/[gxemul]/trunk/src/devices/dev_ns16550.c
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revision 4 by dpavlin, Mon Oct 8 16:18:00 2007 UTC revision 20 by dpavlin, Mon Oct 8 16:19:23 2007 UTC
# Line 25  Line 25 
25   *  SUCH DAMAGE.   *  SUCH DAMAGE.
26   *     *  
27   *   *
28   *  $Id: dev_ns16550.c,v 1.32 2005/02/19 11:51:33 debug Exp $   *  $Id: dev_ns16550.c,v 1.46 2005/11/23 18:16:42 debug Exp $
29   *     *  
30   *  NS16550 serial controller.   *  NS16550 serial controller.
31   *   *
32   *  TODO: actually implement the fifo :)   *
33     *  TODO: Implement the FIFO.
34   */   */
35    
36  #include <stdio.h>  #include <stdio.h>
# Line 38  Line 39 
39    
40  #include "console.h"  #include "console.h"
41  #include "cpu.h"  #include "cpu.h"
42  #include "devices.h"  #include "device.h"
43  #include "machine.h"  #include "machine.h"
44  #include "memory.h"  #include "memory.h"
45  #include "misc.h"  #include "misc.h"
# Line 46  Line 47 
47  #include "comreg.h"  #include "comreg.h"
48    
49    
50  /*  #define     debug           fatal  */  /*  #define debug fatal  */
   
 #define NS16550_TICK_SHIFT              14  
   
 /*  #define DISABLE_FIFO  */  
51    
52    #define TICK_SHIFT              14
53    #define DEV_NS16550_LENGTH      8
54    
55  struct ns_data {  struct ns_data {
56          int             reg[8];          int             addrmult;
57            int             in_use;
58          int             irqnr;          int             irqnr;
59            char            *name;
60          int             console_handle;          int             console_handle;
61            int             enable_fifo;
62    
63          int             irq_enable;          unsigned char   reg[DEV_NS16550_LENGTH];
64          int             addrmult;          unsigned char   fcr;            /*  FIFO control register  */
65          int             in_use;          int             int_asserted;
66          int             dlab;           /*  Divisor Latch Access bit  */          int             dlab;           /*  Divisor Latch Access bit  */
67          int             divisor;          int             divisor;
68    
69          int             databits;          int             databits;
70          char            parity;          char            parity;
71          const char      *stopbits;          const char      *stopbits;
# Line 72  struct ns_data { Line 74  struct ns_data {
74    
75  /*  /*
76   *  dev_ns16550_tick():   *  dev_ns16550_tick():
77     *
78     *  This function is called at regular intervals. An interrupt is caused to the
79     *  CPU if there is a character available for reading, or if the transmitter
80     *  slot is empty (i.e. the ns16550 is ready to transmit).
81   */   */
82  void dev_ns16550_tick(struct cpu *cpu, void *extra)  void dev_ns16550_tick(struct cpu *cpu, void *extra)
83  {  {
84          struct ns_data *d = extra;          struct ns_data *d = extra;
85    
         d->reg[com_iir] |= IIR_NOPEND;  
         cpu_interrupt_ack(cpu, d->irqnr);  
   
86          d->reg[com_iir] &= ~IIR_RXRDY;          d->reg[com_iir] &= ~IIR_RXRDY;
87          if (d->in_use) {          if (d->in_use && console_charavail(d->console_handle))
88                  if (console_charavail(d->console_handle))                  d->reg[com_iir] |= IIR_RXRDY;
                         d->reg[com_iir] |= IIR_RXRDY;  
         }  
89    
90          if ((d->irq_enable & IER_ETXRDY && d->reg[com_iir] & IIR_TXRDY) ||          /*
91              (d->irq_enable & IER_ERXRDY && d->reg[com_iir] & IIR_RXRDY)) {           *  If interrupts are enabled, and interrupts are pending, then
92             *  cause a CPU interrupt.
