palacios/src/devices/pci.c

   1 /*
   2  * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
   3  * by the V3VEE Project with funding from the United States National
   4  * Science Foundation and the Department of Energy.
   5  *
   6  * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
   7  * and the University of New Mexico.  You can find out more at
   8  * http://www.v3vee.org
   9  *
  10  * Copyright (c) 2009, Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2009, Lei Xia <lxia@northwestern.edu>
  12  * Copyright (c) 2009, Chang Seok Bae <jhuell@gmail.com>
  13  * Copyright (c) 2009, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  14  * All rights reserved.
  15  *
  16  * Author:  Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  17  *          Lei Xia <lxia@northwestern.edu>
  18  *          Chang Seok Bae <jhuell@gmail.com>
  19  *
  20  * This is free software.  You are permitted to use,
  21  * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
  22  */
  23
  24
  25
  26 #include <palacios/vmm.h>
  27 #include <palacios/vmm_types.h>
  28 #include <palacios/vmm_io.h>
  29 #include <palacios/vmm_intr.h>
  30 #include <palacios/vmm_rbtree.h>
  31 #include <palacios/vmm_dev_mgr.h>
  32
  33 #include <devices/pci.h>
  34 #include <devices/pci_types.h>
  35
  36
  37
  38 #ifndef CONFIG_DEBUG_PCI
  39 #undef PrintDebug
  40 #define PrintDebug(fmt, args...)
  41 #endif
  42
  43
  44 #define CONFIG_ADDR_PORT    0x0cf8
  45 #define CONFIG_DATA_PORT    0x0cfc
  46
  47 #define PCI_DEV_IO_PORT_BASE 0xc000
  48
  49 #define PCI_BUS_COUNT 1
  50
  51 // This must always be a multiple of 8
  52 #define MAX_BUS_DEVICES 32
  53
  54 struct pci_addr_reg {
  55     union {
  56         uint32_t val;
  57         struct {
  58             uint_t rsvd       : 2;
  59             uint_t reg_num    : 6;
  60             uint_t fn_num     : 3;
  61             uint_t dev_num    : 5;
  62             uint_t bus_num    : 8;
  63             uint_t rsvd2      : 7;
  64             uint_t enable     : 1;
  65         } __attribute__((packed));
  66     } __attribute__((packed));
  67 } __attribute__((packed));
  68
  69
  70
  71
  72
  73 struct pci_bus {
  74     int bus_num;
  75
  76     // Red Black tree containing all attached devices
  77     struct rb_root devices;
  78
  79     // Bitmap of the allocated device numbers
  80     uint8_t dev_map[MAX_BUS_DEVICES / 8];
  81
  82
  83     int (*raise_pci_irq)(struct vm_device * dev, struct pci_device * pci_dev);
  84     int (*lower_pci_irq)(struct vm_device * dev, struct pci_device * pci_dev);
  85     struct vm_device * irq_bridge_dev;
  86 };
  87
  88
  89
  90 struct pci_internal {
  91     // Configuration address register
  92     struct pci_addr_reg addr_reg;
  93
  94     // Base IO Port which PCI devices will register with...
  95     uint16_t dev_io_base;
  96
  97     // Attached Busses
  98     struct pci_bus bus_list[PCI_BUS_COUNT];
  99 };
 100
 101
 102
 103
 104
 105 #ifdef CONFIG_DEBUG_PCI
 106
 107 static void pci_dump_state(struct pci_internal * pci_state) {
 108     struct rb_node * node = v3_rb_first(&(pci_state->bus_list[0].devices));
 109     struct pci_device * tmp_dev = NULL;
 110
 111     PrintDebug("===PCI: Dumping state Begin ==========\n");
 112
 113     do {
 114         tmp_dev = rb_entry(node, struct pci_device, dev_tree_node);
 115
 116         PrintDebug("PCI Device Number: %d (%s):\n", tmp_dev->dev_num,  tmp_dev->name);
 117         PrintDebug("irq = %d\n", tmp_dev->config_header.intr_line);
 118         PrintDebug("Vend ID: 0x%x\n", tmp_dev->config_header.vendor_id);
 119         PrintDebug("Device ID: 0x%x\n", tmp_dev->config_header.device_id);
 120
 121     } while ((node = v3_rb_next(node)));
 122
 123     PrintDebug("====PCI: Dumping state End==========\n");
 124 }
 125
 126 #endif
 127
 128
 129
 130
 131 // Scan the dev_map bitmap for the first '0' bit
 132 static int get_free_dev_num(struct pci_bus * bus) {
 133     int i, j;
 134
 135     for (i = 0; i < sizeof(bus->dev_map); i++) {
 136         PrintDebug("i=%d\n", i);
 137         if (bus->dev_map[i] != 0xff) {
 138             // availability
 139             for (j = 0; j < 8; j++) {
