/[gxemul]/trunk/src/devices/dev_ns16550.c
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revision 10 by dpavlin, Mon Oct 8 16:18:27 2007 UTC revision 34 by dpavlin, Mon Oct 8 16:21:17 2007 UTC
# Line 1  Line 1 
1  /*  /*
2   *  Copyright (C) 2003-2005  Anders Gavare.  All rights reserved.   *  Copyright (C) 2003-2007  Anders Gavare.  All rights reserved.
3   *   *
4   *  Redistribution and use in source and binary forms, with or without   *  Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5   *  modification, are permitted provided that the following conditions are met:   *  modification, are permitted provided that the following conditions are met:
# Line 25  Line 25 
25   *  SUCH DAMAGE.   *  SUCH DAMAGE.
26   *     *  
27   *   *
28   *  $Id: dev_ns16550.c,v 1.33 2005/06/26 11:43:48 debug Exp $   *  $Id: dev_ns16550.c,v 1.58 2006/12/30 13:30:58 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 "interrupt.h"
44  #include "machine.h"  #include "machine.h"
45  #include "memory.h"  #include "memory.h"
46  #include "misc.h"  #include "misc.h"
# Line 46  Line 48 
48  #include "comreg.h"  #include "comreg.h"
49    
50    
51  /*  #define     debug           fatal  */  /*  #define debug fatal  */
   
 #define NS16550_TICK_SHIFT              14  
   
 /*  #define DISABLE_FIFO  */  
52    
53    #define TICK_SHIFT              14
54    #define DEV_NS16550_LENGTH      8
55    
56  struct ns_data {  struct ns_data {
         int             reg[8];  
   
         int             irqnr;  
         int             console_handle;  
   
         int             irq_enable;  
57          int             addrmult;          int             addrmult;
58          int             in_use;          int             in_use;
59            char            *name;
60            int             console_handle;
61            int             enable_fifo;
62    
63            struct interrupt irq;
64    
65            unsigned char   reg[DEV_NS16550_LENGTH];
66            unsigned char   fcr;            /*  FIFO control register  */
67            int             int_asserted;
68          int             dlab;           /*  Divisor Latch Access bit  */          int             dlab;           /*  Divisor Latch Access bit  */
69          int             divisor;          int             divisor;
70    
71          int             databits;          int             databits;
72          char            parity;          char            parity;
73          const char      *stopbits;          const char      *stopbits;
74  };  };
75    
76    
77  /*  DEVICE_TICK(ns16550)
  *  dev_ns16550_tick():  
  */  
 void dev_ns16550_tick(struct cpu *cpu, void *extra)  
78  {  {
79            /*
80             *  This function is called at regular intervals. An interrupt is
81             *  asserted if there is a character available for reading, or if the
82             *  transmitter slot is empty (i.e. the ns16550 is ready to transmit).
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 (console_charavail(d->console_handle))
88                  if (console_charavail(d->console_handle))                  d->reg[com_iir] |= IIR_RXRDY;
89                          d->reg[com_iir] |= IIR_RXRDY;  
90          }          /*
91             *  If interrupts are enabled, and interrupts are pending, then
92             *  cause a CPU interrupt.
