xref: /qemu/hw/timer/i8254_common.c (revision 0b8fa32f551e863bb548a11394239239270dd3dc)
1d11e859eSJan Kiszka /*
2d11e859eSJan Kiszka  * QEMU 8253/8254 - common bits of emulated and KVM kernel model
3d11e859eSJan Kiszka  *
4d11e859eSJan Kiszka  * Copyright (c) 2003-2004 Fabrice Bellard
5d11e859eSJan Kiszka  * Copyright (c) 2012      Jan Kiszka, Siemens AG
6d11e859eSJan Kiszka  *
7d11e859eSJan Kiszka  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
8d11e859eSJan Kiszka  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
9d11e859eSJan Kiszka  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
10d11e859eSJan Kiszka  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
11d11e859eSJan Kiszka  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
12d11e859eSJan Kiszka  * furnished to do so, subject to the following conditions:
13d11e859eSJan Kiszka  *
14d11e859eSJan Kiszka  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
15d11e859eSJan Kiszka  * all copies or substantial portions of the Software.
16d11e859eSJan Kiszka  *
17d11e859eSJan Kiszka  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
18d11e859eSJan Kiszka  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
19d11e859eSJan Kiszka  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
20d11e859eSJan Kiszka  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
21d11e859eSJan Kiszka  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
22d11e859eSJan Kiszka  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
23d11e859eSJan Kiszka  * THE SOFTWARE.
24d11e859eSJan Kiszka  */
25*0b8fa32fSMarkus Armbruster 
26b6a0aa05SPeter Maydell #include "qemu/osdep.h"
2783c9f4caSPaolo Bonzini #include "hw/hw.h"
280d09e41aSPaolo Bonzini #include "hw/isa/isa.h"
29*0b8fa32fSMarkus Armbruster #include "qemu/module.h"
301de7afc9SPaolo Bonzini #include "qemu/timer.h"
310d09e41aSPaolo Bonzini #include "hw/timer/i8254.h"
320d09e41aSPaolo Bonzini #include "hw/timer/i8254_internal.h"
33d11e859eSJan Kiszka 
34d11e859eSJan Kiszka /* val must be 0 or 1 */
35d11e859eSJan Kiszka void pit_set_gate(ISADevice *dev, int channel, int val)
36d11e859eSJan Kiszka {
37d11e859eSJan Kiszka     PITCommonState *pit = PIT_COMMON(dev);
38d11e859eSJan Kiszka     PITChannelState *s = &pit->channels[channel];
39d11e859eSJan Kiszka     PITCommonClass *c = PIT_COMMON_GET_CLASS(pit);
40d11e859eSJan Kiszka 
41d11e859eSJan Kiszka     c->set_channel_gate(pit, s, val);
42d11e859eSJan Kiszka }
43d11e859eSJan Kiszka 
44d11e859eSJan Kiszka /* get pit output bit */
45d11e859eSJan Kiszka int pit_get_out(PITChannelState *s, int64_t current_time)
46d11e859eSJan Kiszka {
47d11e859eSJan Kiszka     uint64_t d;
48d11e859eSJan Kiszka     int out;
49d11e859eSJan Kiszka 
50d11e859eSJan Kiszka     d = muldiv64(current_time - s->count_load_time, PIT_FREQ,
5173bcb24dSRutuja Shah                  NANOSECONDS_PER_SECOND);
52d11e859eSJan Kiszka     switch (s->mode) {
53d11e859eSJan Kiszka     default:
54d11e859eSJan Kiszka     case 0:
55d11e859eSJan Kiszka         out = (d >= s->count);
56d11e859eSJan Kiszka         break;
57d11e859eSJan Kiszka     case 1:
58d11e859eSJan Kiszka         out = (d < s->count);
59d11e859eSJan Kiszka         break;
60d11e859eSJan Kiszka     case 2:
61d11e859eSJan Kiszka         if ((d % s->count) == 0 && d != 0) {
62d11e859eSJan Kiszka             out = 1;
63d11e859eSJan Kiszka         } else {
64d11e859eSJan Kiszka             out = 0;
65d11e859eSJan Kiszka         }
66d11e859eSJan Kiszka         break;
67d11e859eSJan Kiszka     case 3:
68d11e859eSJan Kiszka         out = (d % s->count) < ((s->count + 1) >> 1);
69d11e859eSJan Kiszka         break;
70d11e859eSJan Kiszka     case 4:
71d11e859eSJan Kiszka     case 5:
72d11e859eSJan Kiszka         out = (d == s->count);
73d11e859eSJan Kiszka         break;
74d11e859eSJan Kiszka     }
75d11e859eSJan Kiszka     return out;
76d11e859eSJan Kiszka }
77d11e859eSJan Kiszka 
78d11e859eSJan Kiszka /* return -1 if no transition will occur.  */
79d11e859eSJan Kiszka int64_t pit_get_next_transition_time(PITChannelState *s, int64_t current_time)
80d11e859eSJan Kiszka {
