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root / hw / char / grlib_apbuart.c @ f53f81e0

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1 8b1e1320 Fabien Chouteau
/*
2 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * QEMU GRLIB APB UART Emulator
3 8b1e1320 Fabien Chouteau
 *
4 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * Copyright (c) 2010-2011 AdaCore
5 8b1e1320 Fabien Chouteau
 *
6 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
7 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
8 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * in the Software without restriction, including without limitation the rights
9 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
10 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
11 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * furnished to do so, subject to the following conditions:
12 8b1e1320 Fabien Chouteau
 *
13 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
14 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * all copies or substantial portions of the Software.
15 8b1e1320 Fabien Chouteau
 *
16 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
17 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
18 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
19 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
20 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
21 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
22 8b1e1320 Fabien Chouteau
 * THE SOFTWARE.
23 8b1e1320 Fabien Chouteau
 */
24 8b1e1320 Fabien Chouteau
25 83c9f4ca Paolo Bonzini
#include "hw/sysbus.h"
26 dccfcd0e Paolo Bonzini
#include "sysemu/char.h"
27 8b1e1320 Fabien Chouteau
28 8b1e1320 Fabien Chouteau
#include "trace.h"
29 8b1e1320 Fabien Chouteau
30 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_REG_SIZE 20     /* Size of memory mapped registers */
31 8b1e1320 Fabien Chouteau
32 8b1e1320 Fabien Chouteau
/* UART status register fields */
33 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_DATA_READY           (1 <<  0)
34 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_TRANSMIT_SHIFT_EMPTY (1 <<  1)
35 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_TRANSMIT_FIFO_EMPTY  (1 <<  2)
36 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_BREAK_RECEIVED       (1 <<  3)
37 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_OVERRUN              (1 <<  4)
38 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_PARITY_ERROR         (1 <<  5)
39 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_FRAMING_ERROR        (1 <<  6)
40 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_TRANSMIT_FIFO_HALF   (1 <<  7)
41 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_RECEIVE_FIFO_HALF    (1 <<  8)
42 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_TRANSMIT_FIFO_FULL   (1 <<  9)
43 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_RECEIVE_FIFO_FULL    (1 << 10)
44 8b1e1320 Fabien Chouteau
45 8b1e1320 Fabien Chouteau
/* UART control register fields */
46 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_RECEIVE_ENABLE          (1 <<  0)
47 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_TRANSMIT_ENABLE         (1 <<  1)
48 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_RECEIVE_INTERRUPT       (1 <<  2)