93             */
94            if (((d->reg[com_ier] & IER_ETXRDY) && (d->reg[com_iir] & IIR_TXRDY)) ||
95                ((d->reg[com_ier] & IER_ERXRDY) && (d->reg[com_iir] & IIR_RXRDY))) {
96                  d->reg[com_iir] &= ~IIR_NOPEND;                  d->reg[com_iir] &= ~IIR_NOPEND;
97                  if (d->reg[com_mcr] & MCR_IENABLE)                  if (d->reg[com_mcr] & MCR_IENABLE) {
98                          cpu_interrupt(cpu, d->irqnr);                          cpu_interrupt(cpu, d->irqnr);
99                            d->int_asserted = 1;
100                    }
101            } else {
102                    d->reg[com_iir] |= IIR_NOPEND;
103                    if (d->int_asserted)
104                            cpu_interrupt_ack(cpu, d->irqnr);
105                    d->int_asserted = 0;
106          }          }
107  }  }
108    
# Line 106  int dev_ns16550_access(struct cpu *cpu, Line 118  int dev_ns16550_access(struct cpu *cpu,
118          int i;          int i;
119          struct ns_data *d = extra;          struct ns_data *d = extra;
120    
121          idata = memory_readmax64(cpu, data, len);          if (writeflag == MEM_WRITE)
122                    idata = memory_readmax64(cpu, data, len);
123    
124          /*  Always ready to transmit:  */  #if 0
125            /*  The NS16550 should be accessed using byte read/writes:  */
126            if (len != 1)
127                    fatal("[ ns16550 (%s): len=%i, idata=0x%16llx! ]\n",
128                        d->name, len, (long long)idata);
129    #endif
130    
131            /*
132             *  Always ready to transmit:
133             */
134          d->reg[com_lsr] |= LSR_TXRDY | LSR_TSRE;          d->reg[com_lsr] |= LSR_TXRDY | LSR_TSRE;
135          d->reg[com_lsr] &= ~LSR_RXRDY;          d->reg[com_msr] |= MSR_DCD | MSR_DSR | MSR_CTS;
         d->reg[com_msr] = MSR_DCD | MSR_DSR | MSR_CTS;  
136    
137  #ifdef DISABLE_FIFO          d->reg[com_iir] &= ~0xf0;
138          /*  FIFO turned off:  */          if (d->enable_fifo)
139          d->reg[com_iir] &= 0x0f;                  d->reg[com_iir] |= ((d->fcr << 5) & 0xc0);
 #endif  
140    
141          if (d->in_use) {          d->reg[com_lsr] &= ~LSR_RXRDY;
142                  if (console_charavail(d->console_handle)) {          if (d->in_use && console_charavail(d->console_handle))
143                          d->reg[com_lsr] |= LSR_RXRDY;                  d->reg[com_lsr] |= LSR_RXRDY;
                 }  
         }  
144    
145          relative_addr /= d->addrmult;          relative_addr /= d->addrmult;
146    
147            if (relative_addr >= DEV_NS16550_LENGTH) {
148                    fatal("[ ns16550 (%s): outside register space? relative_addr="
149                        "0x%llx. bad addrmult? bad device length? ]\n", d->name,
150                        (long long)relative_addr);
151                    return 0;
152            }
153    
154          switch (relative_addr) {          switch (relative_addr) {
155          case com_data:  /*  com_data or com_dlbl  */  
156            case com_data:  /*  data AND low byte of the divisor  */
157                  /*  Read/write of the Divisor value:  */                  /*  Read/write of the Divisor value:  */
158                  if (d->dlab) {                  if (d->dlab) {
159                          if (writeflag == MEM_WRITE) {                          /*  Write or read the low byte of the divisor:  */
160                                  /*  Set the low byte of the divisor:  */                          if (writeflag == MEM_WRITE)
161                                  d->divisor &= ~0xff;                                  d->divisor = (d->divisor & 0xff00) | idata;
162                                  d->divisor |= (idata & 0xff);                          else
                         } else {  
163                                  odata = d->divisor & 0xff;                                  odata = d->divisor & 0xff;
                         }  
164                          break;                          break;
165                  }                  }
166    
167                  /*  Read write of data:  */                  /*  Read/write of data:  */
168                  if (writeflag == MEM_WRITE) {                  if (writeflag == MEM_WRITE) {
169                          if (d->reg[com_mcr] & MCR_LOOPBACK) {                          if (d->reg[com_mcr] & MCR_LOOPBACK) {
170                                  console_makeavail(d->console_handle, idata);                                  console_makeavail(d->console_handle, idata);
171                          } else {                          } else {
 #if 0  
                                 /*  Ugly hack: don't show form feeds:  */  
                                 if (idata != 12)  
 #endif  
172                                  console_putchar(d->console_handle, idata);                                  console_putchar(d->console_handle, idata);
