vcs.maemo.org Git - qemu/blob - hw/sb16.c

   1 /*
   2  * QEMU Soundblaster 16 emulation
   3  *
   4  * Copyright (c) 2003 Vassili Karpov (malc)
   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 "vl.h"
  25
  26 #define MIN(a, b) ((a)>(b)?(b):(a))
  27 #define LENOFA(a) ((int) (sizeof(a)/sizeof(a[0])))
  28
  29 #define log(...) fprintf (stderr, "sb16: " __VA_ARGS__)
  30
  31 /* #define DEBUG_SB16 */
  32 #ifdef DEBUG_SB16
  33 #define lwarn(...) fprintf (stderr, "sb16: " __VA_ARGS__)
  34 #define linfo(...) fprintf (stderr, "sb16: " __VA_ARGS__)
  35 #define ldebug(...) fprintf (stderr, "sb16: " __VA_ARGS__)
  36 #else
  37 #define lwarn(...)
  38 #define linfo(...)
  39 #define ldebug(...)
  40 #endif
  41
  42 #define IO_READ_PROTO(name) \
  43     uint32_t name (void *opaque, uint32_t nport)
  44 #define IO_WRITE_PROTO(name) \
  45     void name (void *opaque, uint32_t nport, uint32_t val)
  46
  47 static struct {
  48     int ver_lo;
  49     int ver_hi;
  50     int irq;
  51     int dma;
  52     int hdma;
  53     int port;
  54     int mix_block;
  55 } sb = {5, 4, 5, 1, 5, 0x220, -1};
  56
  57 static int mix_block, noirq;
  58
  59 typedef struct SB16State {
  60     int in_index;
  61     int out_data_len;
  62     int fmt_stereo;
  63     int fmt_signed;
  64     int fmt_bits;
  65     int dma_auto;
  66     int dma_buffer_size;
  67     int fifo;
  68     int freq;
  69     int time_const;
  70     int speaker;
  71     int needed_bytes;
  72     int cmd;
  73     int dma_pos;
  74     int use_hdma;
  75
  76     int v2x6;
  77
  78     uint8_t in_data[10];
  79     uint8_t out_data[10];
  80
  81     int left_till_irq;
  82
  83     /* mixer state */
  84     int mixer_nreg;
  85     uint8_t mixer_regs[256];
  86 } SB16State;
  87
  88 /* XXX: suppress that and use a context */
  89 static struct SB16State dsp;
  90
  91 static void log_dsp (SB16State *dsp)
  92 {
  93     linfo ("%c:%c:%d:%c:dmabuf=%d:pos=%d:freq=%d:timeconst=%d:speaker=%d\n",
  94            dsp->fmt_stereo ? 'S' : 'M',
  95            dsp->fmt_signed ? 'S' : 'U',
  96            dsp->fmt_bits,
  97            dsp->dma_auto ? 'a' : 's',
  98            dsp->dma_buffer_size,
  99            dsp->dma_pos,
 100            dsp->freq,
 101            dsp->time_const,
 102            dsp->speaker);
 103 }
 104
 105 static void control (int hold)
 106 {
 107     linfo ("%d high %d\n", hold, dsp.use_hdma);
 108     if (hold) {
 109         if (dsp.use_hdma)
 110             DMA_hold_DREQ (sb.hdma);
 111         else
 112             DMA_hold_DREQ (sb.dma);
 113     }
 114     else {
 115         if (dsp.use_hdma)
 116             DMA_release_DREQ (sb.hdma);
 117         else
 118             DMA_release_DREQ (sb.dma);
 119     }
 120 }
 121
 122 static void dma_cmd (uint8_t cmd, uint8_t d0, int dma_len)
 123 {
 124     int bps;
 125     audfmt_e fmt;
 126
 127     dsp.use_hdma = cmd < 0xc0;
 128     dsp.fifo = (cmd >> 1) & 1;
 129     dsp.dma_auto = (cmd >> 2) & 1;
 130
 131     switch (cmd >> 4) {
 132     case 11:
 133         dsp.fmt_bits = 16;
 134         break;
 135
 136     case 12:
 137         dsp.fmt_bits = 8;
 138         break;
 139     }
 140
 141     dsp.fmt_signed = (d0 >> 4) & 1;
 142     dsp.fmt_stereo = (d0 >> 5) & 1;
 143
 144     if (-1 != dsp.time_const) {
 145         int tmp;
 146
 147         tmp = 256 - dsp.time_const;
 148         dsp.freq = (1000000 + (tmp / 2)) / tmp;
 149     }
 150     bps = 1 << (16 == dsp.fmt_bits);
 151
 152     if (-1 != dma_len)
 153         dsp.dma_buffer_size = (dma_len + 1) * bps;
 154
 155     linfo ("frequency %d, stereo %d, signed %d, bits %d, size %d, auto %d\n",
 156            dsp.freq, dsp.fmt_stereo, dsp.fmt_signed, dsp.fmt_bits,
 157            dsp.dma_buffer_size, dsp.dma_auto);
 158
 159     if (16 == dsp.fmt_bits) {
 160         if (dsp.fmt_signed) {
