valp = (*dcr->dcr_read)(dcr->opaque, dcrn);
963
964     return 0;
965
966  error:
967     if (dcr_env->read_error != NULL)
968         return (*dcr_env->read_error)(dcrn);
969
970     return -1;
971 }
972
973 int ppc_dcr_write (ppc_dcr_t *dcr_env, int dcrn, target_ulong val)
974 {
975     ppc_dcrn_t *dcr;
976
977     if (dcrn < 0 || dcrn >= DCRN_NB)
978         goto error;
979     dcr = &dcr_env->dcrn[dcrn];
980     if (dcr->dcr_write == NULL)
981         goto error;
982     (*dcr->dcr_write)(dcr->opaque, dcrn, val);
983
984     return 0;
985
986  error:
987     if (dcr_env->write_error != NULL)
988         return (*dcr_env->write_error)(dcrn);
989
990     return -1;
991 }
992
993 int ppc_dcr_register (CPUState *env, int dcrn, void *opaque,
994                       dcr_read_cb dcr_read, dcr_write_cb dcr_write)
995 {
996     ppc_dcr_t *dcr_env;
997     ppc_dcrn_t *dcr;
998
999     dcr_env = env->dcr_env;
1000     if (dcr_env == NULL)
1001         return -1;
1002     if (dcrn < 0 || dcrn >= DCRN_NB)
1003         return -1;
1004     dcr = &dcr_env->dcrn[dcrn];
1005     if (dcr->opaque != NULL ||
1006         dcr->dcr_read != NULL ||
1007         dcr->dcr_write != NULL)
1008         return -1;
1009     dcr->opaque = opaque;
1010     dcr->dcr_read = dcr_read;
1011     dcr->dcr_write = dcr_write;
1012
1013     return 0;
1014 }
1015
1016 int ppc_dcr_init (CPUState *env, int (*read_error)(int dcrn),
1017                   int (*write_error)(int dcrn))
1018 {
1019     ppc_dcr_t *dcr_env;
1020
1021     dcr_env = qemu_mallocz(sizeof(ppc_dcr_t));
1022     dcr_env->read_error = read_error;
1023     dcr_env->write_error = write_error;
1024     env->dcr_env = dcr_env;
1025
1026     return 0;
1027 }
1028
1029 #if 0
1030 /*****************************************************************************/
1031 /* Handle system reset (for now, just stop emulation) */
1032 void cpu_ppc_reset (CPUState *env)
1033 {
1034     printf("Reset asked... Stop emulation\n");
1035     abort();
1036 }
1037 #endif
1038
1039 /*****************************************************************************/
1040 /* Debug port */
1041 void PPC_debug_write (void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
1042 {
1043     addr &= 0xF;
1044     switch (addr) {
1045     case 0:
1046         printf("%c", val);
1047         break;
1048     case 1:
1049         printf("\n");
1050         fflush(stdout);
1051         break;
1052     case 2:
1053         printf("Set loglevel to %04" PRIx32 "\n", val);
1054         cpu_set_log(val | 0x100);
1055         break;
1056     }
1057 }
1058
1059 /*****************************************************************************/
1060 /* NVRAM helpers */
1061 static inline uint32_t nvram_read (nvram_t *nvram, uint32_t addr)
1062 {
1063     return (*nvram->read_fn)(nvram->opaque, addr);;
1064 }
1065
1066 static inline void nvram_write (nvram_t *nvram, uint32_t addr, uint32_t val)
1067 {
1068     (*nvram->write_fn)(nvram->opaque, addr, val);
1069 }
1070
1071 void NVRAM_set_byte (nvram_t *nvram, uint32_t addr, uint8_t value)
1072 {
1073     nvram_write(nvram, addr, value);
1074 }
1075
1076 uint8_t NVRAM_get_byte (nvram_t *nvram, uint32_t addr)
1077 {
1078     return nvram_read(nvram, addr);
1079 }
1080
1081 void NVRAM_set_word (nvram_t *nvram, uint32_t addr, uint16_t value)
1082 {
1083     nvram_write(nvram, addr, value >> 8);
1084     nvram_write(nvram, addr + 1, value & 0xFF);
1085 }
1086
1087 uint16_t NVRAM_get_word (nvram_t *nvram, uint32_t addr)
1088 {
1089     uint16_t tmp;
1090
1091     tmp = nvram_read(nvram, addr) << 8;
1092     tmp |= nvram_read(nvram, addr + 1);
1093
1094     return tmp;
1095 }
1096
1097 void NVRAM_set_lword (nvram_t *nvram, uint32_t addr, uint32_t value)
1098 {
1099     nvram_write(nvram, addr, value >> 24);
1100     nvram_write(nvram, addr + 1, (value >> 16) & 0xFF);
1101     nvram_write(nvram, addr + 2, (value >> 8) & 0xFF);