49 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_TRANSMIT_INTERRUPT      (1 <<  3)
50 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_PARITY_SELECT           (1 <<  4)
51 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_PARITY_ENABLE           (1 <<  5)
52 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_FLOW_CONTROL            (1 <<  6)
53 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_LOOPBACK                (1 <<  7)
54 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_EXTERNAL_CLOCK          (1 <<  8)
55 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_RECEIVE_FIFO_INTERRUPT  (1 <<  9)
56 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_TRANSMIT_FIFO_INTERRUPT (1 << 10)
57 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_FIFO_DEBUG_MODE         (1 << 11)
58 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_OUTPUT_ENABLE           (1 << 12)
59 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define UART_FIFO_AVAILABLE          (1 << 31)
60 8b1e1320 Fabien Chouteau
61 8b1e1320 Fabien Chouteau
/* Memory mapped register offsets */
62 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define DATA_OFFSET       0x00
63 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define STATUS_OFFSET     0x04
64 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define CONTROL_OFFSET    0x08
65 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define SCALER_OFFSET     0x0C  /* not supported */
66 8b1e1320 Fabien Chouteau
#define FIFO_DEBUG_OFFSET 0x10  /* not supported */
67 8b1e1320 Fabien Chouteau
68 0c685d28 Fabien Chouteau
#define FIFO_LENGTH 1024
69 0c685d28 Fabien Chouteau
70 ae8e0490 Andreas Färber
#define TYPE_GRLIB_APB_UART "grlib,apbuart"
71 ae8e0490 Andreas Färber
#define GRLIB_APB_UART(obj) \
72 ae8e0490 Andreas Färber
    OBJECT_CHECK(UART, (obj), TYPE_GRLIB_APB_UART)
73 ae8e0490 Andreas Färber
74 8b1e1320 Fabien Chouteau
typedef struct UART {
75 ae8e0490 Andreas Färber
    SysBusDevice parent_obj;
76 ae8e0490 Andreas Färber
77 6281f7d1 Avi Kivity
    MemoryRegion iomem;
78 8b1e1320 Fabien Chouteau
    qemu_irq irq;
79 8b1e1320 Fabien Chouteau
80 8b1e1320 Fabien Chouteau
    CharDriverState *chr;
81 8b1e1320 Fabien Chouteau
82 8b1e1320 Fabien Chouteau
    /* registers */
83 8b1e1320 Fabien Chouteau
    uint32_t status;
84 8b1e1320 Fabien Chouteau
    uint32_t control;
85 0c685d28 Fabien Chouteau
86 0c685d28 Fabien Chouteau
    /* FIFO */
87 0c685d28 Fabien Chouteau
    char buffer[FIFO_LENGTH];
88 0c685d28 Fabien Chouteau
    int  len;
89 0c685d28 Fabien Chouteau
    int  current;
90 8b1e1320 Fabien Chouteau
} UART;
91 8b1e1320 Fabien Chouteau
92 0c685d28 Fabien Chouteau
static int uart_data_to_read(UART *uart)
93 0c685d28 Fabien Chouteau
{
94 0c685d28 Fabien Chouteau
    return uart->current < uart->len;
95 0c685d28 Fabien Chouteau
}
96 0c685d28 Fabien Chouteau
97 0c685d28 Fabien Chouteau
static char uart_pop(UART *uart)
98 0c685d28 Fabien Chouteau
{
99 0c685d28 Fabien Chouteau
    char ret;
100 0c685d28 Fabien Chouteau
101 0c685d28 Fabien Chouteau
    if (uart->len == 0) {
102 0c685d28 Fabien Chouteau
        uart->status &= ~UART_DATA_READY;
103 0c685d28 Fabien Chouteau
        return 0;
104 0c685d28 Fabien Chouteau
    }
105 0c685d28 Fabien Chouteau
106 0c685d28 Fabien Chouteau
    ret = uart->buffer[uart->current++];
107 0c685d28 Fabien Chouteau