 161             fmt = AUD_FMT_S16;
 162         }
 163         else {
 164             fmt = AUD_FMT_U16;
 165         }
 166     }
 167     else {
 168         if (dsp.fmt_signed) {
 169             fmt = AUD_FMT_S8;
 170         }
 171         else {
 172             fmt = AUD_FMT_U8;
 173         }
 174     }
 175
 176     dsp.dma_pos = 0;
 177     dsp.left_till_irq = dsp.dma_buffer_size;
 178
 179     if (sb.mix_block) {
 180         mix_block = sb.mix_block;
 181     }
 182     else {
 183         int align;
 184
 185         align = bps << dsp.fmt_stereo;
 186         mix_block = ((dsp.freq * align) / 100) & ~(align - 1);
 187     }
 188
 189     AUD_reset (dsp.freq, 1 << dsp.fmt_stereo, fmt);
 190     control (1);
 191     dsp.speaker = 1;
 192 }
 193
 194 static inline void dsp_out_data(SB16State *dsp, int val)
 195 {
 196     if (dsp->out_data_len < sizeof(dsp->out_data))
 197         dsp->out_data[dsp->out_data_len++] = val;
 198 }
 199
 200 static void command (SB16State *dsp, uint8_t cmd)
 201 {
 202     linfo ("%#x\n", cmd);
 203
 204     if (cmd > 0xaf && cmd < 0xd0) {
 205         if (cmd & 8)
 206             goto error;
 207
 208         switch (cmd >> 4) {
 209         case 11:
 210         case 12:
 211             break;
 212         default:
 213             log("%#x wrong bits", cmd);
 214             goto error;
 215         }
 216         dsp->needed_bytes = 3;
 217     }
 218     else {
 219         switch (cmd) {
 220         case 0x00:
 221         case 0x03:
 222         case 0xe7:
 223             /* IMS uses those when probing for sound devices */
 224             return;
 225
 226         case 0x10:
 227             dsp->needed_bytes = 1;
 228             break;
 229
 230         case 0x14:
 231             dsp->needed_bytes = 2;
 232             dsp->dma_buffer_size = 0;
 233             break;
 234
 235         case 0x20:
 236             dsp_out_data(dsp, 0xff);
 237             break;
 238
 239         case 0x35:
 240             lwarn ("MIDI commands not implemented\n");
 241             break;
 242
 243         case 0x40:
 244             dsp->freq = -1;
 245             dsp->time_const = -1;
 246             dsp->needed_bytes = 1;
 247             break;
 248
 249         case 0x41:
 250         case 0x42:
 251             dsp->freq = -1;
 252             dsp->time_const = -1;
 253             dsp->needed_bytes = 2;
 254             break;
 255
 256         case 0x47:                /* Continue Auto-Initialize DMA 16bit */
 257             break;
 258
 259         case 0x48:
 260             dsp->needed_bytes = 2;
 261             break;
 262
 263         case 0x27:                /* ????????? */
 264         case 0x4e:
 265             return;
 266
 267         case 0x80:
 268             cmd = -1;
 269             break;
 270
 271         case 0x90:
 272         case 0x91:
 273             {
 274                 uint8_t d0;
 275
 276                 d0 = 4;
 277                 if (dsp->fmt_signed) d0 |= 16;
 278                 if (dsp->fmt_stereo) d0 |= 32;
 279                 dma_cmd (cmd == 0x90 ? 0xc4 : 0xc0, d0, -1);
 280                 cmd = -1;
 281                 break;
 282             }
 283
 284         case 0xd0:                /* XXX */
 285             control (0);
 286             return;
 287
 288         case 0xd1:
 289             dsp->speaker = 1;
 290             break;
 291
 292         case 0xd3:
 293             dsp->speaker = 0;
 294             return;
 295
 296         case 0xd4:
 297             control (1);
 298             break;
 299
 300         case 0xd5:
 301             control (0);
 302             break;
 303
 304         case 0xd6:
 305             control (1);
 306             break;
 307
 308         case 0xd9:
 309             control (0);
 310             dsp->dma_auto = 0;
 311             return;