93             */
94    
95          if ((d->irq_enable & IER_ETXRDY && d->reg[com_iir] & IIR_TXRDY) ||          if (((d->reg[com_ier] & IER_ETXRDY) && (d->reg[com_iir] & IIR_TXRDY)) ||
96              (d->irq_enable & IER_ERXRDY && d->reg[com_iir] & IIR_RXRDY)) {              ((d->reg[com_ier] & IER_ERXRDY) && (d->reg[com_iir] & IIR_RXRDY))) {
97                  d->reg[com_iir] &= ~IIR_NOPEND;                  d->reg[com_iir] &= ~IIR_NOPEND;
98                  if (d->reg[com_mcr] & MCR_IENABLE)                  if (d->reg[com_mcr] & MCR_IENABLE) {
99                          cpu_interrupt(cpu, d->irqnr);                          INTERRUPT_ASSERT(d->irq);
100                            d->int_asserted = 1;
101                    }
102            } else {
103                    d->reg[com_iir] |= IIR_NOPEND;
104                    if (d->int_asserted)
105                            INTERRUPT_DEASSERT(d->irq);
106                    d->int_asserted = 0;
107          }          }
108  }  }
109    
110    
111  /*  DEVICE_ACCESS(ns16550)
  *  dev_ns16550_access():  
  */  
 int dev_ns16550_access(struct cpu *cpu, struct memory *mem,  
         uint64_t relative_addr, unsigned char *data, size_t len,  
         int writeflag, void *extra)  
112  {  {
113          uint64_t idata = 0, odata=0;          uint64_t idata = 0, odata=0;
114          int i;          size_t i;
115          struct ns_data *d = extra;          struct ns_data *d = extra;
116    
117          idata = memory_readmax64(cpu, data, len);          if (writeflag == MEM_WRITE)
118                    idata = memory_readmax64(cpu, data, len);
119    
120          /*  Always ready to transmit:  */  #if 0
121            /*  The NS16550 should be accessed using byte read/writes:  */
122            if (len != 1)
123                    fatal("[ ns16550 (%s): len=%i, idata=0x%16llx! ]\n",
124                        d->name, len, (long long)idata);
125    #endif
126    
127            /*
128             *  Always ready to transmit:
129             */
130          d->reg[com_lsr] |= LSR_TXRDY | LSR_TSRE;          d->reg[com_lsr] |= LSR_TXRDY | LSR_TSRE;
131          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;  
132    
133  #ifdef DISABLE_FIFO          d->reg[com_iir] &= ~0xf0;
134          /*  FIFO turned off:  */          if (d->enable_fifo)
135          d->reg[com_iir] &= 0x0f;                  d->reg[com_iir] |= ((d->fcr << 5) & 0xc0);
 #endif  
136    
137          if (d->in_use) {          d->reg[com_lsr] &= ~LSR_RXRDY;
138                  if (console_charavail(d->console_handle)) {          if (console_charavail(d->console_handle))
139                          d->reg[com_lsr] |= LSR_RXRDY;                  d->reg[com_lsr] |= LSR_RXRDY;
                 }  
         }  
140    
141          relative_addr /= d->addrmult;          relative_addr /= d->addrmult;
142    
143            if (relative_addr >= DEV_NS16550_LENGTH) {
144                    fatal("[ ns16550 (%s): outside register space? relative_addr="
145                        "0x%llx. bad addrmult? bad device length? ]\n", d->name,
146                        (long long)relative_addr);
147                    return 0;
148            }
149    
150          switch (relative_addr) {          switch (relative_addr) {
151          case com_data:  /*  com_data or com_dlbl  */  
152            case com_data:  /*  data AND low byte of the divisor  */
153                  /*  Read/write of the Divisor value:  */                  /*  Read/write of the Divisor value:  */
154                  if (d->dlab) {                  if (d->dlab) {
155                          if (writeflag == MEM_WRITE) {                          /*  Write or read the low byte of the divisor:  */
156                                  /*  Set the low byte of the divisor:  */                          if (writeflag == MEM_WRITE)
157                                  d->divisor &= ~0xff;                                  d->divisor = (d->divisor & 0xff00) | idata;
158                                  d->divisor |= (idata & 0xff);                          else
                         } else {  
159                                  odata = d->divisor & 0xff;                                  odata = d->divisor & 0xff;
                         }  
160                          break;                          break;
161                  }                  }
162    
163                  /*  Read write of data:  */                  /*  Read/write of data:  */
164                  if (writeflag == MEM_WRITE) {                  if (writeflag == MEM_WRITE) {
165                          if (d->reg[com_mcr] & MCR_LOOPBACK) {                          if (d->reg[com_mcr] & MCR_LOOPBACK)
166                                  console_makeavail(d->console_handle, idata);                                  console_makeavail(d->console_handle, idata);
167                          } else {                          else
 #if 0  
                                 /*  Ugly hack: don't show form feeds:  */  
                                 if (idata != 12)  