81d11e859eSJan Kiszka     uint64_t d, next_time, base;
82d11e859eSJan Kiszka     int period2;
83d11e859eSJan Kiszka 
84d11e859eSJan Kiszka     d = muldiv64(current_time - s->count_load_time, PIT_FREQ,
8573bcb24dSRutuja Shah                  NANOSECONDS_PER_SECOND);
86d11e859eSJan Kiszka     switch (s->mode) {
87d11e859eSJan Kiszka     default:
88d11e859eSJan Kiszka     case 0:
89d11e859eSJan Kiszka     case 1:
90d11e859eSJan Kiszka         if (d < s->count) {
91d11e859eSJan Kiszka             next_time = s->count;
92d11e859eSJan Kiszka         } else {
93d11e859eSJan Kiszka             return -1;
94d11e859eSJan Kiszka         }
95d11e859eSJan Kiszka         break;
96d11e859eSJan Kiszka     case 2:
97ec347485SMarc-André Lureau         base = QEMU_ALIGN_DOWN(d, s->count);
98d11e859eSJan Kiszka         if ((d - base) == 0 && d != 0) {
99d11e859eSJan Kiszka             next_time = base + s->count;
100d11e859eSJan Kiszka         } else {
101d11e859eSJan Kiszka             next_time = base + s->count + 1;
102d11e859eSJan Kiszka         }
103d11e859eSJan Kiszka         break;
104d11e859eSJan Kiszka     case 3:
105ec347485SMarc-André Lureau         base = QEMU_ALIGN_DOWN(d, s->count);
106d11e859eSJan Kiszka         period2 = ((s->count + 1) >> 1);
107d11e859eSJan Kiszka         if ((d - base) < period2) {
108d11e859eSJan Kiszka             next_time = base + period2;
109d11e859eSJan Kiszka         } else {
110d11e859eSJan Kiszka             next_time = base + s->count;
111d11e859eSJan Kiszka         }
112d11e859eSJan Kiszka         break;
113d11e859eSJan Kiszka     case 4:
114d11e859eSJan Kiszka     case 5:
115d11e859eSJan Kiszka         if (d < s->count) {
116d11e859eSJan Kiszka             next_time = s->count;
117d11e859eSJan Kiszka         } else if (d == s->count) {
118d11e859eSJan Kiszka             next_time = s->count + 1;
119d11e859eSJan Kiszka         } else {
120d11e859eSJan Kiszka             return -1;
121d11e859eSJan Kiszka         }
122d11e859eSJan Kiszka         break;
123d11e859eSJan Kiszka     }
124d11e859eSJan Kiszka     /* convert to timer units */
12573bcb24dSRutuja Shah     next_time = s->count_load_time + muldiv64(next_time, NANOSECONDS_PER_SECOND,
126d11e859eSJan Kiszka                                               PIT_FREQ);
127d11e859eSJan Kiszka     /* fix potential rounding problems */
128d11e859eSJan Kiszka     /* XXX: better solution: use a clock at PIT_FREQ Hz */
129d11e859eSJan Kiszka     if (next_time <= current_time) {
130d11e859eSJan Kiszka         next_time = current_time + 1;
131d11e859eSJan Kiszka     }
132d11e859eSJan Kiszka     return next_time;
133d11e859eSJan Kiszka }
134d11e859eSJan Kiszka 
135d11e859eSJan Kiszka void pit_get_channel_info_common(PITCommonState *s, PITChannelState *sc,
136d11e859eSJan Kiszka                                  PITChannelInfo *info)
137d11e859eSJan Kiszka {
138d11e859eSJan Kiszka     info->gate = sc->gate;
139d11e859eSJan Kiszka     info->mode = sc->mode;
140d11e859eSJan Kiszka     info->initial_count = sc->count;
141bc72ad67SAlex Bligh     info->out = pit_get_out(sc, qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_VIRTUAL));
142d11e859eSJan Kiszka }
143d11e859eSJan Kiszka 
144d11e859eSJan Kiszka void pit_get_channel_info(ISADevice *dev, int channel, PITChannelInfo *info)
145d11e859eSJan Kiszka {
146d11e859eSJan Kiszka     PITCommonState *pit = PIT_COMMON(dev);
147d11e859eSJan Kiszka     PITChannelState *s = &pit->channels[channel];
148d11e859eSJan Kiszka     PITCommonClass *c = PIT_COMMON_GET_CLASS(pit);
149d11e859eSJan Kiszka 
150d11e859eSJan Kiszka     c->get_channel_info(pit, s, info);
151d11e859eSJan Kiszka }
152d11e859eSJan Kiszka 
153d11e859eSJan Kiszka void pit_reset_common(PITCommonState *pit)
154d11e859eSJan Kiszka {
155d11e859eSJan Kiszka     PITChannelState *s;
156d11e859eSJan Kiszka     int i;
157d11e859eSJan Kiszka 
158d11e859eSJan Kiszka     for (i = 0; i < 3; i++) {
159d11e859eSJan Kiszka         s = &pit->channels[i];
160d11e859eSJan Kiszka         s->mode = 3;
161d11e859eSJan Kiszka         s->gate = (i != 2);
162bc72ad67SAlex Bligh         s->count_load_time = qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_VIRTUAL);