173                                    if (console_are_slaves_allowed())
174                                            d->in_use = 1;
175                          }                          }
   
176                          d->reg[com_iir] |= IIR_TXRDY;                          d->reg[com_iir] |= IIR_TXRDY;
                         dev_ns16550_tick(cpu, d);  
                         return 1;  
177                  } else {                  } else {
178                          if (d->in_use)                          if (d->in_use)
179                                  odata = console_readchar(d->console_handle);                                  odata = console_readchar(d->console_handle);
180                          else                          else
181                                  odata = 0;                                  odata = 0;
                         dev_ns16550_tick(cpu, d);  
182                  }                  }
183                    dev_ns16550_tick(cpu, d);
184                  break;                  break;
185    
186          case com_ier:   /*  interrupt enable AND high byte of the divisor  */          case com_ier:   /*  interrupt enable AND high byte of the divisor  */
187                  /*  Read/write of the Divisor value:  */                  /*  Read/write of the Divisor value:  */
188                  if (d->dlab) {                  if (d->dlab) {
189                          if (writeflag == MEM_WRITE) {                          if (writeflag == MEM_WRITE) {
190                                  /*  Set the high byte of the divisor:  */                                  /*  Set the high byte of the divisor:  */
191                                  d->divisor &= ~0xff00;                                  d->divisor = (d->divisor & 0xff) | (idata << 8);
192                                  d->divisor |= ((idata & 0xff) << 8);                                  debug("[ ns16550 (%s): speed set to %i bps ]\n",
193                                  debug("[ ns16550 speed set to %i bps ]\n",                                      d->name, (int)(115200 / d->divisor));
194                                      115200 / d->divisor);                          } else
195                          } else {                                  odata = d->divisor >> 8;
                                 odata = (d->divisor & 0xff00) >> 8;  
                         }  
196                          break;                          break;
197                  }                  }
198    
# Line 182  int dev_ns16550_access(struct cpu *cpu, Line 200  int dev_ns16550_access(struct cpu *cpu,
200                  if (writeflag == MEM_WRITE) {                  if (writeflag == MEM_WRITE) {
201                          /*  This is to supress Linux' behaviour  */                          /*  This is to supress Linux' behaviour  */
202                          if (idata != 0)                          if (idata != 0)
203                                  debug("[ ns16550 write to ier: 0x%02x ]\n",                                  debug("[ ns16550 (%s): write to ier: 0x%02x ]"
204                                      idata);                                      "\n", d->name, (int)idata);
205    
206                          /*  Needed for NetBSD 2.0, but not 1.6.2?  */                          /*  Needed for NetBSD 2.0.x, but not 1.6.2?  */
207                          if (!(d->irq_enable & IER_ETXRDY)                          if (!(d->reg[com_ier] & IER_ETXRDY)
208                              && (idata & IER_ETXRDY))                              && (idata & IER_ETXRDY))
209                                  d->reg[com_iir] |= IIR_TXRDY;                                  d->reg[com_iir] |= IIR_TXRDY;
210    
211                          d->irq_enable = idata;                          d->reg[com_ier] = idata;
212                          dev_ns16550_tick(cpu, d);                          dev_ns16550_tick(cpu, d);
213                  } else {                  } else
214                          odata = d->reg[relative_addr];                          odata = d->reg[com_ier];
                 }  
215                  break;                  break;
216    
217          case com_iir:   /*  interrupt identification (r), fifo control (w)  */          case com_iir:   /*  interrupt identification (r), fifo control (w)  */
218                  if (writeflag == MEM_WRITE) {                  if (writeflag == MEM_WRITE) {
219                          debug("[ ns16550 write to fifo control ]\n");                          debug("[ ns16550 (%s): write to fifo control: 0x%02x ]"
220                          d->reg[relative_addr] = idata;                              "\n", d->name, (int)idata);
221                            d->fcr = idata;
222                  } else {                  } else {
223                          odata = d->reg[relative_addr];                          odata = d->reg[com_iir];