 140                 PrintDebug("\tj=%d\n", j);
 141                 if (!(bus->dev_map[i] & (0x1 << j))) {
 142                     return ((i * 8) + j);
 143                 }
 144             }
 145         }
 146     }
 147
 148     return -1;
 149 }
 150
 151 static void allocate_dev_num(struct pci_bus * bus, int dev_num) {
 152     int major = (dev_num / 8);
 153     int minor = dev_num % 8;
 154
 155     bus->dev_map[major] |= (0x1 << minor);
 156 }
 157
 158
 159
 160 static inline
 161 struct pci_device * __add_device_to_bus(struct pci_bus * bus, struct pci_device * dev) {
 162
 163   struct rb_node ** p = &(bus->devices.rb_node);
 164   struct rb_node * parent = NULL;
 165   struct pci_device * tmp_dev = NULL;
 166
 167   while (*p) {
 168     parent = *p;
 169     tmp_dev = rb_entry(parent, struct pci_device, dev_tree_node);
 170
 171     if (dev->devfn < tmp_dev->devfn) {
 172       p = &(*p)->rb_left;
 173     } else if (dev->devfn > tmp_dev->devfn) {
 174       p = &(*p)->rb_right;
 175     } else {
 176       return tmp_dev;
 177     }
 178   }
 179
 180   rb_link_node(&(dev->dev_tree_node), parent, p);
 181
 182   return NULL;
 183 }
 184
 185
 186 static inline
 187 struct pci_device * add_device_to_bus(struct pci_bus * bus, struct pci_device * dev) {
 188
 189   struct pci_device * ret = NULL;
 190
 191   if ((ret = __add_device_to_bus(bus, dev))) {
 192     return ret;
 193   }
 194
 195   v3_rb_insert_color(&(dev->dev_tree_node), &(bus->devices));
 196
 197   allocate_dev_num(bus, dev->dev_num);
 198
 199   return NULL;
 200 }
 201
 202
 203 static struct pci_device * get_device(struct pci_bus * bus, uint8_t dev_num, uint8_t fn_num) {
 204     struct rb_node * n = bus->devices.rb_node;
 205     struct pci_device * dev = NULL;
 206     uint8_t devfn = ((dev_num & 0x1f) << 3) | (fn_num & 0x7);
 207
 208     while (n) {
 209         dev = rb_entry(n, struct pci_device, dev_tree_node);
 210
 211         if (devfn < dev->devfn) {
 212             n = n->rb_left;
 213         } else if (devfn > dev->devfn) {
 214             n = n->rb_right;
 215         } else {
 216             return dev;
 217         }
 218     }
 219
 220     return NULL;
 221 }
 222
 223
 224
 225
 226
 227
 228
 229 static int addr_port_read(ushort_t port, void * dst, uint_t length, struct vm_device * dev) {
 230     struct pci_internal * pci_state = (struct pci_internal *)dev->private_data;
 231     int reg_offset = port & 0x3;
 232     uint8_t * reg_addr = ((uint8_t *)&(pci_state->addr_reg.val)) + reg_offset;
 233
 234     PrintDebug("Reading PCI Address Port (%x): %x len=%d\n", port, pci_state->addr_reg.val, length);
 235
 236     if (length == 4) {
 237         if (reg_offset != 0) {
 238             PrintError("Invalid Address Port Read\n");
 239             return -1;
 240         }
 241         *(uint32_t *)dst = *(uint32_t *)reg_addr;
 242     } else if (length == 2) {
 243         if (reg_offset > 2) {
 244             PrintError("Invalid Address Port Read\n");
 245             return -1;
 246         }
 247         *(uint16_t *)dst = *(uint16_t *)reg_addr;
 248     } else if (length == 1) {
 249         *(uint8_t *)dst = *(uint8_t *)reg_addr;
 250     } else {
 251         PrintError("Invalid read length (%d) for PCI address register\n", length);
 252         return -1;
 253     }
 254
 255
 256     return length;
 257 }
 258
 259
 260 static int addr_port_write(ushort_t port, void * src, uint_t length, struct vm_device * dev) {
 261     struct pci_internal * pci_state = (struct pci_internal *)dev->private_data;
 262     int reg_offset = port & 0x3;
 263     uint8_t * reg_addr = ((uint8_t *)&(pci_state->addr_reg.val)) + reg_offset;
 264
 265
 266     if (length == 4) {
 267         if (reg_offset != 0) {
 268             PrintError("Invalid Address Port Write\n");
 269             return -1;
 270         }
 271
 272         PrintDebug("Writing PCI 4 bytes Val=%x\n",  *(uint32_t *)src);
 273
 274         *(uint32_t *)reg_addr = *(uint32_t *)src;
 275     } else if (length == 2) {
 276         if (reg_offset > 2) {
 277             PrintError("Invalid Address Port Write\n");
 278             return -1;
 279         }
 280
 281         PrintDebug("Writing PCI 2 byte Val=%x\n",  *(uint16_t *)src);