108 0c685d28 Fabien Chouteau
    if (uart->current >= uart->len) {
109 0c685d28 Fabien Chouteau
        /* Flush */
110 0c685d28 Fabien Chouteau
        uart->len     = 0;
111 0c685d28 Fabien Chouteau
        uart->current = 0;
112 0c685d28 Fabien Chouteau
    }
113 0c685d28 Fabien Chouteau
114 0c685d28 Fabien Chouteau
    if (!uart_data_to_read(uart)) {
115 0c685d28 Fabien Chouteau
        uart->status &= ~UART_DATA_READY;
116 0c685d28 Fabien Chouteau
    }
117 0c685d28 Fabien Chouteau
118 0c685d28 Fabien Chouteau
    return ret;
119 0c685d28 Fabien Chouteau
}
120 0c685d28 Fabien Chouteau
121 0c685d28 Fabien Chouteau
static void uart_add_to_fifo(UART          *uart,
122 0c685d28 Fabien Chouteau
                             const uint8_t *buffer,
123 0c685d28 Fabien Chouteau
                             int            length)
124 0c685d28 Fabien Chouteau
{
125 0c685d28 Fabien Chouteau
    if (uart->len + length > FIFO_LENGTH) {
126 0c685d28 Fabien Chouteau
        abort();
127 0c685d28 Fabien Chouteau
    }
128 0c685d28 Fabien Chouteau
    memcpy(uart->buffer + uart->len, buffer, length);
129 0c685d28 Fabien Chouteau
    uart->len += length;
130 0c685d28 Fabien Chouteau
}
131 0c685d28 Fabien Chouteau
132 8b1e1320 Fabien Chouteau
static int grlib_apbuart_can_receive(void *opaque)
133 8b1e1320 Fabien Chouteau
{
134 8b1e1320 Fabien Chouteau
    UART *uart = opaque;
135 8b1e1320 Fabien Chouteau
136 0c685d28 Fabien Chouteau
    return FIFO_LENGTH - uart->len;
137 8b1e1320 Fabien Chouteau
}
138 8b1e1320 Fabien Chouteau
139 8b1e1320 Fabien Chouteau
static void grlib_apbuart_receive(void *opaque, const uint8_t *buf, int size)
140 8b1e1320 Fabien Chouteau
{
141 8b1e1320 Fabien Chouteau
    UART *uart = opaque;
142 8b1e1320 Fabien Chouteau
143 99e44800 Ronald Hecht
    if (uart->control & UART_RECEIVE_ENABLE) {
144 99e44800 Ronald Hecht
        uart_add_to_fifo(uart, buf, size);
145 0c685d28 Fabien Chouteau
146 99e44800 Ronald Hecht
        uart->status |= UART_DATA_READY;
147 8b1e1320 Fabien Chouteau
148 99e44800 Ronald Hecht
        if (uart->control & UART_RECEIVE_INTERRUPT) {
149 99e44800 Ronald Hecht
            qemu_irq_pulse(uart->irq);
150 99e44800 Ronald Hecht
        }
151 8b1e1320 Fabien Chouteau
    }
152 8b1e1320 Fabien Chouteau
}
153 8b1e1320 Fabien Chouteau
154 8b1e1320 Fabien Chouteau
static void grlib_apbuart_event(void *opaque, int event)
155 8b1e1320 Fabien Chouteau
{
156 8b1e1320 Fabien Chouteau
    trace_grlib_apbuart_event(event);
157 8b1e1320 Fabien Chouteau
}
158 8b1e1320 Fabien Chouteau
159 0c685d28 Fabien Chouteau
160 a8170e5e Avi Kivity
static uint64_t grlib_apbuart_read(void *opaque, hwaddr addr,
161 0c685d28 Fabien Chouteau
                                   unsigned size)
162 0c685d28 Fabien Chouteau
{
163 0c685d28 Fabien Chouteau
    UART     *uart = opaque;
164 0c685d28 Fabien Chouteau
165 0c685d28 Fabien Chouteau
    addr &= 0xff;
166 0c685d28 Fabien Chouteau
167 0c685d28 Fabien Chouteau
    /* Unit registers */
168 0c685d28 Fabien Chouteau
    switch (addr) {
169 0c685d28 Fabien Chouteau
    case DATA_OFFSET:
170 0c685d28 Fabien Chouteau
    case DATA_OFFSET + 3:       /* when only one byte read */
171 0c685d28 Fabien Chouteau
        return uart_pop(uart);
172 0c685d28 Fabien Chouteau
173 0c685d28 Fabien Chouteau
    case STATUS_OFFSET:
174 0c685d28 Fabien Chouteau
