xref: /qemu/hw/timer/i8254_common.c (revision f3b176402fa92149320dcd5479916ccb39cfa0a8)
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  */
2583c9f4caSPaolo Bonzini #include "hw/hw.h"
260d09e41aSPaolo Bonzini #include "hw/i386/pc.h"
270d09e41aSPaolo Bonzini #include "hw/isa/isa.h"
281de7afc9SPaolo Bonzini #include "qemu/timer.h"
290d09e41aSPaolo Bonzini #include "hw/timer/i8254.h"
300d09e41aSPaolo Bonzini #include "hw/timer/i8254_internal.h"
31d11e859eSJan Kiszka 
32d11e859eSJan Kiszka /* val must be 0 or 1 */
33d11e859eSJan Kiszka void pit_set_gate(ISADevice *dev, int channel, int val)
34d11e859eSJan Kiszka {
35d11e859eSJan Kiszka     PITCommonState *pit = PIT_COMMON(dev);
36d11e859eSJan Kiszka     PITChannelState *s = &pit->channels[channel];
37d11e859eSJan Kiszka     PITCommonClass *c = PIT_COMMON_GET_CLASS(pit);
38d11e859eSJan Kiszka 
39d11e859eSJan Kiszka     c->set_channel_gate(pit, s, val);
40d11e859eSJan Kiszka }
41d11e859eSJan Kiszka 
42d11e859eSJan Kiszka /* get pit output bit */
43d11e859eSJan Kiszka int pit_get_out(PITChannelState *s, int64_t current_time)
44d11e859eSJan Kiszka {
45d11e859eSJan Kiszka     uint64_t d;
46d11e859eSJan Kiszka     int out;
47d11e859eSJan Kiszka 
48d11e859eSJan Kiszka     d = muldiv64(current_time - s->count_load_time, PIT_FREQ,
49d11e859eSJan Kiszka                  get_ticks_per_sec());
50d11e859eSJan Kiszka     switch (s->mode) {
51d11e859eSJan Kiszka     default:
52d11e859eSJan Kiszka     case 0:
53d11e859eSJan Kiszka         out = (d >= s->count);
54d11e859eSJan Kiszka         break;
55d11e859eSJan Kiszka     case 1:
56d11e859eSJan Kiszka         out = (d < s->count);
57d11e859eSJan Kiszka         break;
58d11e859eSJan Kiszka     case 2:
59d11e859eSJan Kiszka         if ((d % s->count) == 0 && d != 0) {
60d11e859eSJan Kiszka             out = 1;
61d11e859eSJan Kiszka         } else {
62d11e859eSJan Kiszka             out = 0;
63d11e859eSJan Kiszka         }
64d11e859eSJan Kiszka         break;
65d11e859eSJan Kiszka     case 3:
66d11e859eSJan Kiszka         out = (d % s->count) < ((s->count + 1) >> 1);
67d11e859eSJan Kiszka         break;
68d11e859eSJan Kiszka     case 4:
69d11e859eSJan Kiszka     case 5:
70d11e859eSJan Kiszka         out = (d == s->count);
71d11e859eSJan Kiszka         break;
72d11e859eSJan Kiszka     }
73d11e859eSJan Kiszka     return out;
74d11e859eSJan Kiszka }
75d11e859eSJan Kiszka 
76d11e859eSJan Kiszka /* return -1 if no transition will occur.  */
77d11e859eSJan Kiszka int64_t pit_get_next_transition_time(PITChannelState *s, int64_t current_time)
78d11e859eSJan Kiszka {
79d11e859eSJan Kiszka     uint64_t d, next_time, base;
80d11e859eSJan Kiszka     int period2;
81d11e859eSJan Kiszka 
82d11e859eSJan Kiszka     d = muldiv64(current_time - s->count_load_time, PIT_FREQ,
83d11e859eSJan Kiszka                  get_ticks_per_sec());
84d11e859eSJan Kiszka     switch (s->mode) {
85d11e859eSJan Kiszka     default:
86d11e859eSJan Kiszka     case 0:
87d11e859eSJan Kiszka     case 1:
88d11e859eSJan Kiszka         if (d < s->count) {
89d11e859eSJan Kiszka             next_time = s->count;
90d11e859eSJan Kiszka         } else {
91d11e859eSJan Kiszka             return -1;
92d11e859eSJan Kiszka         }
93d11e859eSJan Kiszka         break;
94d11e859eSJan Kiszka     case 2:
95d11e859eSJan Kiszka         base = (d / s->count) * s->count;
96d11e859eSJan Kiszka         if ((d - base) == 0 && d != 0) {
97d11e859eSJan Kiszka             next_time = base + s->count;
98d11e859eSJan Kiszka         } else {
99d11e859eSJan Kiszka             next_time = base + s->count + 1;
100d11e859eSJan Kiszka         }
101d11e859eSJan Kiszka         break;
102d11e859eSJan Kiszka     case 3:
103d11e859eSJan Kiszka         base = (d / s->count) * s->count;