 282
 283         *(uint16_t *)reg_addr = *(uint16_t *)src;
 284     } else if (length == 1) {
 285         PrintDebug("Writing PCI 1 byte Val=%x\n",  *(uint8_t *)src);
 286         *(uint8_t *)reg_addr = *(uint8_t *)src;
 287     } else {
 288         PrintError("Invalid write length (%d) for PCI address register\n", length);
 289         return -1;
 290     }
 291
 292     PrintDebug("Writing PCI Address Port(%x): %x\n", port, pci_state->addr_reg.val);
 293
 294     return length;
 295 }
 296
 297
 298 static int data_port_read(ushort_t port, void * dst, uint_t length, struct vm_device * vmdev) {
 299     struct pci_internal * pci_state =  (struct pci_internal *)(vmdev->private_data);
 300     struct pci_device * pci_dev = NULL;
 301     uint_t reg_num = (pci_state->addr_reg.reg_num << 2) + (port & 0x3);
 302     int i;
 303
 304     if (pci_state->addr_reg.bus_num != 0) {
 305         int i = 0;
 306         for (i = 0; i < length; i++) {
 307             *((uint8_t *)dst + i) = 0xff;
 308         }
 309
 310         return length;
 311     }
 312
 313     PrintDebug("Reading PCI Data register. bus = %d, dev = %d, reg = %d (%x), cfg_reg = %x\n",
 314                pci_state->addr_reg.bus_num,
 315                pci_state->addr_reg.dev_num,
 316                reg_num, reg_num,
 317                pci_state->addr_reg.val);
 318
 319     pci_dev = get_device(&(pci_state->bus_list[0]), pci_state->addr_reg.dev_num, pci_state->addr_reg.fn_num);
 320
 321     if (pci_dev == NULL) {
 322         for (i = 0; i < length; i++) {
 323             *(uint8_t *)((uint8_t *)dst + i) = 0xff;
 324         }
 325
 326         return length;
 327     }
 328
 329     if (pci_dev->type == PCI_PASSTHROUGH) {
 330         if (pci_dev->config_read(reg_num, dst, length, pci_dev->priv_data) == -1) {
 331             PrintError("Failed to handle configuration update for passthrough pci_device\n");
 332             return -1;
 333         }
 334
 335         return 0;
 336     }
 337
 338     for (i = 0; i < length; i++) {
 339         *(uint8_t *)((uint8_t *)dst + i) = pci_dev->config_space[reg_num + i];
 340     }
 341
 342     PrintDebug("\tVal=%x, len=%d\n", *(uint32_t *)dst, length);
 343
 344     return length;
 345 }
 346
 347
 348 static inline int is_cfg_reg_writable(uchar_t header_type, int reg_num) {
 349     if (header_type == 0x00) {
 350         switch (reg_num) {
 351             case 0x00:
 352             case 0x01:
 353             case 0x02:
 354             case 0x03:
 355             case 0x08:
 356             case 0x09:
 357             case 0x0a:
 358             case 0x0b:
 359             case 0x0e:
 360             case 0x3d:
 361                 return 0;
 362
 363            default:
 364                return 1;
 365
 366         }
 367     } else if (header_type == 0x80) {
 368         switch (reg_num) {
 369             case 0x00:
 370             case 0x01:
 371             case 0x02:
 372             case 0x03:
 373             case 0x08:
 374             case 0x09:
 375             case 0x0a:
 376             case 0x0b:
 377             case 0x0e:
 378             case 0x3d:
 379                 return 0;
 380
 381            default:
 382                return 1;
 383
 384         }
 385     } else {
 386         // PCI to PCI Bridge = 0x01
 387         // CardBus Bridge = 0x02
 388
 389         // huh?
 390         PrintError("Invalid PCI Header type (0x%.2x)\n", header_type);
 391
 392         return -1;
 393     }
 394 }
 395
 396
 397 static int bar_update(struct guest_info * info, struct pci_device * pci, int bar_num, uint32_t new_val) {
 398     struct v3_pci_bar * bar = &(pci->bar[bar_num]);
 399
 400     PrintDebug("Updating BAR Register  (Dev=%s) (bar=%d) (old_val=0x%x) (new_val=0x%x)\n",
 401                pci->name, bar_num, bar->val, new_val);
 402
 403     switch (bar->type) {
 404         case PCI_BAR_IO: {
 405             int i = 0;
 406
 407             PrintDebug("\tRehooking %d IO ports from base 0x%x to 0x%x for %d ports\n",
 408                        bar->num_ports, PCI_IO_BASE(bar->val), PCI_IO_BASE(new_val),
 409                        bar->num_ports);
 410
 411             // only do this if pci device is enabled....
