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 <stdio.h>
  25 #include <stdlib.h>
  26 #include <inttypes.h>
  27
  28 #include "cpu.h"
  29 #include "vl.h"
  30
  31 #define MIN(a, b) ((a)>(b)?(b):(a))
  32 #define LENOFA(a) ((int) (sizeof(a)/sizeof(a[0])))
  33
  34 #define DEREF(x) (void)x
  35 #define log(...) fprintf (stderr, "sb16: " __VA_ARGS__)
  36 #define Fail(...) do {                          \
  37     fprintf (stderr, "sb16: " __VA_ARGS__);     \
  38     abort ();                                   \
  39 } while (0)
  40
  41 /* #define DEBUG_SB16 */
  42 #ifdef DEBUG_SB16
  43 #define lwarn(...) fprintf (stderr, "sb16: " __VA_ARGS__)
  44 #define linfo(...) fprintf (stderr, "sb16: " __VA_ARGS__)
  45 #define ldebug(...) fprintf (stderr, "sb16: " __VA_ARGS__)
  46 #else
  47 #define lwarn(...)
  48 #define linfo(...)
  49 #define ldebug(...)
  50 #endif
  51
  52 #define IO_READ_PROTO(name) \
  53     uint32_t name (void *opaque, uint32_t nport)
  54 #define IO_WRITE_PROTO(name) \
  55     void name (void *opaque, uint32_t nport, uint32_t val)
  56
  57 static struct {
  58     int ver_lo;
  59     int ver_hi;
  60     int irq;
  61     int dma;
  62     int hdma;
  63     int port;
  64     int mix_block;
  65 } sb = {5, 4, 5, 1, 5, 0x220, -1};
  66
  67 static int mix_block, noirq;
  68
  69 static struct mixer {
  70     int nreg;
  71     uint8_t regs[0x83];
  72 } mixer;
  73
  74 static struct dsp {
  75     int in_index;
  76     int out_data_len;
  77     int fmt_stereo;
  78     int fmt_signed;
  79     int fmt_bits;
  80     int dma_auto;
  81     int dma_buffer_size;
  82     int fifo;
  83     int freq;
  84     int time_const;
  85     int speaker;
  86     int needed_bytes;
  87     int cmd;
  88     int dma_pos;
  89     int use_hdma;
  90
  91     int v2x6;
  92
  93     uint8_t in_data[10];
  94     uint8_t out_data[10];
  95
  96     int left_till_irq;
  97 } dsp;
  98
  99 #define nocmd ~0
 100
 101 static void log_dsp (const char *cap)
 102 {
 103     DEREF (cap);
 104
 105     linfo ("%c:%c:%d:%c:dmabuf=%d:pos=%d:freq=%d:timeconst=%d:speaker=%d\n",
 106            dsp.fmt_stereo ? 'S' : 'M',
 107            dsp.fmt_signed ? 'S' : 'U',
 108            dsp.fmt_bits,
 109            dsp.dma_auto ? 'a' : 's',
 110            dsp.dma_buffer_size,
 111            dsp.dma_pos,
 112            dsp.freq,
 113            dsp.time_const,
 114            dsp.speaker);
 115 }
 116
 117 static void control (int hold)
 118 {
 119     linfo ("%d high %d\n", hold, dsp.use_hdma);
 120     if (hold) {
 121         if (dsp.use_hdma)
 122             DMA_hold_DREQ (sb.hdma);
 123         else
 124             DMA_hold_DREQ (sb.dma);
 125     }
 126     else {
 127         if (dsp.use_hdma)
 128             DMA_release_DREQ (sb.hdma);
 129         else
 130             DMA_release_DREQ (sb.dma);
 131     }
 132 }
 133
 134 static void dma_cmd (uint8_t cmd, uint8_t d0, int dma_len)
 135 {
 136     int bps;
 137     audfmt_e fmt;
 138
 139     dsp.use_hdma = cmd < 0xc0;
 140     dsp.fifo = (cmd >> 1) & 1;
 141     dsp.dma_auto = (cmd >> 2) & 1;
 142
 143     switch (cmd >> 4) {
 144     case 11:
 145         dsp.fmt_bits = 16;
 146         break;
 147
 148     case 12:
 149         dsp.fmt_bits = 8;
 150         break;
 151     }
 152
 153     dsp.fmt_signed = (d0 >> 4) & 1;
 154     dsp.fmt_stereo = (d0 >> 5) & 1;
 155
 156     if (-1 != dsp.time_const) {
 157         int tmp;
 158
 159         tmp = 256 - dsp.time_const;
 160         dsp.freq = (1000000 + (tmp / 2)) / tmp;
 161     }
 162     bps = 1 << (16 == dsp.fmt_bits);
 163
 164     if (-1 != dma_len)
 165         dsp.dma_buffer_size = (dma_len + 1) * bps;
 166
 167     linfo ("frequency %d, stereo %d, signed %d, bits %d, size %d, auto %d\n",