104d11e859eSJan Kiszka         period2 = ((s->count + 1) >> 1);
105d11e859eSJan Kiszka         if ((d - base) < period2) {
106d11e859eSJan Kiszka             next_time = base + period2;
107d11e859eSJan Kiszka         } else {
108d11e859eSJan Kiszka             next_time = base + s->count;
109d11e859eSJan Kiszka         }
110d11e859eSJan Kiszka         break;
111d11e859eSJan Kiszka     case 4:
112d11e859eSJan Kiszka     case 5:
113d11e859eSJan Kiszka         if (d < s->count) {
114d11e859eSJan Kiszka             next_time = s->count;
115d11e859eSJan Kiszka         } else if (d == s->count) {
116d11e859eSJan Kiszka             next_time = s->count + 1;
117d11e859eSJan Kiszka         } else {
118d11e859eSJan Kiszka             return -1;
119d11e859eSJan Kiszka         }
120d11e859eSJan Kiszka         break;
121d11e859eSJan Kiszka     }
122d11e859eSJan Kiszka     /* convert to timer units */
123d11e859eSJan Kiszka     next_time = s->count_load_time + muldiv64(next_time, get_ticks_per_sec(),
124d11e859eSJan Kiszka                                               PIT_FREQ);
125d11e859eSJan Kiszka     /* fix potential rounding problems */
126d11e859eSJan Kiszka     /* XXX: better solution: use a clock at PIT_FREQ Hz */
127d11e859eSJan Kiszka     if (next_time <= current_time) {
128d11e859eSJan Kiszka         next_time = current_time + 1;
129d11e859eSJan Kiszka     }
130d11e859eSJan Kiszka     return next_time;
131d11e859eSJan Kiszka }
132d11e859eSJan Kiszka 
133d11e859eSJan Kiszka void pit_get_channel_info_common(PITCommonState *s, PITChannelState *sc,
134d11e859eSJan Kiszka                                  PITChannelInfo *info)
135d11e859eSJan Kiszka {
136d11e859eSJan Kiszka     info->gate = sc->gate;
137d11e859eSJan Kiszka     info->mode = sc->mode;
138d11e859eSJan Kiszka     info->initial_count = sc->count;
139bc72ad67SAlex Bligh     info->out = pit_get_out(sc, qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_VIRTUAL));
140d11e859eSJan Kiszka }
141d11e859eSJan Kiszka 
142d11e859eSJan Kiszka void pit_get_channel_info(ISADevice *dev, int channel, PITChannelInfo *info)
143d11e859eSJan Kiszka {
144d11e859eSJan Kiszka     PITCommonState *pit = PIT_COMMON(dev);
145d11e859eSJan Kiszka     PITChannelState *s = &pit->channels[channel];
146d11e859eSJan Kiszka     PITCommonClass *c = PIT_COMMON_GET_CLASS(pit);
147d11e859eSJan Kiszka 
148d11e859eSJan Kiszka     c->get_channel_info(pit, s, info);
149d11e859eSJan Kiszka }
150d11e859eSJan Kiszka 
151d11e859eSJan Kiszka void pit_reset_common(PITCommonState *pit)
152d11e859eSJan Kiszka {
153d11e859eSJan Kiszka     PITChannelState *s;
154d11e859eSJan Kiszka     int i;
155d11e859eSJan Kiszka 
156d11e859eSJan Kiszka     for (i = 0; i < 3; i++) {
157d11e859eSJan Kiszka         s = &pit->channels[i];
158d11e859eSJan Kiszka         s->mode = 3;
159d11e859eSJan Kiszka         s->gate = (i != 2);
160bc72ad67SAlex Bligh         s->count_load_time = qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_VIRTUAL);
161d11e859eSJan Kiszka         s->count = 0x10000;
162d11e859eSJan Kiszka         if (i == 0 && !s->irq_disabled) {
163d11e859eSJan Kiszka             s->next_transition_time =
164d11e859eSJan Kiszka                 pit_get_next_transition_time(s, s->count_load_time);
165d11e859eSJan Kiszka         }
166d11e859eSJan Kiszka     }
167d11e859eSJan Kiszka }
168d11e859eSJan Kiszka 
169db895a1eSAndreas Färber static void pit_common_realize(DeviceState *dev, Error **errp)
170d11e859eSJan Kiszka {
171db895a1eSAndreas Färber     ISADevice *isadev = ISA_DEVICE(dev);
172d11e859eSJan Kiszka     PITCommonState *pit = PIT_COMMON(dev);
173d11e859eSJan Kiszka 
174db895a1eSAndreas Färber     isa_register_ioport(isadev, &pit->ioports, pit->iobase);