 412             if (!(pci->config_header.status & 0x1)) {
 413                 PrintError("PCI Device IO space not enabled\n");
 414             }
 415
 416             for (i = 0; i < bar->num_ports; i++) {
 417
 418                 PrintDebug("Rehooking PCI IO port (old port=%u) (new port=%u)\n",
 419                            PCI_IO_BASE(bar->val) + i, PCI_IO_BASE(new_val) + i);
 420
 421                 v3_unhook_io_port(info, PCI_IO_BASE(bar->val) + i);
 422
 423                 if (v3_hook_io_port(info, PCI_IO_BASE(new_val) + i,
 424                                     bar->io_read, bar->io_write,
 425                                     bar->private_data) == -1) {
 426
 427                     PrintError("Could not hook PCI IO port (old port=%u) (new port=%u)\n",
 428                                PCI_IO_BASE(bar->val) + i, PCI_IO_BASE(new_val) + i);
 429                     v3_print_io_map(info);
 430                     return -1;
 431                 }
 432             }
 433
 434             bar->val = new_val;
 435
 436             break;
 437         }
 438         case PCI_BAR_MEM32: {
 439             v3_unhook_mem(info, (addr_t)(bar->val));
 440
 441             if (bar->mem_read) {
 442                 v3_hook_full_mem(info, PCI_MEM32_BASE(new_val),
 443                                  PCI_MEM32_BASE(new_val) + (bar->num_pages * PAGE_SIZE_4KB),
 444                                  bar->mem_read, bar->mem_write, pci->priv_data);
 445             } else {
 446                 PrintError("Write hooks not supported for PCI\n");
 447                 return -1;
 448             }
 449
 450             bar->val = new_val;
 451
 452             break;
 453         }
 454         case PCI_BAR_NONE: {
 455             PrintDebug("Reprogramming an unsupported BAR register (Dev=%s) (bar=%d) (val=%x)\n",
 456                        pci->name, bar_num, new_val);
 457             break;
 458         }
 459         default:
 460             PrintError("Invalid Bar Reg updated (bar=%d)\n", bar_num);
 461             return -1;
 462     }
 463
 464     return 0;
 465 }
 466
 467
 468 static int data_port_write(ushort_t port, void * src, uint_t length, struct vm_device * vmdev) {
 469     struct pci_internal * pci_state = (struct pci_internal *)vmdev->private_data;
 470     struct pci_device * pci_dev = NULL;
 471     uint_t reg_num = (pci_state->addr_reg.reg_num << 2) + (port & 0x3);
 472     int i;
 473
 474
 475     if (pci_state->addr_reg.bus_num != 0) {
 476         return length;
 477     }
 478
 479     PrintDebug("Writing PCI Data register. bus = %d, dev = %d, fn = %d, reg = %d (0x%x) addr_reg = 0x%x (val=0x%x, len=%d)\n",
 480                pci_state->addr_reg.bus_num,
 481                pci_state->addr_reg.dev_num,
 482                pci_state->addr_reg.fn_num,
 483                reg_num, reg_num,
 484                pci_state->addr_reg.val,
 485                *(uint32_t *)src, length);
 486
 487
 488     pci_dev = get_device(&(pci_state->bus_list[0]), pci_state->addr_reg.dev_num, pci_state->addr_reg.fn_num);
 489
 490     if (pci_dev == NULL) {
 491         PrintError("Writing configuration space for non-present device (dev_num=%d)\n",
 492                    pci_state->addr_reg.dev_num);
 493         return -1;
 494     }
 495
 496     if (pci_dev->type == PCI_PASSTHROUGH) {
 497         if (pci_dev->config_write(reg_num, src, length, pci_dev->priv_data) == -1) {
 498             PrintError("Failed to handle configuration update for passthrough pci_device\n");
 499             return -1;
 500         }
 501
 502         return 0;
 503     }
 504
 505
 506     for (i = 0; i < length; i++) {
 507         uint_t cur_reg = reg_num + i;
 508         int writable = is_cfg_reg_writable(pci_dev->config_header.header_type, cur_reg);
 509
 510         if (writable == -1) {
 511             PrintError("Invalid PCI configuration space\n");
 512             return -1;
 513         }
 514
 515         if (writable) {
 516             pci_dev->config_space[cur_reg] = *(uint8_t *)((uint8_t *)src + i);
 517
 518             if ((cur_reg >= 0x10) && (cur_reg < 0x28)) {
 519                 // BAR Register Update