 #endif  
168                                  console_putchar(d->console_handle, idata);                                  console_putchar(d->console_handle, idata);
                         }  
   
169                          d->reg[com_iir] |= IIR_TXRDY;                          d->reg[com_iir] |= IIR_TXRDY;
                         dev_ns16550_tick(cpu, d);  
                         return 1;  
170                  } else {                  } else {
171                          if (d->in_use)                          int x = console_readchar(d->console_handle);
172                                  odata = console_readchar(d->console_handle);                          odata = x < 0? 0 : x;
                         else  
                                 odata = 0;  
                         dev_ns16550_tick(cpu, d);  
173                  }                  }
174                    dev_ns16550_tick(cpu, d);
175                  break;                  break;
176    
177          case com_ier:   /*  interrupt enable AND high byte of the divisor  */          case com_ier:   /*  interrupt enable AND high byte of the divisor  */
178                  /*  Read/write of the Divisor value:  */                  /*  Read/write of the Divisor value:  */
179                  if (d->dlab) {                  if (d->dlab) {
180                          if (writeflag == MEM_WRITE) {                          if (writeflag == MEM_WRITE) {
181                                  /*  Set the high byte of the divisor:  */                                  /*  Set the high byte of the divisor:  */
182                                  d->divisor &= ~0xff00;                                  d->divisor = (d->divisor & 0xff) | (idata << 8);
183                                  d->divisor |= ((idata & 0xff) << 8);                                  debug("[ ns16550 (%s): speed set to %i bps ]\n",
184                                  debug("[ ns16550 speed set to %i bps ]\n",                                      d->name, (int)(115200 / d->divisor));
185                                      115200 / d->divisor);                          } else
186                          } else {                                  odata = d->divisor >> 8;
                                 odata = (d->divisor & 0xff00) >> 8;  
                         }  
187                          break;                          break;
188                  }                  }
189    
# Line 182  int dev_ns16550_access(struct cpu *cpu, Line 191  int dev_ns16550_access(struct cpu *cpu,
191                  if (writeflag == MEM_WRITE) {                  if (writeflag == MEM_WRITE) {
192                          /*  This is to supress Linux' behaviour  */                          /*  This is to supress Linux' behaviour  */
193                          if (idata != 0)                          if (idata != 0)
194                                  debug("[ ns16550 write to ier: 0x%02x ]\n",                                  debug("[ ns16550 (%s): write to ier: 0x%02x ]"
195                                      idata);                                      "\n", d->name, (int)idata);
196    
197                          /*  Needed for NetBSD 2.0, but not 1.6.2?  */                          /*  Needed for NetBSD 2.0.x, but not 1.6.2?  */
198                          if (!(d->irq_enable & IER_ETXRDY)                          if (!(d->reg[com_ier] & IER_ETXRDY)
199                              && (idata & IER_ETXRDY))                              && (idata & IER_ETXRDY))
200                                  d->reg[com_iir] |= IIR_TXRDY;                                  d->reg[com_iir] |= IIR_TXRDY;
201    
202                          d->irq_enable = idata;                          d->reg[com_ier] = idata;
203                          dev_ns16550_tick(cpu, d);                          dev_ns16550_tick(cpu, d);
204                  } else {                  } else
205                          odata = d->reg[relative_addr];                          odata = d->reg[com_ier];
                 }  
206                  break;                  break;
207    
208          case com_iir:   /*  interrupt identification (r), fifo control (w)  */          case com_iir:   /*  interrupt identification (r), fifo control (w)  */
209                  if (writeflag == MEM_WRITE) {                  if (writeflag == MEM_WRITE) {
210                          debug("[ ns16550 write to fifo control ]\n");                          debug("[ ns16550 (%s): write to fifo control: 0x%02x ]"
211                          d->reg[relative_addr] = idata;                              "\n", d->name, (int)idata);
212                            d->fcr = idata;
213                  } else {                  } else {
214                          odata = d->reg[relative_addr];                          odata = d->reg[com_iir];
215                          debug("[ ns16550 read from iir: 0x%02x ]\n", odata);                          if (d->reg[com_iir] & IIR_TXRDY)
216                                    d->reg[com_iir] &= ~IIR_TXRDY;