175d11e859eSJan Kiszka 
176db895a1eSAndreas Färber     qdev_set_legacy_instance_id(dev, pit->iobase, 2);
177d11e859eSJan Kiszka }
178d11e859eSJan Kiszka 
179d11e859eSJan Kiszka static const VMStateDescription vmstate_pit_channel = {
180d11e859eSJan Kiszka     .name = "pit channel",
181d11e859eSJan Kiszka     .version_id = 2,
182d11e859eSJan Kiszka     .minimum_version_id = 2,
183d11e859eSJan Kiszka     .minimum_version_id_old = 2,
184d11e859eSJan Kiszka     .fields = (VMStateField[]) {
185d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_INT32(count, PITChannelState),
186d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT16(latched_count, PITChannelState),
187d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(count_latched, PITChannelState),
188d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(status_latched, PITChannelState),
189d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(status, PITChannelState),
190d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(read_state, PITChannelState),
191d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(write_state, PITChannelState),
192d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(write_latch, PITChannelState),
193d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(rw_mode, PITChannelState),
194d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(mode, PITChannelState),
195d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(bcd, PITChannelState),
196d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT8(gate, PITChannelState),
197d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_INT64(count_load_time, PITChannelState),
198d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_INT64(next_transition_time, PITChannelState),
199d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_END_OF_LIST()
200d11e859eSJan Kiszka     }
201d11e859eSJan Kiszka };
202d11e859eSJan Kiszka 
203d11e859eSJan Kiszka static int pit_load_old(QEMUFile *f, void *opaque, int version_id)
204d11e859eSJan Kiszka {
205d11e859eSJan Kiszka     PITCommonState *pit = opaque;
2063fbc1c0cSJan Kiszka     PITCommonClass *c = PIT_COMMON_GET_CLASS(pit);
207d11e859eSJan Kiszka     PITChannelState *s;
208d11e859eSJan Kiszka     int i;
209d11e859eSJan Kiszka 
210d11e859eSJan Kiszka     if (version_id != 1) {
211d11e859eSJan Kiszka         return -EINVAL;
212d11e859eSJan Kiszka     }
213d11e859eSJan Kiszka 
214d11e859eSJan Kiszka     for (i = 0; i < 3; i++) {
215d11e859eSJan Kiszka         s = &pit->channels[i];
216d11e859eSJan Kiszka         s->count = qemu_get_be32(f);
217d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_be16s(f, &s->latched_count);
218d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->count_latched);
219d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->status_latched);
220d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->status);
221d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->read_state);
222d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->write_state);
223d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->write_latch);
224d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->rw_mode);
225d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->mode);
226d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->bcd);
227d11e859eSJan Kiszka         qemu_get_8s(f, &s->gate);
228d11e859eSJan Kiszka         s->count_load_time = qemu_get_be64(f);
229d11e859eSJan Kiszka         s->irq_disabled = 0;
2303fbc1c0cSJan Kiszka         if (i == 0) {
231d11e859eSJan Kiszka             s->next_transition_time = qemu_get_be64(f);
232d11e859eSJan Kiszka         }
233d11e859eSJan Kiszka     }
2343fbc1c0cSJan Kiszka     if (c->post_load) {