 520                 int bar_reg = ((cur_reg & ~0x3) - 0x10) / 4;
 521
 522                 pci_dev->bar_update_flag = 1;
 523                 pci_dev->bar[bar_reg].updated = 1;
 524
 525                 // PrintDebug("Updating BAR register %d\n", bar_reg);
 526
 527             } else if ((cur_reg >= 0x30) && (cur_reg < 0x34)) {
 528                 // Extension ROM update
 529
 530                 pci_dev->ext_rom_update_flag = 1;
 531             } else if (cur_reg == 0x04) {
 532                 // COMMAND update
 533                 uint8_t command = *((uint8_t *)src + i);
 534
 535                 PrintError("command update for %s old=%x new=%x\n",
 536                            pci_dev->name,
 537                            pci_dev->config_space[cur_reg],command);
 538
 539                 pci_dev->config_space[cur_reg] = command;
 540
 541                 if (pci_dev->cmd_update) {
 542                     pci_dev->cmd_update(pci_dev, (command & 0x01), (command & 0x02));
 543                 }
 544
 545             } else if (cur_reg == 0x0f) {
 546                 // BIST update
 547                 pci_dev->config_header.BIST = 0x00;
 548             }
 549         } else {
 550             PrintError("PCI Write to read only register %d\n", cur_reg);
 551         }
 552     }
 553
 554     if (pci_dev->config_update) {
 555         pci_dev->config_update(reg_num, src, length, pci_dev->priv_data);
 556     }
 557
 558     // Scan for BAR updated
 559     if (pci_dev->bar_update_flag) {
 560         for (i = 0; i < 6; i++) {
 561             if (pci_dev->bar[i].updated) {
 562                 int bar_offset = 0x10 + 4 * i;
 563
 564
 565                 if (pci_dev->bar[i].type == PCI_BAR_PASSTHROUGH) {
 566                     if (pci_dev->bar[i].bar_write(i, (uint32_t *)(pci_dev->config_space + bar_offset), pci_dev->bar[i].private_data) == -1) {
 567                         PrintError("Error in passthrough bar write operation\n");
 568                         return -1;
 569                     }
 570                 } else {
 571
 572                     *(uint32_t *)(pci_dev->config_space + bar_offset) &= pci_dev->bar[i].mask;
 573                     // check special flags....
 574
 575                     // bar_update
 576                     if (bar_update(vmdev->vm, pci_dev, i, *(uint32_t *)(pci_dev->config_space + bar_offset)) == -1) {
 577                         PrintError("PCI Device %s: Bar update Error Bar=%d\n", pci_dev->name, i);
 578                         return -1;
 579                     }
 580                 }
 581
 582                 pci_dev->bar[i].updated = 0;
 583             }
 584         }
 585         pci_dev->bar_update_flag = 0;
 586     }
 587
 588     if ((pci_dev->ext_rom_update_flag) && (pci_dev->ext_rom_update)) {
 589         pci_dev->ext_rom_update(pci_dev);
 590         pci_dev->ext_rom_update_flag = 0;
 591     }
 592
 593
 594     return length;
 595 }
 596
 597
 598
 599 static int pci_reset_device(struct vm_device * dev) {
 600     PrintDebug("pci: reset device\n");
 601     return 0;
 602 }
 603
 604
 605 static int pci_start_device(struct vm_device * dev) {
 606     PrintDebug("pci: start device\n");
 607     return 0;
 608 }
 609
 610
 611 static int pci_stop_device(struct vm_device * dev) {
 612     PrintDebug("pci: stop device\n");
 613     return 0;
 614 }
 615
 616
 617
 618 static int pci_free(struct vm_device * dev) {
 619     int i = 0;
 620
 621     for (i = 0; i < 4; i++){
 622         v3_dev_unhook_io(dev, CONFIG_ADDR_PORT + i);
 623         v3_dev_unhook_io(dev, CONFIG_DATA_PORT + i);
 624     }
 625
 626     return 0;
 627 }
 628
 629
 630
 631 static void init_pci_busses(struct pci_internal * pci_state) {
 632     int i;
 633
 634     for (i = 0; i < PCI_BUS_COUNT; i++) {
 635         pci_state->bus_list[i].bus_num = i;
 636         pci_state->bus_list[i].devices.rb_node = NULL;
 637         memset(pci_state->bus_list[i].dev_map, 0, sizeof(pci_state->bus_list[i].dev_map));
 638     }
 639 }
 640
 641
 642
 643
 644 static struct v3_device_ops dev_ops = {
 645     .free = pci_free,
 646     .reset = pci_reset_device,