217                            debug("[ ns16550 (%s): read from iir: 0x%02x ]\n",
218                                d->name, (int)odata);
219                          dev_ns16550_tick(cpu, d);                          dev_ns16550_tick(cpu, d);
220                  }                  }
221                  break;                  break;
222    
223          case com_lsr:          case com_lsr:
224                  if (writeflag == MEM_WRITE) {                  if (writeflag == MEM_WRITE) {
225                          debug("[ ns16550 write to lsr ]\n");                          debug("[ ns16550 (%s): write to lsr: 0x%02x ]\n",
226                          d->reg[relative_addr] = idata;                              d->name, (int)idata);
227                            d->reg[com_lsr] = idata;
228                  } else {                  } else {
229                          odata = d->reg[relative_addr];                          odata = d->reg[com_lsr];
230                            /*  debug("[ ns16550 (%s): read from lsr: 0x%02x ]\n",
231                                d->name, (int)odata);  */
232                  }                  }
233                  break;                  break;
234    
235          case com_msr:          case com_msr:
236                  if (writeflag == MEM_WRITE) {                  if (writeflag == MEM_WRITE) {
237                          debug("[ ns16550 write to msr ]\n");                          debug("[ ns16550 (%s): write to msr: 0x%02x ]\n",
238                          d->reg[relative_addr] = idata;                              d->name, (int)idata);
239                            d->reg[com_msr] = idata;
240                  } else {                  } else {
241                          odata = d->reg[relative_addr];                          odata = d->reg[com_msr];
242                            debug("[ ns16550 (%s): read from msr: 0x%02x ]\n",
243                                d->name, (int)odata);
244                  }                  }
245                  break;                  break;
246    
247          case com_lctl:          case com_lctl:
248                  if (writeflag == MEM_WRITE) {                  if (writeflag == MEM_WRITE) {
249                          d->reg[relative_addr] = idata;                          d->reg[com_lctl] = idata;
250                          switch (idata & 0x7) {                          switch (idata & 0x7) {
251                          case 0: d->databits = 5; d->stopbits = "1"; break;                          case 0: d->databits = 5; d->stopbits = "1"; break;
252                          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 270  int dev_ns16550_access(struct cpu *cpu,
270    
271                          d->dlab = idata & 0x80? 1 : 0;                          d->dlab = idata & 0x80? 1 : 0;
272    
273                          debug("[ ns16550 write to lctl: 0x%02x (%s%s"                          debug("[ ns16550 (%s): write to lctl: 0x%02x (%s%s"
274                              "setting mode %i%c%s) ]\n",                              "setting mode %i%c%s) ]\n", d->name, (int)idata,
                             (int)idata,  
275                              d->dlab? "Divisor Latch access, " : "",                              d->dlab? "Divisor Latch access, " : "",
276                              idata&0x40? "sending BREAK, " : "",                              idata&0x40? "sending BREAK, " : "",
277                              d->databits, d->parity, d->stopbits);                              d->databits, d->parity, d->stopbits);
278                  } else {                  } else {
279                          odata = d->reg[relative_addr];                          odata = d->reg[com_lctl];
280                          debug("[ ns16550 read from lctl: 0x%02x ]\n", odata);                          debug("[ ns16550 (%s): read from lctl: 0x%02x ]\n",
281                                d->name, (int)odata);
282                  }                  }
283                  break;                  break;
284    
285          case com_mcr:          case com_mcr:
286                  if (writeflag == MEM_WRITE) {                  if (writeflag == MEM_WRITE) {
287                          d->reg[relative_addr] = idata;                          d->reg[com_mcr] = idata;
288                          debug("[ ns16550 write to mcr: 0x%02x ]\n", idata);                          debug("[ ns16550 (%s): write to mcr: 0x%02x ]\n",
289                                d->name, (int)idata);
290                            if (!(d->reg[com_iir] & IIR_TXRDY)
291                                && (idata & MCR_IENABLE))
292                                    d->reg[com_iir] |= IIR_TXRDY;
293                            dev_ns16550_tick(cpu, d);
294                  } else {                  } else {
295                          odata = d->reg[relative_addr];                          odata = d->reg[com_mcr];
296                          debug("[ ns16550 read from mcr: 0x%02x ]\n", odata);                          debug("[ ns16550 (%s): read from mcr: 0x%02x ]\n",