 168            dsp.freq, dsp.fmt_stereo, dsp.fmt_signed, dsp.fmt_bits,
 169            dsp.dma_buffer_size, dsp.dma_auto);
 170
 171     if (16 == dsp.fmt_bits) {
 172         if (dsp.fmt_signed) {
 173             fmt = AUD_FMT_S16;
 174         }
 175         else {
 176             fmt = AUD_FMT_U16;
 177         }
 178     }
 179     else {
 180         if (dsp.fmt_signed) {
 181             fmt = AUD_FMT_S8;
 182         }
 183         else {
 184             fmt = AUD_FMT_U8;
 185         }
 186     }
 187
 188     dsp.dma_pos = 0;
 189     dsp.left_till_irq = dsp.dma_buffer_size;
 190
 191     if (sb.mix_block) {
 192         mix_block = sb.mix_block;
 193     }
 194     else {
 195         int align;
 196
 197         align = bps << dsp.fmt_stereo;
 198         mix_block = ((dsp.freq * align) / 100) & ~(align - 1);
 199     }
 200
 201     AUD_reset (dsp.freq, 1 << dsp.fmt_stereo, fmt);
 202     control (1);
 203     dsp.speaker = 1;
 204 }
 205
 206 static void command (uint8_t cmd)
 207 {
 208     char *msg;
 209
 210     msg = (char *) -1;
 211
 212     linfo ("%#x\n", cmd);
 213
 214     if (cmd > 0xaf && cmd < 0xd0) {
 215         if (cmd & 8)
 216             goto error;
 217
 218         switch (cmd >> 4) {
 219         case 11:
 220         case 12:
 221             break;
 222         default:
 223             msg = "wrong bits";
 224             goto error;
 225         }
 226         dsp.needed_bytes = 3;
 227     }
 228     else {
 229         switch (cmd) {
 230         case 0x00:
 231         case 0x03:
 232         case 0xe7:
 233             /* IMS uses those when probing for sound devices */
 234             return;
 235
 236         case 0x10:
 237             dsp.needed_bytes = 1;
 238             break;
 239
 240         case 0x14:
 241             dsp.needed_bytes = 2;
 242             dsp.dma_buffer_size = 0;
 243             break;
 244
 245         case 0x20:
 246             dsp.out_data[dsp.out_data_len++] = 0xff;
 247             break;
 248
 249         case 0x35:
 250             lwarn ("MIDI commands not implemented\n");
 251             break;
 252
 253         case 0x40:
 254             dsp.freq = -1;
 255             dsp.time_const = -1;
 256             dsp.needed_bytes = 1;
 257             break;
 258
 259         case 0x41:
 260         case 0x42:
 261             dsp.freq = -1;
 262             dsp.time_const = -1;
 263             dsp.needed_bytes = 2;
 264             break;
 265
 266         case 0x47:                /* Continue Auto-Initialize DMA 16bit */
 267             break;
 268
 269         case 0x48:
 270             dsp.needed_bytes = 2;
 271             break;
 272
 273         case 0x27:                /* ????????? */
 274         case 0x4e:
 275             return;
 276
 277         case 0x80:
 278             cmd = nocmd;
 279             break;
 280
 281         case 0x90:
 282         case 0x91:
 283             {
 284                 uint8_t d0;
 285
 286                 d0 = 4;
 287                 if (dsp.fmt_signed) d0 |= 16;
 288                 if (dsp.fmt_stereo) d0 |= 32;
 289                 dma_cmd (cmd == 0x90 ? 0xc4 : 0xc0, d0, -1);
 290                 cmd = nocmd;
 291                 break;
 292             }
 293
 294         case 0xd0:                /* XXX */
 295             control (0);
 296             return;
 297
 298         case 0xd1:
 299             dsp.speaker = 1;
 300             break;
 301
 302         case 0xd3:
 303             dsp.speaker = 0;
 304             return;
 305
 306         case 0xd4:
 307             control (1);
 308             break;
 309
 310         case 0xd5:
 311             control (0);
 312             break;
 313
 314         case 0xd6:
 315             control (1);
 316             break;