 647     .start = pci_start_device,
 648     .stop = pci_stop_device,
 649 };
 650
 651
 652
 653
 654 static int pci_init(struct guest_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 655     struct pci_internal * pci_state = V3_Malloc(sizeof(struct pci_internal));
 656     int i = 0;
 657     char * name = v3_cfg_val(cfg, "name");
 658
 659     PrintDebug("PCI internal at %p\n",(void *)pci_state);
 660
 661     struct vm_device * dev = v3_allocate_device(name, &dev_ops, pci_state);
 662
 663     if (v3_attach_device(vm, dev) == -1) {
 664         PrintError("Could not attach device %s\n", name);
 665         return -1;
 666     }
 667
 668
 669     pci_state->addr_reg.val = 0;
 670     pci_state->dev_io_base = PCI_DEV_IO_PORT_BASE;
 671
 672     init_pci_busses(pci_state);
 673
 674     PrintDebug("Sizeof config header=%d\n", (int)sizeof(struct pci_config_header));
 675
 676     for (i = 0; i < 4; i++) {
 677         v3_dev_hook_io(dev, CONFIG_ADDR_PORT + i, &addr_port_read, &addr_port_write);
 678         v3_dev_hook_io(dev, CONFIG_DATA_PORT + i, &data_port_read, &data_port_write);
 679     }
 680
 681     return 0;
 682 }
 683
 684
 685 device_register("PCI", pci_init)
 686
 687
 688 static inline int init_bars(struct guest_info * info, struct pci_device * pci_dev) {
 689     int i = 0;
 690
 691     for (i = 0; i < 6; i++) {
 692         int bar_offset = 0x10 + (4 * i);
 693
 694         if (pci_dev->bar[i].type == PCI_BAR_IO) {
 695             int j = 0;
 696             pci_dev->bar[i].mask = (~((pci_dev->bar[i].num_ports) - 1)) | 0x01;
 697
 698             if (pci_dev->bar[i].default_base_port != 0xffff) {
 699                 pci_dev->bar[i].val = pci_dev->bar[i].default_base_port & pci_dev->bar[i].mask;
 700             } else {
 701                 pci_dev->bar[i].val = 0;
 702             }
 703
 704             pci_dev->bar[i].val |= 0x00000001;
 705
 706             for (j = 0; j < pci_dev->bar[i].num_ports; j++) {
 707                 // hook IO
 708                 if (pci_dev->bar[i].default_base_port != 0xffff) {
 709                     if (v3_hook_io_port(info, pci_dev->bar[i].default_base_port + j,
 710                                         pci_dev->bar[i].io_read, pci_dev->bar[i].io_write,
 711                                         pci_dev->bar[i].private_data) == -1) {
 712                         PrintError("Could not hook default io port %x\n", pci_dev->bar[i].default_base_port + j);
 713                         return -1;
 714                     }
 715                 }
 716             }
 717
 718             *(uint32_t *)(pci_dev->config_space + bar_offset) = pci_dev->bar[i].val;
 719
 720         } else if (pci_dev->bar[i].type == PCI_BAR_MEM32) {
 721             pci_dev->bar[i].mask = ~((pci_dev->bar[i].num_pages << 12) - 1);
 722             pci_dev->bar[i].mask |= 0xf; // preserve the configuration flags
 723
 724             if (pci_dev->bar[i].default_base_addr != 0xffffffff) {
 725                 pci_dev->bar[i].val = pci_dev->bar[i].default_base_addr & pci_dev->bar[i].mask;
 726             } else {
 727                 pci_dev->bar[i].val = 0;
 728             }
 729
 730             // hook memory
 731             if (pci_dev->bar[i].mem_read) {
 732                 // full hook
 733                 v3_hook_full_mem(info, pci_dev->bar[i].default_base_addr,
 734                                  pci_dev->bar[i].default_base_addr + (pci_dev->bar[i].num_pages * PAGE_SIZE_4KB),
 735                                  pci_dev->bar[i].mem_read, pci_dev->bar[i].mem_write, pci_dev->priv_data);
 736             } else if (pci_dev->bar[i].mem_write) {
 737                 // write hook
 738                 PrintError("Write hooks not supported for PCI devices\n");
 739                 return -1;
 740                 /*
 741                   v3_hook_write_mem(pci_dev->vm_dev->vm, pci_dev->bar[i].default_base_addr,
 742                   pci_dev->bar[i].default_base_addr + (pci_dev->bar[i].num_pages * PAGE_SIZE_4KB),
 743                   pci_dev->bar[i].mem_write, pci_dev->vm_dev);
 744                 */
 745             } else {
 746                 // set the prefetchable flag...