297                                d->name, (int)odata);
298                  }                  }
299                  break;                  break;
300    
301          default:          default:
302                  if (writeflag==MEM_READ) {                  if (writeflag==MEM_READ) {
303                          debug("[ ns16550 read from reg %i ]\n",                          debug("[ ns16550 (%s): read from reg %i ]\n",
304                              (int)relative_addr);                              d->name, (int)relative_addr);
305                          odata = d->reg[relative_addr];                          odata = d->reg[relative_addr];
306                  } else {                  } else {
307                          debug("[ ns16550 write to reg %i:",                          debug("[ ns16550 (%s): write to reg %i:",
308                              (int)relative_addr);                              d->name, (int)relative_addr);
309                          for (i=0; i<len; i++)                          for (i=0; i<len; i++)
310                                  debug(" %02x", data[i]);                                  debug(" %02x", data[i]);
311                          debug(" ]\n");                          debug(" ]\n");
# Line 290  int dev_ns16550_access(struct cpu *cpu, Line 320  int dev_ns16550_access(struct cpu *cpu,
320  }  }
321    
322    
323  /*  DEVINIT(ns16550)
  *  dev_ns16550_init():  
  */  
 int dev_ns16550_init(struct machine *machine, struct memory *mem,  
         uint64_t baseaddr, int irq_nr, int addrmult, int in_use,  
         char *name)  
324  {  {
325          struct ns_data *d;          struct ns_data *d = malloc(sizeof(struct ns_data));
326          size_t nlen;          size_t nlen;
327          char *name2;          char *name;
328    
         d = malloc(sizeof(struct ns_data));  
329          if (d == NULL) {          if (d == NULL) {
330                  fprintf(stderr, "out of memory\n");                  fprintf(stderr, "out of memory\n");
331                  exit(1);                  exit(1);
332          }          }
333          memset(d, 0, sizeof(struct ns_data));          memset(d, 0, sizeof(struct ns_data));
334          d->irqnr    = irq_nr;  
335          d->addrmult = addrmult;          d->addrmult     = devinit->addr_mult;
336          d->in_use   = in_use;          d->in_use       = devinit->in_use;
337          d->dlab     = 0;          d->enable_fifo  = 1;
338          d->divisor  = 115200 / 9600;          d->dlab         = 0;
339          d->databits = 8;          d->divisor      = 115200 / 9600;
340          d->parity   = 'N';          d->databits     = 8;
341          d->stopbits = "1";          d->parity       = 'N';
342          d->console_handle = console_start_slave(machine, name);          d->stopbits     = "1";
343            d->name         = devinit->name2 != NULL? devinit->name2 : "";
344          nlen = strlen(name) + 20;          d->console_handle =
345          name2 = malloc(nlen);              console_start_slave(devinit->machine, devinit->name2 != NULL?
346          if (name2 == NULL) {              devinit->name2 : devinit->name, d->in_use);
347                  fprintf(stderr, "out of memory in dev_ns16550_init()\n");  
348            INTERRUPT_CONNECT(devinit->interrupt_path, d->irq);
349    
350            nlen = strlen(devinit->name) + 10;
351            if (devinit->name2 != NULL)
352                    nlen += strlen(devinit->name2);
353            name = malloc(nlen);
354            if (name == NULL) {
355                    fprintf(stderr, "out of memory\n");
356                  exit(1);                  exit(1);
357          }          }
358          if (name != NULL && name[0])          if (devinit->name2 != NULL && devinit->name2[0])
359                  snprintf(name2, nlen, "ns16550 [%s]", name);                  snprintf(name, nlen, "%s [%s]", devinit->name, devinit->name2);
360          else          else
361                  snprintf(name2, nlen, "ns16550");                  snprintf(name, nlen, "%s", devinit->name);
362    
363          memory_device_register(mem, name2, baseaddr,          memory_device_register(devinit->machine->memory, name, devinit->addr,
364              DEV_NS16550_LENGTH * addrmult, dev_ns16550_access, d,              DEV_NS16550_LENGTH * d->addrmult, dev_ns16550_access, d,
365              MEM_DEFAULT, NULL);              DM_DEFAULT, NULL);
366          machine_add_tickfunction(machine, dev_ns16550_tick,          machine_add_tickfunction(devinit->machine,
367              d, NS16550_TICK_SHIFT);              dev_ns16550_tick, d, TICK_SHIFT, 0.0);
368    
369            /*
370             *  NOTE:  Ugly cast into a pointer, because this is a convenient way
371             *         to return the console handle to code in src/machine.c.
372             */
373            devinit->return_ptr = (void *)(size_t)d->console_handle;
374    
375          return d->console_handle;          return 1;
376  }  }
377    
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