 312
 313         case 0xda:
 314             control (0);
 315             dsp->dma_auto = 0;
 316             break;
 317
 318         case 0xe0:
 319             dsp->needed_bytes = 1;
 320             break;
 321
 322         case 0xe1:
 323             dsp_out_data(dsp, sb.ver_lo);
 324             dsp_out_data(dsp, sb.ver_hi);
 325             return;
 326
 327         case 0xf2:
 328             dsp_out_data(dsp, 0xaa);
 329             dsp->mixer_regs[0x82] |= dsp->mixer_regs[0x80];
 330             pic_set_irq (sb.irq, 1);
 331             return;
 332
 333         default:
 334             log("%#x is unknown", cmd);
 335             goto error;
 336         }
 337     }
 338     dsp->cmd = cmd;
 339     return;
 340
 341  error:
 342     return;
 343 }
 344
 345 static void complete (SB16State *dsp)
 346 {
 347     linfo ("complete command %#x, in_index %d, needed_bytes %d\n",
 348            dsp->cmd, dsp->in_index, dsp->needed_bytes);
 349
 350     if (dsp->cmd > 0xaf && dsp->cmd < 0xd0) {
 351         int d0, d1, d2;
 352
 353         d0 = dsp->in_data[0];
 354         d1 = dsp->in_data[1];
 355         d2 = dsp->in_data[2];
 356
 357         ldebug ("d0 = %d, d1 = %d, d2 = %d\n",
 358                 d0, d1, d2);
 359         dma_cmd (dsp->cmd, d0, d1 + (d2 << 8));
 360     }
 361     else {
 362         switch (dsp->cmd) {
 363
 364         case 0x10:
 365             break;
 366
 367         case 0x14:
 368             {
 369                 int d0, d1;
 370                 int save_left;
 371                 int save_pos;
 372
 373                 d0 = dsp->in_data[0];
 374                 d1 = dsp->in_data[1];
 375
 376                 save_left = dsp->left_till_irq;
 377                 save_pos = dsp->dma_pos;
 378                 dma_cmd (0xc0, 0, d0 + (d1 << 8));
 379                 dsp->left_till_irq = save_left;
 380                 dsp->dma_pos = save_pos;
 381
 382                 linfo ("set buffer size data[%d, %d] %d pos %d\n",
 383                        d0, d1, dsp->dma_buffer_size, dsp->dma_pos);
 384                 break;
 385             }
 386
 387         case 0x40:
 388             dsp->time_const = dsp->in_data[0];
 389             linfo ("set time const %d\n", dsp->time_const);
 390             break;
 391
 392         case 0x41:
 393         case 0x42:
 394             dsp->freq = dsp->in_data[1] + (dsp->in_data[0] << 8);
 395             linfo ("set freq %#x, %#x = %d\n",
 396                    dsp->in_data[1], dsp->in_data[0], dsp->freq);
 397             break;
 398
 399         case 0x48:
 400             dsp->dma_buffer_size = dsp->in_data[1] + (dsp->in_data[0] << 8);
 401             linfo ("set dma len %#x, %#x = %d\n",
 402                    dsp->in_data[1], dsp->in_data[0], dsp->dma_buffer_size);
 403             break;
 404
 405         case 0xe0:
 406             dsp->out_data_len = 0;
 407             linfo ("data = %#x\n", dsp->in_data[0]);
 408             dsp_out_data(dsp, dsp->in_data[0] ^ 0xff);
 409             break;
 410
 411         default:
 412             log ("unrecognized command %#x", dsp->cmd);
 413             return;
 414         }
 415     }
 416
 417     dsp->cmd = -1;
 418     return;
 419 }
 420
 421 static IO_WRITE_PROTO (dsp_write)
 422 {
 423     SB16State *dsp = opaque;
 424     int iport;
 425
 426     iport = nport - sb.port;
 427
 428     switch (iport) {
 429     case 0x6:
 430         if (0 == val)
 431             dsp->v2x6 = 0;
 432         else if ((1 == val) && (0 == dsp->v2x6)) {
 433             dsp->v2x6 = 1;
 434             dsp_out_data(dsp, 0xaa);
 435         }
 436         else
 437             dsp->v2x6 = ~0;
 438         break;
 439
 440     case 0xc:                   /* write data or command | write status */
 441         if (0 == dsp->needed_bytes) {
 442             command (dsp, val);