163d11e859eSJan Kiszka         s->count = 0x10000;
164d11e859eSJan Kiszka         if (i == 0 && !s->irq_disabled) {
165d11e859eSJan Kiszka             s->next_transition_time =
166d11e859eSJan Kiszka                 pit_get_next_transition_time(s, s->count_load_time);
167d11e859eSJan Kiszka         }
168d11e859eSJan Kiszka     }
169d11e859eSJan Kiszka }
170d11e859eSJan Kiszka 
171db895a1eSAndreas Färber static void pit_common_realize(DeviceState *dev, Error **errp)
172d11e859eSJan Kiszka {
173db895a1eSAndreas Färber     ISADevice *isadev = ISA_DEVICE(dev);
174d11e859eSJan Kiszka     PITCommonState *pit = PIT_COMMON(dev);
175d11e859eSJan Kiszka 
176db895a1eSAndreas Färber     isa_register_ioport(isadev, &pit->ioports, pit->iobase);
177d11e859eSJan Kiszka 
178db895a1eSAndreas Färber     qdev_set_legacy_instance_id(dev, pit->iobase, 2);
179d11e859eSJan Kiszka }
180d11e859eSJan Kiszka 
181d11e859eSJan Kiszka static const VMStateDescription vmstate_pit_channel = {
182d11e859eSJan Kiszka     .name = "pit channel",
183d11e859eSJan Kiszka     .version_id = 2,
184d11e859eSJan Kiszka     .minimum_version_id = 2,
185d11e859eSJan Kiszka     .fields = (VMStateField[]) {
186d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_INT32(count, PITChannelState),
187d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT16(latched_count, PITChannelState),
188d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(count_latched, PITChannelState),
189d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(status_latched, PITChannelState),
190d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(status, PITChannelState),
191d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(read_state, PITChannelState),
192d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(write_state, PITChannelState),
193d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(write_latch, PITChannelState),
194d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(rw_mode, PITChannelState),
195d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(mode, PITChannelState),
196d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(bcd, PITChannelState),
197d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(gate, PITChannelState),
198d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_INT64(count_load_time, PITChannelState),
199d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_INT64(next_transition_time, PITChannelState),
200d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_END_OF_LIST()
201d11e859eSJan Kiszka     }
202d11e859eSJan Kiszka };
203d11e859eSJan Kiszka 
204d11e859eSJan Kiszka static int pit_load_old(QEMUFile *f, void *opaque, int version_id)
205d11e859eSJan Kiszka {
206d11e859eSJan Kiszka     PITCommonState *pit = opaque;
2073fbc1c0cSJan Kiszka     PITCommonClass *c = PIT_COMMON_GET_CLASS(pit);
208d11e859eSJan Kiszka     PITChannelState *s;
209d11e859eSJan Kiszka     int i;
210d11e859eSJan Kiszka 
211d11e859eSJan Kiszka     if (version_id != 1) {
212d11e859eSJan Kiszka         return -EINVAL;
213d11e859eSJan Kiszka     }
214d11e859eSJan Kiszka 
215d11e859eSJan Kiszka     for (i = 0; i < 3; i++) {
216d11e859eSJan Kiszka         s = &pit->channels[i];
217d11e859eSJan Kiszka         s->count = qemu_get_be32(f);
218d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_be16s(f, &s->latched_count);
219d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->count_latched);
220d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->status_latched);
221d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->status);
222d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->read_state);
223d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->write_state);
224d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->write_latch);
225d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->rw_mode);
226d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->mode);
227d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->bcd);
228d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->gate);
229d11e859eSJan Kiszka         s->count_load_time = qemu_get_be64(f);