224                          debug("[ ns16550 read from iir: 0x%02x ]\n", odata);                          debug("[ ns16550 (%s): read from iir: 0x%02x ]\n",
225                                d->name, (int)odata);
226                          dev_ns16550_tick(cpu, d);                          dev_ns16550_tick(cpu, d);
227                  }                  }
228                  break;                  break;
229    
230          case com_lsr:          case com_lsr:
231                  if (writeflag == MEM_WRITE) {                  if (writeflag == MEM_WRITE) {
232                          debug("[ ns16550 write to lsr ]\n");                          debug("[ ns16550 (%s): write to lsr: 0x%02x ]\n",
233                          d->reg[relative_addr] = idata;                              d->name, (int)idata);
234                            d->reg[com_lsr] = idata;
235                  } else {                  } else {
236                          odata = d->reg[relative_addr];                          odata = d->reg[com_lsr];
237                            /*  debug("[ ns16550 (%s): read from lsr: 0x%02x ]\n",
238                                d->name, (int)odata);  */
239                  }                  }
240                  break;                  break;
241    
242          case com_msr:          case com_msr:
243                  if (writeflag == MEM_WRITE) {                  if (writeflag == MEM_WRITE) {
244                          debug("[ ns16550 write to msr ]\n");                          debug("[ ns16550 (%s): write to msr: 0x%02x ]\n",
245                          d->reg[relative_addr] = idata;                              d->name, (int)idata);
246                            d->reg[com_msr] = idata;
247                  } else {                  } else {
248                          odata = d->reg[relative_addr];                          odata = d->reg[com_msr];
249                            debug("[ ns16550 (%s): read from msr: 0x%02x ]\n",
250                                d->name, (int)odata);
251                  }                  }
252                  break;                  break;
253    
254          case com_lctl:          case com_lctl:
255                  if (writeflag == MEM_WRITE) {                  if (writeflag == MEM_WRITE) {
256                          d->reg[relative_addr] = idata;                          d->reg[com_lctl] = idata;
257                          switch (idata & 0x7) {                          switch (idata & 0x7) {
258                          case 0: d->databits = 5; d->stopbits = "1"; break;                          case 0: d->databits = 5; d->stopbits = "1"; break;
259                          case 1: d->databits = 6; d->stopbits = "1"; break;                          case 1: d->databits = 6; d->stopbits = "1"; break;
# Line 248  int dev_ns16550_access(struct cpu *cpu, Line 277  int dev_ns16550_access(struct cpu *cpu,
277    
278                          d->dlab = idata & 0x80? 1 : 0;                          d->dlab = idata & 0x80? 1 : 0;
279    
280                          debug("[ ns16550 write to lctl: 0x%02x (%s%s"                          debug("[ ns16550 (%s): write to lctl: 0x%02x (%s%s"
281                              "setting mode %i%c%s) ]\n",                              "setting mode %i%c%s) ]\n", d->name, (int)idata,
                             (int)idata,  
282                              d->dlab? "Divisor Latch access, " : "",                              d->dlab? "Divisor Latch access, " : "",
283                              idata&0x40? "sending BREAK, " : "",                              idata&0x40? "sending BREAK, " : "",
284                              d->databits, d->parity, d->stopbits);                              d->databits, d->parity, d->stopbits);
285                  } else {                  } else {
286                          odata = d->reg[relative_addr];                          odata = d->reg[com_lctl];
287                          debug("[ ns16550 read from lctl: 0x%02x ]\n", odata);                          debug("[ ns16550 (%s): read from lctl: 0x%02x ]\n",
288                                d->name, (int)odata);
289                  }                  }
290                  break;                  break;
291    
292          case com_mcr:          case com_mcr:
293                  if (writeflag == MEM_WRITE) {                  if (writeflag == MEM_WRITE) {
294                          d->reg[relative_addr] = idata;                          d->reg[com_mcr] = idata;
295                          debug("[ ns16550 write to mcr: 0x%02x ]\n", idata);                          debug("[ ns16550 (%s): write to mcr: 0x%02x ]\n",
296                                d->name, (int)idata);
297                  } else {                  } else {
298                          odata = d->reg[relative_addr];                          odata = d->reg[com_mcr];
299                          debug("[ ns16550 read from mcr: 0x%02x ]\n", odata);                          debug("[ ns16550 (%s): read from mcr: 0x%02x ]\n",