 317
 318         case 0xd9:
 319             control (0);
 320             dsp.dma_auto = 0;
 321             return;
 322
 323         case 0xda:
 324             control (0);
 325             dsp.dma_auto = 0;
 326             break;
 327
 328         case 0xe0:
 329             dsp.needed_bytes = 1;
 330             break;
 331
 332         case 0xe1:
 333             dsp.out_data[dsp.out_data_len++] = sb.ver_lo;
 334             dsp.out_data[dsp.out_data_len++] = sb.ver_hi;
 335             return;
 336
 337         case 0xf2:
 338             dsp.out_data[dsp.out_data_len++] = 0xaa;
 339             mixer.regs[0x82] |= mixer.regs[0x80];
 340             pic_set_irq (sb.irq, 1);
 341             return;
 342
 343         default:
 344             msg = "is unknown";
 345             goto error;
 346         }
 347     }
 348     dsp.cmd = cmd;
 349     return;
 350
 351  error:
 352     Fail ("%#x %s", cmd, msg);
 353     return;
 354 }
 355
 356 static void complete (void)
 357 {
 358     linfo ("complete command %#x, in_index %d, needed_bytes %d\n",
 359            dsp.cmd, dsp.in_index, dsp.needed_bytes);
 360
 361     if (dsp.cmd > 0xaf && dsp.cmd < 0xd0) {
 362         int d0, d1, d2;
 363
 364         d0 = dsp.in_data[0];
 365         d1 = dsp.in_data[1];
 366         d2 = dsp.in_data[2];
 367
 368         ldebug ("d0 = %d, d1 = %d, d2 = %d\n",
 369                 d0, d1, d2);
 370         dma_cmd (dsp.cmd, d0, d1 + (d2 << 8));
 371     }
 372     else {
 373         switch (dsp.cmd) {
 374
 375         case 0x10:
 376             break;
 377
 378         case 0x14:
 379             {
 380                 int d0, d1;
 381                 int save_left;
 382                 int save_pos;
 383
 384                 d0 = dsp.in_data[0];
 385                 d1 = dsp.in_data[1];
 386
 387                 save_left = dsp.left_till_irq;
 388                 save_pos = dsp.dma_pos;
 389                 dma_cmd (0xc0, 0, d0 + (d1 << 8));
 390                 dsp.left_till_irq = save_left;
 391                 dsp.dma_pos = save_pos;
 392
 393                 linfo ("set buffer size data[%d, %d] %d pos %d\n",
 394                        d0, d1, dsp.dma_buffer_size, dsp.dma_pos);
 395                 break;
 396             }
 397
 398         case 0x40:
 399             dsp.time_const = dsp.in_data[0];
 400             linfo ("set time const %d\n", dsp.time_const);
 401             break;
 402
 403         case 0x41:
 404         case 0x42:
 405             dsp.freq = dsp.in_data[1] + (dsp.in_data[0] << 8);
 406             linfo ("set freq %#x, %#x = %d\n",
 407                    dsp.in_data[1], dsp.in_data[0], dsp.freq);
 408             break;
 409
 410         case 0x48:
 411             dsp.dma_buffer_size = dsp.in_data[1] + (dsp.in_data[0] << 8);
 412             linfo ("set dma len %#x, %#x = %d\n",
 413                    dsp.in_data[1], dsp.in_data[0], dsp.dma_buffer_size);
 414             break;
 415
 416         case 0xe0:
 417             dsp.out_data_len = 1;
 418             linfo ("data = %#x\n", dsp.in_data[0]);
 419             dsp.out_data[0] = dsp.in_data[0] ^ 0xff;
 420             break;
 421
 422         default:
 423             goto error;
 424         }
 425     }
 426
 427     dsp.cmd = -1;
 428     return;
 429
 430  error:
 431     Fail ("unrecognized command %#x", dsp.cmd);
 432 }
 433
 434 static IO_WRITE_PROTO (dsp_write)
 435 {
 436     int iport;
 437
 438     iport = nport - sb.port;
 439
 440     switch (iport) {
 441     case 0x6:
 442         if (0 == val)
 443             dsp.v2x6 = 0;
 444         else if ((1 == val) && (0 == dsp.v2x6)) {
 445             dsp.v2x6 = 1;
 446             dsp.out_data[dsp.out_data_len++] = 0xaa;
 447         }
 448         else