 747                 pci_dev->bar[i].val |= 0x00000008;
 748             }
 749
 750
 751             *(uint32_t *)(pci_dev->config_space + bar_offset) = pci_dev->bar[i].val;
 752
 753         } else if (pci_dev->bar[i].type == PCI_BAR_MEM24) {
 754             PrintError("16 Bit memory ranges not supported (reg: %d)\n", i);
 755             return -1;
 756         } else if (pci_dev->bar[i].type == PCI_BAR_NONE) {
 757             pci_dev->bar[i].val = 0x00000000;
 758             pci_dev->bar[i].mask = 0x00000000; // This ensures that all updates will be dropped
 759             *(uint32_t *)(pci_dev->config_space + bar_offset) = pci_dev->bar[i].val;
 760         } else if (pci_dev->bar[i].type == PCI_BAR_PASSTHROUGH) {
 761
 762             // Call the bar init function to get the local cached value
 763             pci_dev->bar[i].bar_init(i, &(pci_dev->bar[i].val), pci_dev->bar[i].private_data);
 764
 765         } else {
 766             PrintError("Invalid BAR type for bar #%d\n", i);
 767             return -1;
 768         }
 769     }
 770
 771     return 0;
 772 }
 773
 774
 775 int v3_pci_set_irq_bridge(struct  vm_device * pci_bus, int bus_num,
 776                           int (*raise_pci_irq)(struct vm_device * dev, struct pci_device * pci_dev),
 777                           int (*lower_pci_irq)(struct vm_device * dev, struct pci_device * pci_dev),
 778                           struct vm_device * bridge_dev) {
 779     struct pci_internal * pci_state = (struct pci_internal *)pci_bus->private_data;
 780
 781
 782     pci_state->bus_list[bus_num].raise_pci_irq = raise_pci_irq;
 783     pci_state->bus_list[bus_num].lower_pci_irq = lower_pci_irq;
 784     pci_state->bus_list[bus_num].irq_bridge_dev = bridge_dev;
 785
 786     return 0;
 787 }
 788
 789 int v3_pci_raise_irq(struct vm_device * pci_bus, int bus_num, struct pci_device * dev) {
 790    struct pci_internal * pci_state = (struct pci_internal *)pci_bus->private_data;
 791    struct pci_bus * bus = &(pci_state->bus_list[bus_num]);
 792
 793    return bus->raise_pci_irq(bus->irq_bridge_dev, dev);
 794 }
 795
 796 int v3_pci_lower_irq(struct vm_device * pci_bus, int bus_num, struct pci_device * dev) {
 797    struct pci_internal * pci_state = (struct pci_internal *)pci_bus->private_data;
 798    struct pci_bus * bus = &(pci_state->bus_list[bus_num]);
 799
 800    return bus->lower_pci_irq(bus->irq_bridge_dev, dev);
 801 }
 802
 803 // if dev_num == -1, auto assign
 804 struct pci_device * v3_pci_register_device(struct vm_device * pci,
 805                                            pci_device_type_t dev_type,
 806                                            int bus_num,
 807                                            int dev_num,
 808                                            int fn_num,
 809                                            const char * name,
 810                                            struct v3_pci_bar * bars,
 811                                            int (*config_update)(uint_t reg_num, void * src, uint_t length, void * priv_data),
 812                                            int (*cmd_update)(struct pci_device *pci_dev, uchar_t io_enabled, uchar_t mem_enabled),
 813                                            int (*ext_rom_update)(struct pci_device * pci_dev),
 814                                            void * priv_data) {
 815
 816     struct pci_internal * pci_state = (struct pci_internal *)pci->private_data;
 817     struct pci_bus * bus = &(pci_state->bus_list[bus_num]);
 818     struct pci_device * pci_dev = NULL;
 819     int i;
 820
 821     if (dev_num > MAX_BUS_DEVICES) {
 822         PrintError("Requested Invalid device number (%d)\n", dev_num);
 823         return NULL;
 824     }
 825
 826     if (dev_num == PCI_AUTO_DEV_NUM) {
 827         PrintDebug("Searching for free device number\n");
 828         if ((dev_num = get_free_dev_num(bus)) == -1) {
 829             PrintError("No more available PCI slots on bus %d\n", bus->bus_num);
 830             return NULL;
 831         }
 832     }
 833
 834     PrintDebug("Checking for PCI Device\n");
 835
 836     if (get_device(bus, dev_num, fn_num) != NULL) {
 837         PrintError("PCI Device already registered at slot %d on bus %d\n",
 838                    dev_num, bus->bus_num);
 839         return NULL;
 840     }
 841
 842
 843     pci_dev = (struct pci_device *)V3_Malloc(sizeof(struct pci_device));
 844
 845     if (pci_dev == NULL) {
 846         PrintError("Could not allocate pci device\n");
 847         return NULL;
 848     }
 849
 850     memset(pci_dev, 0, sizeof(struct pci_device));
 851
 852
 853     pci_dev->type = dev_type;
 854
 855     switch (pci_dev->type) {
 856         case PCI_STD_DEVICE:
 857             pci_dev->config_header.header_type = 0x00;
 858             break;
 859         case PCI_MULTIFUNCTION:
 860             pci_dev->config_header.header_type = 0x80;
 861             break;
 862         default:
 863             PrintError("Unhandled PCI Device Type: %d\n", dev_type);
 864             return NULL;
 865     }
 866
 867
 868