300                                d->name, (int)odata);
301                  }                  }
302                  break;                  break;
303    
304          default:          default:
305                  if (writeflag==MEM_READ) {                  if (writeflag==MEM_READ) {
306                          debug("[ ns16550 read from reg %i ]\n",                          debug("[ ns16550 (%s): read from reg %i ]\n",
307                              (int)relative_addr);                              d->name, (int)relative_addr);
308                          odata = d->reg[relative_addr];                          odata = d->reg[relative_addr];
309                  } else {                  } else {
310                          debug("[ ns16550 write to reg %i:",                          debug("[ ns16550 (%s): write to reg %i:",
311                              (int)relative_addr);                              d->name, (int)relative_addr);
312                          for (i=0; i<len; i++)                          for (i=0; i<len; i++)
313                                  debug(" %02x", data[i]);                                  debug(" %02x", data[i]);
314                          debug(" ]\n");                          debug(" ]\n");
# Line 291  int dev_ns16550_access(struct cpu *cpu, Line 324  int dev_ns16550_access(struct cpu *cpu,
324    
325    
326  /*  /*
327   *  dev_ns16550_init():   *  devinit_ns16550():
328   */   */
329  int dev_ns16550_init(struct machine *machine, struct memory *mem,  int devinit_ns16550(struct devinit *devinit)
         uint64_t baseaddr, int irq_nr, int addrmult, int in_use,  
         char *name)  
330  {  {
331          struct ns_data *d;          struct ns_data *d = malloc(sizeof(struct ns_data));
332          char *name2;          size_t nlen;
333            char *name;
334    
         d = malloc(sizeof(struct ns_data));  
335          if (d == NULL) {          if (d == NULL) {
336                  fprintf(stderr, "out of memory\n");                  fprintf(stderr, "out of memory\n");
337                  exit(1);                  exit(1);
338          }          }
339          memset(d, 0, sizeof(struct ns_data));          memset(d, 0, sizeof(struct ns_data));
340          d->irqnr    = irq_nr;          d->irqnr        = devinit->irq_nr;
341          d->addrmult = addrmult;          d->addrmult     = devinit->addr_mult;
342          d->in_use   = in_use;          d->in_use       = devinit->in_use;
343          d->dlab     = 0;          d->enable_fifo  = 1;
344          d->divisor  = 115200 / 9600;          d->dlab         = 0;
345          d->databits = 8;          d->divisor      = 115200 / 9600;
346          d->parity   = 'N';          d->databits     = 8;
347          d->stopbits = "1";          d->parity       = 'N';
348          d->console_handle = console_start_slave(machine, name);          d->stopbits     = "1";
349            d->name         = devinit->name2 != NULL? devinit->name2 : "";
350          name2 = malloc(strlen(name) + 20);          d->console_handle =
351          if (name2 == NULL) {              console_start_slave(devinit->machine, devinit->name);
352                  fprintf(stderr, "out of memory in dev_ns16550_init()\n");  
353            nlen = strlen(devinit->name) + 10;
354            if (devinit->name2 != NULL)
355                    nlen += strlen(devinit->name2);
356            name = malloc(nlen);
357            if (name == NULL) {
358                    fprintf(stderr, "out of memory\n");
359                  exit(1);                  exit(1);
360          }          }
361          if (name != NULL && name[0])          if (devinit->name2 != NULL && devinit->name2[0])
362                  sprintf(name2, "ns16550 [%s]", name);                  snprintf(name, nlen, "%s [%s]", devinit->name, devinit->name2);
363          else          else
364                  sprintf(name2, "ns16550");                  snprintf(name, nlen, "%s", devinit->name);
365    
366          memory_device_register(mem, name2, baseaddr,          memory_device_register(devinit->machine->memory, name, devinit->addr,
367              DEV_NS16550_LENGTH * addrmult, dev_ns16550_access, d,              DEV_NS16550_LENGTH * d->addrmult, dev_ns16550_access, d,
368              MEM_DEFAULT, NULL);              DM_DEFAULT, NULL);
369          machine_add_tickfunction(machine, dev_ns16550_tick,          machine_add_tickfunction(devinit->machine,
370              d, NS16550_TICK_SHIFT);              dev_ns16550_tick, d, TICK_SHIFT);
371    
372            /*
373             *  NOTE:  Ugly cast into a pointer, because this is a convenient way
374             *         to return the console handle to code in src/machine.c.
375             */
376            devinit->return_ptr = (void *)(size_t)d->console_handle;
377    
378          return d->console_handle;          return 1;
379  }  }
380    
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