230d11e859eSJan Kiszka         s->irq_disabled = 0;
2313fbc1c0cSJan Kiszka         if (i == 0) {
232d11e859eSJan Kiszka             s->next_transition_time = qemu_get_be64(f);
233d11e859eSJan Kiszka         }
234d11e859eSJan Kiszka     }
2353fbc1c0cSJan Kiszka     if (c->post_load) {
2363fbc1c0cSJan Kiszka         c->post_load(pit);
2373fbc1c0cSJan Kiszka     }
238d11e859eSJan Kiszka     return 0;
239d11e859eSJan Kiszka }
240d11e859eSJan Kiszka 
24144b1ff31SDr. David Alan Gilbert static int pit_dispatch_pre_save(void *opaque)
242d11e859eSJan Kiszka {
243d11e859eSJan Kiszka     PITCommonState *s = opaque;
244d11e859eSJan Kiszka     PITCommonClass *c = PIT_COMMON_GET_CLASS(s);
245d11e859eSJan Kiszka 
246d11e859eSJan Kiszka     if (c->pre_save) {
247d11e859eSJan Kiszka         c->pre_save(s);
248d11e859eSJan Kiszka     }
24944b1ff31SDr. David Alan Gilbert 
25044b1ff31SDr. David Alan Gilbert     return 0;
251d11e859eSJan Kiszka }
252d11e859eSJan Kiszka 
253d11e859eSJan Kiszka static int pit_dispatch_post_load(void *opaque, int version_id)
254d11e859eSJan Kiszka {
255d11e859eSJan Kiszka     PITCommonState *s = opaque;
256d11e859eSJan Kiszka     PITCommonClass *c = PIT_COMMON_GET_CLASS(s);
257d11e859eSJan Kiszka 
258d11e859eSJan Kiszka     if (c->post_load) {
259d11e859eSJan Kiszka         c->post_load(s);
260d11e859eSJan Kiszka     }
261d11e859eSJan Kiszka     return 0;
262d11e859eSJan Kiszka }
263d11e859eSJan Kiszka 
264d11e859eSJan Kiszka static const VMStateDescription vmstate_pit_common = {
265d11e859eSJan Kiszka     .name = "i8254",
266d11e859eSJan Kiszka     .version_id = 3,
267d11e859eSJan Kiszka     .minimum_version_id = 2,
268d11e859eSJan Kiszka     .minimum_version_id_old = 1,
269d11e859eSJan Kiszka     .load_state_old = pit_load_old,
270d11e859eSJan Kiszka     .pre_save = pit_dispatch_pre_save,
271d11e859eSJan Kiszka     .post_load = pit_dispatch_post_load,
272d11e859eSJan Kiszka     .fields = (VMStateField[]) {
273d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT32_V(channels[0].irq_disabled, PITCommonState, 3),
274d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_STRUCT_ARRAY(channels, PITCommonState, 3, 2,
275d11e859eSJan Kiszka                              vmstate_pit_channel, PITChannelState),
2763fbc1c0cSJan Kiszka         VMSTATE_INT64(channels[0].next_transition_time,
2773fbc1c0cSJan Kiszka                       PITCommonState), /* formerly irq_timer */
278d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_END_OF_LIST()
279d11e859eSJan Kiszka     }
280d11e859eSJan Kiszka };
281d11e859eSJan Kiszka 
282d11e859eSJan Kiszka static void pit_common_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
283d11e859eSJan Kiszka {
284d11e859eSJan Kiszka     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
285d11e859eSJan Kiszka 
286db895a1eSAndreas Färber     dc->realize = pit_common_realize;
287d11e859eSJan Kiszka     dc->vmsd = &vmstate_pit_common;
288f3b17640SMarkus Armbruster     /*
289f3b17640SMarkus Armbruster      * Reason: unlike ordinary ISA devices, the PIT may need to be
290f3b17640SMarkus Armbruster      * wired to the HPET, and because of that, some wiring is always
291f3b17640SMarkus Armbruster      * done by board code.
292f3b17640SMarkus Armbruster      */
293e90f2a8cSEduardo Habkost     dc->user_creatable = false;
294d11e859eSJan Kiszka }
295d11e859eSJan Kiszka 
2968c43a6f0SAndreas Färber static const TypeInfo pit_common_type = {
297d11e859eSJan Kiszka     .name          = TYPE_PIT_COMMON,
298d11e859eSJan Kiszka     .parent        = TYPE_ISA_DEVICE,
299d11e859eSJan Kiszka     .instance_size = sizeof(PITCommonState),
300d11e859eSJan Kiszka     .class_size    = sizeof(PITCommonClass),
301d11e859eSJan Kiszka     .class_init    = pit_common_class_init,
302d11e859eSJan Kiszka     .abstract      = true,
303d11e859eSJan Kiszka };
304d11e859eSJan Kiszka 
305d11e859eSJan Kiszka static void register_devices(void)
306d11e859eSJan Kiszka {
307d11e859eSJan Kiszka     type_register_static(&pit_common_type);
308d11e859eSJan Kiszka }
309d11e859eSJan Kiszka 
310d11e859eSJan Kiszka type_init(register_devices);
311