 869     pci_dev->bus_num = bus_num;
 870     pci_dev->dev_num = dev_num;
 871     pci_dev->fn_num = fn_num;
 872
 873     strncpy(pci_dev->name, name, sizeof(pci_dev->name));
 874     pci_dev->priv_data = priv_data;
 875
 876     // register update callbacks
 877     pci_dev->config_update = config_update;
 878     pci_dev->cmd_update = cmd_update;
 879     pci_dev->ext_rom_update = ext_rom_update;
 880
 881
 882     //copy bars
 883     for (i = 0; i < 6; i ++) {
 884         pci_dev->bar[i].type = bars[i].type;
 885         pci_dev->bar[i].private_data = bars[i].private_data;
 886
 887         if (pci_dev->bar[i].type == PCI_BAR_IO) {
 888             pci_dev->bar[i].num_ports = bars[i].num_ports;
 889
 890             // This is a horrible HACK becaues the BIOS is supposed to set the PCI base ports
 891             // And if the BIOS doesn't, Linux just happily overlaps device port assignments
 892             if (bars[i].default_base_port != (uint16_t)-1) {
 893                 pci_dev->bar[i].default_base_port = bars[i].default_base_port;
 894             } else {
 895                 pci_dev->bar[i].default_base_port = pci_state->dev_io_base;
 896                 pci_state->dev_io_base += ( 0x100 * ((bars[i].num_ports / 0x100) + 1) );
 897             }
 898
 899             pci_dev->bar[i].io_read = bars[i].io_read;
 900             pci_dev->bar[i].io_write = bars[i].io_write;
 901         } else if (pci_dev->bar[i].type == PCI_BAR_MEM32) {
 902             pci_dev->bar[i].num_pages = bars[i].num_pages;
 903             pci_dev->bar[i].default_base_addr = bars[i].default_base_addr;
 904             pci_dev->bar[i].mem_read = bars[i].mem_read;
 905             pci_dev->bar[i].mem_write = bars[i].mem_write;
 906         } else if (pci_dev->bar[i].type == PCI_BAR_PASSTHROUGH) {
 907             pci_dev->bar[i].bar_init = bars[i].bar_init;
 908             pci_dev->bar[i].bar_write = bars[i].bar_write;
 909         } else {
 910             pci_dev->bar[i].num_pages = 0;
 911             pci_dev->bar[i].default_base_addr = 0;
 912             pci_dev->bar[i].mem_read = NULL;
 913             pci_dev->bar[i].mem_write = NULL;
 914         }
 915     }
 916
 917     if (init_bars(pci->vm, pci_dev) == -1) {
 918         PrintError("could not initialize bar registers\n");
 919         return NULL;
 920     }
 921
 922     // add the device
 923     add_device_to_bus(bus, pci_dev);
 924
 925 #ifdef CONFIG_DEBUG_PCI
 926     pci_dump_state(pci_state);
 927 #endif
 928
 929     return pci_dev;
 930 }
 931
 932
 933
 934 // if dev_num == -1, auto assign
 935 struct pci_device * v3_pci_register_passthrough_device(struct vm_device * pci,
 936                                                        int bus_num,
 937                                                        int dev_num,
 938                                                        int fn_num,
 939                                                        const char * name,
 940                                                        int (*config_write)(uint_t reg_num, void * src, uint_t length, void * private_data),
 941                                                        int (*config_read)(uint_t reg_num, void * dst, uint_t length, void * private_data),
 942                                                        void * private_data) {
 943
 944     struct pci_internal * pci_state = (struct pci_internal *)pci->private_data;
 945     struct pci_bus * bus = &(pci_state->bus_list[bus_num]);
 946     struct pci_device * pci_dev = NULL;
 947
 948     if (dev_num > MAX_BUS_DEVICES) {
 949         PrintError("Requested Invalid device number (%d)\n", dev_num);
 950         return NULL;
 951     }
 952
 953     if (dev_num == PCI_AUTO_DEV_NUM) {
 954         PrintDebug("Searching for free device number\n");
 955         if ((dev_num = get_free_dev_num(bus)) == -1) {
 956             PrintError("No more available PCI slots on bus %d\n", bus->bus_num);
 957             return NULL;
 958         }
 959     }
 960
 961     PrintDebug("Checking for PCI Device\n");
 962
 963     if (get_device(bus, dev_num, fn_num) != NULL) {
 964         PrintError("PCI Device already registered at slot %d on bus %d\n",
 965                    dev_num, bus->bus_num);
 966         return NULL;
 967     }
 968
 969
 970     pci_dev = (struct pci_device *)V3_Malloc(sizeof(struct pci_device));
 971
 972     if (pci_dev == NULL) {
 973         PrintError("Could not allocate pci device\n");
 974         return NULL;
 975     }
 976
 977     memset(pci_dev, 0, sizeof(struct pci_device));
 978
 979     pci_dev->bus_num = bus_num;
 980     pci_dev->dev_num = dev_num;
 981     pci_dev->fn_num = fn_num;
 982
 983     strncpy(pci_dev->name, name, sizeof(pci_dev->name));
 984     pci_dev->priv_data = private_data;
 985
 986     // register update callbacks
 987     pci_dev->config_write = config_write;
 988     pci_dev->config_read = config_read;
 989
 990     // add the device
 991     add_device_to_bus(bus, pci_dev);
 992
 993 #ifdef CONFIG_DEBUG_PCI
 994     pci_dump_state(pci_state);
 995 #endif
 996
 997     return pci_dev;
 998 }