 443             if (0 == dsp->needed_bytes) {
 444                 log_dsp (dsp);
 445             }
 446         }
 447         else {
 448             dsp->in_data[dsp->in_index++] = val;
 449             if (dsp->in_index == dsp->needed_bytes) {
 450                 dsp->needed_bytes = 0;
 451                 dsp->in_index = 0;
 452                 complete (dsp);
 453                 log_dsp (dsp);
 454             }
 455         }
 456         break;
 457
 458     default:
 459         log ("(nport=%#x, val=%#x)", nport, val);
 460         break;
 461     }
 462 }
 463
 464 static IO_READ_PROTO (dsp_read)
 465 {
 466     SB16State *dsp = opaque;
 467     int iport, retval;
 468
 469     iport = nport - sb.port;
 470
 471     switch (iport) {
 472
 473     case 0x6:                   /* reset */
 474         return 0;
 475
 476     case 0xa:                   /* read data */
 477         if (dsp->out_data_len) {
 478             retval = dsp->out_data[--dsp->out_data_len];
 479         } else {
 480             log("empty output buffer\n");
 481             goto error;
 482         }
 483         break;
 484
 485     case 0xc:                   /* 0 can write */
 486         retval = 0;
 487         break;
 488
 489     case 0xd:                   /* timer interrupt clear */
 490         log("timer interrupt clear\n");
 491         goto error;
 492
 493     case 0xe:                   /* data available status | irq 8 ack */
 494         /* XXX drop pic irq line here? */
 495         ldebug ("8 ack\n");
 496         retval = (0 == dsp->out_data_len) ? 0 : 0x80;
 497         dsp->mixer_regs[0x82] &= ~dsp->mixer_regs[0x80];
 498         pic_set_irq (sb.irq, 0);
 499         break;
 500
 501     case 0xf:                   /* irq 16 ack */
 502         /* XXX drop pic irq line here? */
 503         ldebug ("16 ack\n");
 504         retval = 0xff;
 505         dsp->mixer_regs[0x82] &= ~dsp->mixer_regs[0x80];
 506         pic_set_irq (sb.irq, 0);
 507         break;
 508
 509     default:
 510         goto error;
 511     }
 512
 513     if ((0xc != iport) && (0xe != iport)) {
 514         ldebug ("nport=%#x iport %#x = %#x\n",
 515                 nport, iport, retval);
 516     }
 517
 518     return retval;
 519
 520  error:
 521     return 0;
 522 }
 523
 524 static IO_WRITE_PROTO(mixer_write_indexb)
 525 {
 526     SB16State *dsp = opaque;
 527     dsp->mixer_nreg = val;
 528 }
 529
 530 static IO_WRITE_PROTO(mixer_write_datab)
 531 {
 532     SB16State *dsp = opaque;
 533
 534     if (dsp->mixer_nreg > 0x83)
 535         return;
 536     dsp->mixer_regs[dsp->mixer_nreg] = val;
 537 }
 538
 539 static IO_WRITE_PROTO(mixer_write_indexw)
 540 {
 541     mixer_write_indexb (opaque, nport, val & 0xff);
 542     mixer_write_datab (opaque, nport, (val >> 8) & 0xff);
 543 }
 544
 545 static IO_READ_PROTO(mixer_read)
 546 {
 547     SB16State *dsp = opaque;
 548     return dsp->mixer_regs[dsp->mixer_nreg];
 549 }
 550
 551 void SB16_run (void)
 552 {
 553     if (0 == dsp.speaker)
 554         return;
 555
 556     AUD_run ();
 557 }
 558
 559 static int write_audio (uint32_t addr, int len, int size)
 560 {
 561     int temp, net;
 562     uint8_t tmpbuf[4096];
 563
 564     temp = size;
 565
 566     net = 0;
 567
 568     while (temp) {
 569         int left_till_end;
 570         int to_copy;
 571         int copied;
 572
 573         left_till_end = len - dsp.dma_pos;
 574
 575         to_copy = MIN (temp, left_till_end);
 576         if (to_copy > sizeof(tmpbuf))
 577             to_copy = sizeof(tmpbuf);
 578         cpu_physical_memory_read(addr + dsp.dma_pos, tmpbuf, to_copy);
 579         copied = AUD_write (tmpbuf, to_copy);
 580
 581         temp -= copied;
 582         dsp.dma_pos += copied;
 583
 584         if (dsp.dma_pos == len) {
 585             dsp.dma_pos = 0;
 586         }
 587
