vcs.maemo.org Git - qemu/blob - hw/i8259.c

   1 /*
   2  * QEMU 8259 interrupt controller emulation
   3  *
   4  * Copyright (c) 2003-2004 Fabrice Bellard
   5  *
   6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
   7  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
   8  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
   9  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
  10  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
  11  * furnished to do so, subject to the following conditions:
  12  *
  13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  14  * all copies or substantial portions of the Software.
  15  *
  16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
  19  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  20  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  21  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
  22  * THE SOFTWARE.
  23  */
  24 #include <stdlib.h>
  25 #include <stdio.h>
  26 #include <stdarg.h>
  27 #include <string.h>
  28 #include <getopt.h>
  29 #include <inttypes.h>
  30 #include <unistd.h>
  31 #include <sys/mman.h>
  32 #include <fcntl.h>
  33 #include <signal.h>
  34 #include <time.h>
  35 #include <sys/time.h>
  36 #include <malloc.h>
  37 #include <termios.h>
  38 #include <sys/poll.h>
  39 #include <errno.h>
  40 #include <sys/wait.h>
  41 #include <netinet/in.h>
  42
  43 #include "cpu.h"
  44 #include "vl.h"
  45
  46 /* debug PIC */
  47 //#define DEBUG_PIC
  48
  49 typedef struct PicState {
  50     uint8_t last_irr; /* edge detection */
  51     uint8_t irr; /* interrupt request register */
  52     uint8_t imr; /* interrupt mask register */
  53     uint8_t isr; /* interrupt service register */
  54     uint8_t priority_add; /* highest irq priority */
  55     uint8_t irq_base;
  56     uint8_t read_reg_select;
  57     uint8_t poll;
  58     uint8_t special_mask;
  59     uint8_t init_state;
  60     uint8_t auto_eoi;
  61     uint8_t rotate_on_auto_eoi;
  62     uint8_t special_fully_nested_mode;
  63     uint8_t init4; /* true if 4 byte init */
  64 } PicState;
  65
  66 /* 0 is master pic, 1 is slave pic */
  67 PicState pics[2];
  68 int pic_irq_requested;
  69
  70 /* set irq level. If an edge is detected, then the IRR is set to 1 */
  71 static inline void pic_set_irq1(PicState *s, int irq, int level)
  72 {
  73     int mask;
  74     mask = 1 << irq;
  75     if (level) {
  76         if ((s->last_irr & mask) == 0)
  77             s->irr |= mask;
  78         s->last_irr |= mask;
  79     } else {
  80         s->last_irr &= ~mask;
  81     }
  82 }
  83
  84 /* return the highest priority found in mask (highest = smallest
  85    number). Return 8 if no irq */
  86 static inline int get_priority(PicState *s, int mask)
  87 {
  88     int priority;
  89     if (mask == 0)
  90         return 8;
  91     priority = 0;
  92     while ((mask & (1 << ((priority + s->priority_add) & 7))) == 0)
  93         priority++;
  94     return priority;
  95 }
  96
  97 /* return the pic wanted interrupt. return -1 if none */
  98 static int pic_get_irq(PicState *s)
  99 {
 100     int mask, cur_priority, priority;
 101
 102     mask = s->irr & ~s->imr;
 103     priority = get_priority(s, mask);
 104     if (priority == 8)
 105         return -1;
 106     /* compute current priority. If special fully nested mode on the
 107        master, the IRQ coming from the slave is not taken into account
 108        for the priority computation. */
 109     mask = s->isr;
 110     if (s->special_fully_nested_mode && s == &pics[0])
 111         mask &= ~(1 << 2);
 112     cur_priority = get_priority(s, mask);
 113     if (priority < cur_priority) {
 114         /* higher priority found: an irq should be generated */
 115         return (priority + s->priority_add) & 7;
 116     } else {
 117         return -1;
 118     }
 119 }
 120
 121 /* raise irq to CPU if necessary. must be called every time the active