1102     nvram_write(nvram, addr + 3, value & 0xFF);
1103 }
1104
1105 uint32_t NVRAM_get_lword (nvram_t *nvram, uint32_t addr)
1106 {
1107     uint32_t tmp;
1108
1109     tmp = nvram_read(nvram, addr) << 24;
1110     tmp |= nvram_read(nvram, addr + 1) << 16;
1111     tmp |= nvram_read(nvram, addr + 2) << 8;
1112     tmp |= nvram_read(nvram, addr + 3);
1113
1114     return tmp;
1115 }
1116
1117 void NVRAM_set_string (nvram_t *nvram, uint32_t addr,
1118                        const char *str, uint32_t max)
1119 {
1120     int i;
1121
1122     for (i = 0; i < max && str[i] != '\0'; i++) {
1123         nvram_write(nvram, addr + i, str[i]);
1124     }
1125     nvram_write(nvram, addr + i, str[i]);
1126     nvram_write(nvram, addr + max - 1, '\0');
1127 }
1128
1129 int NVRAM_get_string (nvram_t *nvram, uint8_t *dst, uint16_t addr, int max)
1130 {
1131     int i;
1132
1133     memset(dst, 0, max);
1134     for (i = 0; i < max; i++) {
1135         dst[i] = NVRAM_get_byte(nvram, addr + i);
1136         if (dst[i] == '\0')
1137             break;
1138     }
1139
1140     return i;
1141 }
1142
1143 static uint16_t NVRAM_crc_update (uint16_t prev, uint16_t value)
1144 {
1145     uint16_t tmp;
1146     uint16_t pd, pd1, pd2;
1147
1148     tmp = prev >> 8;
1149     pd = prev ^ value;
1150     pd1 = pd & 0x000F;
1151     pd2 = ((pd >> 4) & 0x000F) ^ pd1;
1152     tmp ^= (pd1 << 3) | (pd1 << 8);
1153     tmp ^= pd2 | (pd2 << 7) | (pd2 << 12);
1154
1155     return tmp;
1156 }
1157
1158 static uint16_t NVRAM_compute_crc (nvram_t *nvram, uint32_t start, uint32_t count)
1159 {
1160     uint32_t i;
1161     uint16_t crc = 0xFFFF;
1162     int odd;
1163
1164     odd = count & 1;
1165     count &= ~1;
1166     for (i = 0; i != count; i++) {
1167         crc = NVRAM_crc_update(crc, NVRAM_get_word(nvram, start + i));
1168     }
1169     if (odd) {
1170         crc = NVRAM_crc_update(crc, NVRAM_get_byte(nvram, start + i) << 8);
1171     }
1172
1173     return crc;
1174 }
1175
1176 #define CMDLINE_ADDR 0x017ff000
1177
1178 int PPC_NVRAM_set_params (nvram_t *nvram, uint16_t NVRAM_size,
1179                           const char *arch,
1180                           uint32_t RAM_size, int boot_device,
1181                           uint32_t kernel_image, uint32_t kernel_size,
1182                           const char *cmdline,
1183                           uint32_t initrd_image, uint32_t initrd_size,
1184                           uint32_t NVRAM_image,
1185                           int width, int height, int depth)
1186 {
1187     uint16_t crc;
1188
1189     /* Set parameters for Open Hack'Ware BIOS */
1190     NVRAM_set_string(nvram, 0x00, "QEMU_BIOS", 16);
1191     NVRAM_set_lword(nvram,  0x10, 0x00000002); /* structure v2 */
1192     NVRAM_set_word(nvram,   0x14, NVRAM_size);
1193     NVRAM_set_string(nvram, 0x20, arch, 16);
1194     NVRAM_set_lword(nvram,  0x30, RAM_size);
1195     NVRAM_set_byte(nvram,   0x34, boot_device);
1196     NVRAM_set_lword(nvram,  0x38, kernel_image);
1197     NVRAM_set_lword(nvram,  0x3C, kernel_size);
1198     if (cmdline) {
1199         /* XXX: put the cmdline in NVRAM too ? */
1200         strcpy((char *)(phys_ram_base + CMDLINE_ADDR), cmdline);
1201         NVRAM_set_lword(nvram,  0x40, CMDLINE_ADDR);
1202         NVRAM_set_lword(nvram,  0x44, strlen(cmdline));
1203     } else {
1204         NVRAM_set_lword(nvram,  0x40, 0);
1205         NVRAM_set_lword(nvram,  0x44, 0);
1206     }
1207     NVRAM_set_lword(nvram,  0x48, initrd_image);
1208     NVRAM_set_lword(nvram,  0x4C, initrd_size);
1209     NVRAM_set_lword(nvram,  0x50, NVRAM_image);
1210
1211     NVRAM_set_word(nvram,   0x54, width);
1212     NVRAM_set_word(nvram,   0x56, height);
1213     NVRAM_set_word(nvram,   0x58, depth);
1214     crc = NVRAM_compute_crc(nvram, 0x00, 0xF8);
1215     NVRAM_set_word(nvram,   0xFC, crc);
1216
1217     return 0;
1218 }