2353fbc1c0cSJan Kiszka         c->post_load(pit);
2363fbc1c0cSJan Kiszka     }
237d11e859eSJan Kiszka     return 0;
238d11e859eSJan Kiszka }
239d11e859eSJan Kiszka 
240d11e859eSJan Kiszka static void pit_dispatch_pre_save(void *opaque)
241d11e859eSJan Kiszka {
242d11e859eSJan Kiszka     PITCommonState *s = opaque;
243d11e859eSJan Kiszka     PITCommonClass *c = PIT_COMMON_GET_CLASS(s);
244d11e859eSJan Kiszka 
245d11e859eSJan Kiszka     if (c->pre_save) {
246d11e859eSJan Kiszka         c->pre_save(s);
247d11e859eSJan Kiszka     }
248d11e859eSJan Kiszka }
249d11e859eSJan Kiszka 
250d11e859eSJan Kiszka static int pit_dispatch_post_load(void *opaque, int version_id)
251d11e859eSJan Kiszka {
252d11e859eSJan Kiszka     PITCommonState *s = opaque;
253d11e859eSJan Kiszka     PITCommonClass *c = PIT_COMMON_GET_CLASS(s);
254d11e859eSJan Kiszka 
255d11e859eSJan Kiszka     if (c->post_load) {
256d11e859eSJan Kiszka         c->post_load(s);
257d11e859eSJan Kiszka     }
258d11e859eSJan Kiszka     return 0;
259d11e859eSJan Kiszka }
260d11e859eSJan Kiszka 
261d11e859eSJan Kiszka static const VMStateDescription vmstate_pit_common = {
262d11e859eSJan Kiszka     .name = "i8254",
263d11e859eSJan Kiszka     .version_id = 3,
264d11e859eSJan Kiszka     .minimum_version_id = 2,
265d11e859eSJan Kiszka     .minimum_version_id_old = 1,
266d11e859eSJan Kiszka     .load_state_old = pit_load_old,
267d11e859eSJan Kiszka     .pre_save = pit_dispatch_pre_save,
268d11e859eSJan Kiszka     .post_load = pit_dispatch_post_load,
269d11e859eSJan Kiszka     .fields = (VMStateField[]) {
270d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_UINT32_V(channels[0].irq_disabled, PITCommonState, 3),
271d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_STRUCT_ARRAY(channels, PITCommonState, 3, 2,
272d11e859eSJan Kiszka                              vmstate_pit_channel, PITChannelState),
2733fbc1c0cSJan Kiszka         VMSTATE_INT64(channels[0].next_transition_time,
2743fbc1c0cSJan Kiszka                       PITCommonState), /* formerly irq_timer */
275d11e859eSJan Kiszka         VMSTATE_END_OF_LIST()
276d11e859eSJan Kiszka     }
277d11e859eSJan Kiszka };
278d11e859eSJan Kiszka 
279d11e859eSJan Kiszka static void pit_common_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
280d11e859eSJan Kiszka {
281d11e859eSJan Kiszka     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
282d11e859eSJan Kiszka 
283db895a1eSAndreas Färber     dc->realize = pit_common_realize;
284d11e859eSJan Kiszka     dc->vmsd = &vmstate_pit_common;
285*f3b17640SMarkus Armbruster     /*
286*f3b17640SMarkus Armbruster      * Reason: unlike ordinary ISA devices, the PIT may need to be
287*f3b17640SMarkus Armbruster      * wired to the HPET, and because of that, some wiring is always
288*f3b17640SMarkus Armbruster      * done by board code.
289*f3b17640SMarkus Armbruster      */
290*f3b17640SMarkus Armbruster     dc->cannot_instantiate_with_device_add_yet = true;
291d11e859eSJan Kiszka }
292d11e859eSJan Kiszka 
2938c43a6f0SAndreas Färber static const TypeInfo pit_common_type = {
294d11e859eSJan Kiszka     .name          = TYPE_PIT_COMMON,
295d11e859eSJan Kiszka     .parent        = TYPE_ISA_DEVICE,
296d11e859eSJan Kiszka     .instance_size = sizeof(PITCommonState),
297d11e859eSJan Kiszka     .class_size    = sizeof(PITCommonClass),
298d11e859eSJan Kiszka     .class_init    = pit_common_class_init,
299d11e859eSJan Kiszka     .abstract      = true,
300d11e859eSJan Kiszka };
301d11e859eSJan Kiszka 
302d11e859eSJan Kiszka static void register_devices(void)
303d11e859eSJan Kiszka {
304d11e859eSJan Kiszka     type_register_static(&pit_common_type);
305d11e859eSJan Kiszka }
306d11e859eSJan Kiszka 
307d11e859eSJan Kiszka type_init(register_devices);
308