 122    irq may change */
 123 void pic_update_irq(void)
 124 {
 125     int irq2, irq;
 126
 127     /* first look at slave pic */
 128     irq2 = pic_get_irq(&pics[1]);
 129     if (irq2 >= 0) {
 130         /* if irq request by slave pic, signal master PIC */
 131         pic_set_irq1(&pics[0], 2, 1);
 132         pic_set_irq1(&pics[0], 2, 0);
 133     }
 134     /* look at requested irq */
 135     irq = pic_get_irq(&pics[0]);
 136     if (irq >= 0) {
 137         if (irq == 2) {
 138             /* from slave pic */
 139             pic_irq_requested = 8 + irq2;
 140         } else {
 141             /* from master pic */
 142             pic_irq_requested = irq;
 143         }
 144 #if defined(DEBUG_PIC)
 145         {
 146             int i;
 147             for(i = 0; i < 2; i++) {
 148                 printf("pic%d: imr=%x irr=%x padd=%d\n",
 149                        i, pics[i].imr, pics[i].irr, pics[i].priority_add);
 150
 151             }
 152         }
 153         printf("pic: cpu_interrupt req=%d\n", pic_irq_requested);
 154 #endif
 155         cpu_interrupt(cpu_single_env, CPU_INTERRUPT_HARD);
 156     }
 157 }
 158
 159 #ifdef DEBUG_IRQ_LATENCY
 160 int64_t irq_time[16];
 161 int64_t cpu_get_ticks(void);
 162 #endif
 163 #if defined(DEBUG_PIC)
 164 int irq_level[16];
 165 #endif
 166
 167 void pic_set_irq(int irq, int level)
 168 {
 169 #if defined(DEBUG_PIC)
 170     if (level != irq_level[irq]) {
 171         printf("pic_set_irq: irq=%d level=%d\n", irq, level);
 172         irq_level[irq] = level;
 173     }
 174 #endif
 175 #ifdef DEBUG_IRQ_LATENCY
 176     if (level) {
 177         irq_time[irq] = cpu_get_ticks();
 178     }
 179 #endif
 180     pic_set_irq1(&pics[irq >> 3], irq & 7, level);
 181     pic_update_irq();
 182 }
 183
 184 /* acknowledge interrupt 'irq' */
 185 static inline void pic_intack(PicState *s, int irq)
 186 {
 187     if (s->auto_eoi) {
 188         if (s->rotate_on_auto_eoi)
 189             s->priority_add = (irq + 1) & 7;
 190     } else {
 191         s->isr |= (1 << irq);
 192     }
 193     s->irr &= ~(1 << irq);
 194 }
 195
 196 int cpu_x86_get_pic_interrupt(CPUState *env)
 197 {
 198     int irq, irq2, intno;
 199
 200     /* signal the pic that the irq was acked by the CPU */
 201     irq = pic_irq_requested;
 202 #ifdef DEBUG_IRQ_LATENCY
 203     printf("IRQ%d latency=%0.3fus\n",
 204            irq,
 205            (double)(cpu_get_ticks() - irq_time[irq]) * 1000000.0 / ticks_per_sec);
 206 #endif
 207 #if defined(DEBUG_PIC)
 208     printf("pic_interrupt: irq=%d\n", irq);
 209 #endif
 210
 211     if (irq >= 8) {
 212         irq2 = irq & 7;
 213         pic_intack(&pics[1], irq2);
 214         irq = 2;
 215         intno = pics[1].irq_base + irq2;
 216     } else {
 217         intno = pics[0].irq_base + irq;
 218     }
 219     pic_intack(&pics[0], irq);
 220     return intno;
 221 }
 222
 223 void pic_ioport_write(CPUState *env, uint32_t addr, uint32_t val)
 224 {
 225     PicState *s;
 226     int priority, cmd, irq;
 227
 228 #ifdef DEBUG_PIC
 229     printf("pic_write: addr=0x%02x val=0x%02x\n", addr, val);
 230 #endif
 231     s = &pics[addr >> 7];
 232     addr &= 1;
 233     if (addr == 0) {
 234         if (val & 0x10) {
 235             /* init */
 236             memset(s, 0, sizeof(PicState));
 237             s->init_state = 1;
 238             s->init4 = val & 1;
 239             if (val & 0x02)
 240                 hw_error("single mode not supported");
 241             if (val & 0x08)
 242                 hw_error("level sensitive irq not supported");
 243         } else if (val & 0x08) {
 244             if (val & 0x04)
 245                 s->poll = 1;
 246             if (val & 0x02)
 247                 s->read_reg_select = val & 1;
 248             if (val & 0x40)
 249                 s->special_mask = (val >> 5) & 1;
 250         } else {
 251             cmd = val >> 5;
 252             switch(cmd) {
 253             case 0:
 254             case 4:
 255                 s->rotate_on_auto_eoi = cmd >> 2;
 256                 break;
 257             case 1: /* end of interrupt */
 258             case 5:
 259                 priority = get_priority(s, s->isr);
 260                 if (priority != 8) {
 261                     irq = (priority + s->priority_add) & 7;
 262                     s->isr &= ~(1 << irq);
 263                     if (cmd == 5)
 264                         s->priority_add = (irq + 1) & 7;
 265                     pic_update_irq();
 266                 }
 267                 break;
 268             case 3:
 269                 irq = val & 7;
 270                 s->isr &= ~(1 << irq);
 271                 pic_update_irq();
 272                 break;
 273             case 6:
 274                 s->priority_add = (val + 1) & 7;
 275                 pic_update_irq();
 276                 break;
 277             case 7:
 278                 irq = val & 7;
 279                 s->isr &= ~(1 << irq);
 280                 s->priority_add = (irq + 1) & 7;
 281                 pic_update_irq();
 282                 break;
 283             default:
 284                 /* no operation */
 285                 break;
 286             }
 287         }
 288     } else {
 289         switch(s->init_state) {
 290         case 0:
 291             /* normal mode */
 292             s->imr = val;
 293             pic_update_irq();
 294             break;
 295         case 1:
 296             s->irq_base = val & 0xf8;
 297             s->init_state = 2;
 298             break;
 299         case 2:
 300             if (s->init4) {
 301                 s->init_state = 3;
 302             } else {
 303                 s->init_state = 0;
 304             }
 305             break;
 306         case 3:
 307             s->special_fully_nested_mode = (val >> 4) & 1;
 308             s->auto_eoi = (val >> 1) & 1;
 309             s->init_state = 0;
 310             break;
 311         }
 312     }
 313 }
 314
 315 static uint32_t pic_poll_read (PicState *s, uint32_t addr1)
 316 {
 317     int ret;
 318
 319     ret = pic_get_irq(s);
 320     if (ret >= 0) {
 321         if (addr1 >> 7) {
 322             pics[0].isr &= ~(1 << 2);
 323             pics[0].irr &= ~(1 << 2);
 324         }
 325         s->irr &= ~(1 << ret);
 326         s->isr &= ~(1 << ret);
 327         if (addr1 >> 7 || ret != 2)
 328             pic_update_irq();
 329     } else {
 330         ret = 0x07;
 331         pic_update_irq();
 332     }
 333
 334     return ret;
 335 }
 336
 337 uint32_t pic_ioport_read(CPUState *env, uint32_t addr1)
 338 {
 339     PicState *s;
 340     unsigned int addr;
 341     int ret;
 342
 343     addr = addr1;
 344     s = &pics[addr >> 7];
 345     addr &= 1;
 346     if (s->poll) {
 347         ret = pic_poll_read(s, addr1);
 348         s->poll = 0;
 349     } else {
 350         if (addr == 0) {
 351             if (s->read_reg_select)
 352                 ret = s->isr;
 353             else
 354                 ret = s->irr;
 355         } else {
 356             ret = s->imr;
 357         }
 358     }
 359 #ifdef DEBUG_PIC
 360     printf("pic_read: addr=0x%02x val=0x%02x\n", addr1, ret);
 361 #endif
 362     return ret;
 363 }
 364
 365 /* memory mapped interrupt status */
 366 uint32_t pic_intack_read(CPUState *env)
 367 {
 368     int ret;
 369
 370     ret = pic_poll_read(&pics[0], 0x00);
 371     if (ret == 2)
 372         ret = pic_poll_read(&pics[1], 0x80) + 8;
 373     /* Prepare for ISR read */
 374     pics[0].read_reg_select = 1;
 375
 376     return ret;
 377 }
 378
 379 void pic_init(void)
 380 {
 381 #if defined (TARGET_I386) || defined (TARGET_PPC)
 382     register_ioport_write(0x20, 2, pic_ioport_write, 1);
 383     register_ioport_read(0x20, 2, pic_ioport_read, 1);
 384     register_ioport_write(0xa0, 2, pic_ioport_write, 1);
 385     register_ioport_read(0xa0, 2, pic_ioport_read, 1);
 386 #endif
 387 }
 388