 588         net += copied;
 589
 590         if (copied != to_copy)
 591             return net;
 592     }
 593
 594     return net;
 595 }
 596
 597 static int SB_read_DMA (void *opaque, target_ulong addr, int size)
 598 {
 599     SB16State *dsp = opaque;
 600     int free, till, copy, written;
 601
 602     if (0 == dsp->speaker)
 603         return 0;
 604
 605     if (dsp->left_till_irq < 0) {
 606         dsp->left_till_irq += dsp->dma_buffer_size;
 607         return dsp->dma_pos;
 608     }
 609
 610     free = AUD_get_free ();
 611
 612     if ((free <= 0) || (0 == size)) {
 613         return dsp->dma_pos;
 614     }
 615
 616     if (mix_block > 0) {
 617         copy = MIN (free, mix_block);
 618     }
 619     else {
 620         copy = free;
 621     }
 622
 623     till = dsp->left_till_irq;
 624
 625     ldebug ("addr:%#010x free:%d till:%d size:%d\n",
 626             addr, free, till, size);
 627     if (till <= copy) {
 628         if (0 == dsp->dma_auto) {
 629             copy = till;
 630         }
 631     }
 632
 633     written = write_audio (addr, size, copy);
 634     dsp->left_till_irq -= written;
 635     AUD_adjust_estimate (free - written);
 636
 637     if (dsp->left_till_irq <= 0) {
 638         dsp->mixer_regs[0x82] |= dsp->mixer_regs[0x80];
 639         if (0 == noirq) {
 640             ldebug ("request irq\n");
 641             pic_set_irq(sb.irq, 1);
 642         }
 643
 644         if (0 == dsp->dma_auto) {
 645             control (0);
 646         }
 647     }
 648
 649     ldebug ("pos %5d free %5d size %5d till % 5d copy %5d dma size %5d\n",
 650             dsp->dma_pos, free, size, dsp->left_till_irq, copy,
 651             dsp->dma_buffer_size);
 652
 653     if (dsp->left_till_irq <= 0) {
 654         dsp->left_till_irq += dsp->dma_buffer_size;
 655     }
 656
 657     return dsp->dma_pos;
 658 }
 659
 660 static int magic_of_irq (int irq)
 661 {
 662     switch (irq) {
 663     case 2:
 664         return 1;
 665     case 5:
 666         return 2;
 667     case 7:
 668         return 4;
 669     case 10:
 670         return 8;
 671     default:
 672         log ("bad irq %d\n", irq);
 673         return 2;
 674     }
 675 }
 676
 677 #if 0
 678 static int irq_of_magic (int magic)
 679 {
 680     switch (magic) {
 681     case 1:
 682         return 2;
 683     case 2:
 684         return 5;
 685     case 4:
 686         return 7;
 687     case 8:
 688         return 10;
 689     default:
 690         log ("bad irq magic %d\n", magic);
 691         return 2;
 692     }
 693 }
 694 #endif
 695
 696 void SB16_init (void)
 697 {
 698     SB16State *s = &dsp;
 699     int i;
 700     static const uint8_t dsp_write_ports[] = {0x6, 0xc};
 701     static const uint8_t dsp_read_ports[] = {0x6, 0xa, 0xc, 0xd, 0xe, 0xf};
 702
 703     memset(s->mixer_regs, 0xff, sizeof(s->mixer_regs));
 704
 705     s->mixer_regs[0x0e] = ~0;
 706     s->mixer_regs[0x80] = magic_of_irq (sb.irq);
 707     s->mixer_regs[0x81] = 0x20 | (sb.dma << 1);
 708
 709     for (i = 0x30; i < 0x48; i++) {
 710         s->mixer_regs[i] = 0x20;
 711     }
 712
 713     for (i = 0; i < LENOFA (dsp_write_ports); i++) {
 714         register_ioport_write (sb.port + dsp_write_ports[i], 1, 1, dsp_write, s);
 715     }
 716
 717     for (i = 0; i < LENOFA (dsp_read_ports); i++) {
 718         register_ioport_read (sb.port + dsp_read_ports[i], 1, 1, dsp_read, s);
 719     }
 720
 721     register_ioport_write (sb.port + 0x4, 1, 1, mixer_write_indexb, s);
 722     register_ioport_write (sb.port + 0x4, 1, 2, mixer_write_indexw, s);
 723     register_ioport_read (sb.port + 0x5, 1, 1, mixer_read, s);
 724     register_ioport_write (sb.port + 0x5, 1, 1, mixer_write_datab, s);
 725
 726     DMA_register_channel (sb.hdma, SB_read_DMA, s);
 727     DMA_register_channel (sb.dma, SB_read_DMA, s);
 728 }