        /* Read Only */
175 0c685d28 Fabien Chouteau
        return uart->status;
176 0c685d28 Fabien Chouteau
177 0c685d28 Fabien Chouteau
    case CONTROL_OFFSET:
178 0c685d28 Fabien Chouteau
        return uart->control;
179 0c685d28 Fabien Chouteau
180 0c685d28 Fabien Chouteau
    case SCALER_OFFSET:
181 0c685d28 Fabien Chouteau
        /* Not supported */
182 0c685d28 Fabien Chouteau
        return 0;
183 0c685d28 Fabien Chouteau
184 0c685d28 Fabien Chouteau
    default:
185 0c685d28 Fabien Chouteau
        trace_grlib_apbuart_readl_unknown(addr);
186 0c685d28 Fabien Chouteau
        return 0;
187 0c685d28 Fabien Chouteau
    }
188 0c685d28 Fabien Chouteau
}
189 0c685d28 Fabien Chouteau
190 a8170e5e Avi Kivity
static void grlib_apbuart_write(void *opaque, hwaddr addr,
191 0c685d28 Fabien Chouteau
                                uint64_t value, unsigned size)
192 8b1e1320 Fabien Chouteau
{
193 8b1e1320 Fabien Chouteau
    UART          *uart = opaque;
194 8b1e1320 Fabien Chouteau
    unsigned char  c    = 0;
195 8b1e1320 Fabien Chouteau
196 8b1e1320 Fabien Chouteau
    addr &= 0xff;
197 8b1e1320 Fabien Chouteau
198 8b1e1320 Fabien Chouteau
    /* Unit registers */
199 8b1e1320 Fabien Chouteau
    switch (addr) {
200 8b1e1320 Fabien Chouteau
    case DATA_OFFSET:
201 0c685d28 Fabien Chouteau
    case DATA_OFFSET + 3:       /* When only one byte write */
202 99e44800 Ronald Hecht
        /* Transmit when character device available and transmitter enabled */
203 99e44800 Ronald Hecht
        if ((uart->chr) && (uart->control & UART_TRANSMIT_ENABLE)) {
204 99e44800 Ronald Hecht
            c = value & 0xFF;
205 99e44800 Ronald Hecht
            qemu_chr_fe_write(uart->chr, &c, 1);
206 99e44800 Ronald Hecht
            /* Generate interrupt */
207 99e44800 Ronald Hecht
            if (uart->control & UART_TRANSMIT_INTERRUPT) {
208 99e44800 Ronald Hecht
                qemu_irq_pulse(uart->irq);
209 99e44800 Ronald Hecht
            }
210 99e44800 Ronald Hecht
        }
211 8b1e1320 Fabien Chouteau
        return;
212 8b1e1320 Fabien Chouteau
213 8b1e1320 Fabien Chouteau
    case STATUS_OFFSET:
214 8b1e1320 Fabien Chouteau
        /* Read Only */
215 8b1e1320 Fabien Chouteau
        return;
216 8b1e1320 Fabien Chouteau
217 8b1e1320 Fabien Chouteau
    case CONTROL_OFFSET:
218 0c685d28 Fabien Chouteau
        uart->control = value;
219 8b1e1320 Fabien Chouteau
        return;
220 8b1e1320 Fabien Chouteau
221 8b1e1320 Fabien Chouteau
    case SCALER_OFFSET:
222 8b1e1320 Fabien Chouteau
        /* Not supported */
223 8b1e1320 Fabien Chouteau
        return;
224 8b1e1320 Fabien Chouteau
225 8b1e1320 Fabien Chouteau
    default:
226 8b1e1320 Fabien Chouteau
        break;
227 8b1e1320 Fabien Chouteau
    }
228 8b1e1320 Fabien Chouteau
229 b4548fcc Stefan Hajnoczi
    trace_grlib_apbuart_writel_unknown(addr, value);
230 8b1e1320 Fabien Chouteau
}
231 8b1e1320 Fabien Chouteau
232 6281f7d1 Avi Kivity
static const MemoryRegionOps grlib_apbuart_ops = {
233 0c685d28 Fabien Chouteau
    .write      = grlib_apbuart_write,
234 0c685d28 Fabien Chouteau
    .read       = grlib_apbuart_read,
235 6281f7d1 Avi Kivity
    .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
236 8b1e1320 Fabien Chouteau
};
237 8b1e1320 Fabien Chouteau
238 8b1e1320 Fabien Chouteau
static int grlib_apbuart_init(SysBusDevice *dev)
239 8b1e1320 Fabien Chouteau
{
240 ae8e0490 Andreas Färber
    UART *uart = GRLIB_APB_UART(dev);
241 8b1e1320 Fabien Chouteau
242 8b1e1320 Fabien Chouteau
    qemu_chr_add_handlers(uart->chr,
243 8b1e1320 Fabien Chouteau
                          grlib_apbuart_can_receive,
244 8b1e1320 Fabien Chouteau
                          grlib_apbuart_receive,
245 8b1e1320 Fabien Chouteau
                          grlib_apbuart_event,
246 8b1e1320 Fabien Chouteau
                          uart);
247 8b1e1320 Fabien Chouteau
248 8b1e1320 Fabien Chouteau
    sysbus_init_irq(dev, &uart->irq);
249 8b1e1320 Fabien Chouteau
250 300b1fc6 Paolo Bonzini
    memory_region_init_io(&uart->iomem, OBJECT(uart), &grlib_apbuart_ops, uart,
251 6281f7d1 Avi Kivity
                          "uart", UART_REG_SIZE);
252 8b1e1320 Fabien Chouteau
253 750ecd44 Avi Kivity
    sysbus_init_mmio(dev, &uart->iomem);
254 8b1e1320 Fabien Chouteau
255 8b1e1320 Fabien Chouteau
    return 0;
256 8b1e1320 Fabien Chouteau
}
257 8b1e1320 Fabien Chouteau
258 99e44800 Ronald Hecht
static void grlib_apbuart_reset(DeviceState *d)
259 99e44800 Ronald Hecht
{
260 ae8e0490 Andreas Färber
    UART *uart = GRLIB_APB_UART(d);
261 99e44800 Ronald Hecht
262 99e44800 Ronald Hecht
    /* Transmitter FIFO and shift registers are always empty in QEMU */
263 99e44800 Ronald Hecht
    uart->status =  UART_TRANSMIT_FIFO_EMPTY | UART_TRANSMIT_SHIFT_EMPTY;
264 99e44800 Ronald Hecht
    /* Everything is off */
265 99e44800 Ronald Hecht
    uart->control = 0;
266 99e44800 Ronald Hecht
    /* Flush receive FIFO */
267 99e44800 Ronald Hecht
    uart->len = 0;
268 99e44800 Ronald Hecht
    uart->current = 0;
269 99e44800 Ronald Hecht
}
270 99e44800 Ronald Hecht
271 8eda2228 Fabien Chouteau
static Property grlib_apbuart_properties[] = {
272 999e12bb Anthony Liguori
    DEFINE_PROP_CHR("chrdev", UART, chr),
273 999e12bb Anthony Liguori
    DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
274 999e12bb Anthony Liguori
};
275 999e12bb Anthony Liguori
276 8eda2228 Fabien Chouteau
static void grlib_apbuart_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
277 999e12bb Anthony Liguori
{
278 39bffca2 Anthony Liguori
    DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
279 999e12bb Anthony Liguori
    SysBusDeviceClass *k = SYS_BUS_DEVICE_CLASS(klass);
280 999e12bb Anthony Liguori
281 999e12bb Anthony Liguori
    k->init = grlib_apbuart_init;
282 99e44800 Ronald Hecht
    dc->reset = grlib_apbuart_reset;
283 8eda2228 Fabien Chouteau
    dc->props = grlib_apbuart_properties;
284 999e12bb Anthony Liguori
}
285 999e12bb Anthony Liguori
286 8eda2228 Fabien Chouteau
static const TypeInfo grlib_apbuart_info = {
287 ae8e0490 Andreas Färber
    .name          = TYPE_GRLIB_APB_UART,
288 39bffca2 Anthony Liguori
    .parent        = TYPE_SYS_BUS_DEVICE,
289 39bffca2 Anthony Liguori
    .instance_size = sizeof(UART),
290 8eda2228 Fabien Chouteau
    .class_init    = grlib_apbuart_class_init,
291 8b1e1320 Fabien Chouteau
};
292 8b1e1320 Fabien Chouteau
293 8eda2228 Fabien Chouteau
static void grlib_apbuart_register_types(void)
294 8b1e1320 Fabien Chouteau
{
295 8eda2228 Fabien Chouteau
    type_register_static(&grlib_apbuart_info);
296 8b1e1320 Fabien Chouteau
}
297 8b1e1320 Fabien Chouteau
298 8eda2228 Fabien Chouteau
type_init(grlib_apbuart_register_types)