 449             dsp.v2x6 = ~0;
 450         break;
 451
 452     case 0xc:                   /* write data or command | write status */
 453         if (0 == dsp.needed_bytes) {
 454             command (val);
 455             if (0 == dsp.needed_bytes) {
 456                 log_dsp (__func__);
 457             }
 458         }
 459         else {
 460             dsp.in_data[dsp.in_index++] = val;
 461             if (dsp.in_index == dsp.needed_bytes) {
 462                 dsp.needed_bytes = 0;
 463                 dsp.in_index = 0;
 464                 complete ();
 465                 log_dsp (__func__);
 466             }
 467         }
 468         break;
 469
 470     default:
 471         Fail ("(nport=%#x, val=%#x)", nport, val);
 472     }
 473 }
 474
 475 static IO_READ_PROTO (dsp_read)
 476 {
 477     char *msg;
 478     int iport, retval;
 479
 480     msg = (char *) -1;
 481     iport = nport - sb.port;
 482
 483     switch (iport) {
 484
 485     case 0x6:                   /* reset */
 486         return 0;
 487
 488     case 0xa:                   /* read data */
 489         if (dsp.out_data_len) {
 490             retval = dsp.out_data[--dsp.out_data_len];
 491         }
 492         else {
 493 #if 1
 494             lwarn ("empty output buffer\n");
 495             retval = 0;
 496 #else
 497             msg = "empty output buffer";
 498             goto error;
 499 #endif
 500         }
 501         break;
 502
 503     case 0xc:                   /* 0 can write */
 504         retval = 0;
 505         break;
 506
 507     case 0xd:                   /* timer interrupt clear */
 508         goto error;
 509
 510     case 0xe:                   /* data available status | irq 8 ack */
 511         /* XXX drop pic irq line here? */
 512         ldebug ("8 ack\n");
 513         retval = (0 == dsp.out_data_len) ? 0 : 0x80;
 514         mixer.regs[0x82] &= ~mixer.regs[0x80];
 515         pic_set_irq (sb.irq, 0);
 516         break;
 517
 518     case 0xf:                   /* irq 16 ack */
 519         /* XXX drop pic irq line here? */
 520         ldebug ("16 ack\n");
 521         retval = 0xff;
 522         mixer.regs[0x82] &= ~mixer.regs[0x80];
 523         pic_set_irq (sb.irq, 0);
 524         break;
 525
 526     default:
 527         goto error;
 528     }
 529
 530     if ((0xc != iport) && (0xe != iport)) {
 531         ldebug ("nport=%#x iport %#x = %#x\n",
 532                 nport, iport, retval);
 533     }
 534
 535     return retval;
 536
 537  error:
 538     Fail ("(nport=%#x) %s",  nport, msg);
 539 }
 540
 541 static IO_WRITE_PROTO(mixer_write_indexb)
 542 {
 543     mixer.nreg = val & 0xff;
 544 }
 545
 546 static IO_WRITE_PROTO(mixer_write_datab)
 547 {
 548     mixer.regs[mixer.nreg] = val;
 549 }
 550
 551 static IO_WRITE_PROTO(mixer_write_indexw)
 552 {
 553     mixer_write_indexb (opaque, nport, val & 0xff);
 554     mixer_write_datab (opaque, nport, (val >> 8) & 0xff);
 555 }
 556
 557 static IO_READ_PROTO(mixer_read)
 558 {
 559     return mixer.regs[mixer.nreg];
 560 }
 561
 562 void SB16_run (void)
 563 {
 564     if (0 == dsp.speaker)
 565         return;
 566
 567     AUD_run ();
 568 }
 569
 570 static int write_audio (uint32_t addr, int len, int size)
 571 {
 572     int temp, net;
 573     uint8_t tmpbuf[4096];
 574
 575     temp = size;
 576
 577     net = 0;
 578
 579     while (temp) {
 580         int left_till_end;
 581         int to_copy;
 582         int copied;
 583
 584         left_till_end = len - dsp.dma_pos;
 585
 586         to_copy = MIN (temp, left_till_end);
 587         if (to_copy > sizeof(tmpbuf))
 588             to_copy = sizeof(tmpbuf);
 589         cpu_physical_memory_read(addr + dsp.dma_pos, tmpbuf, to_copy);
 590         copied = AUD_write (tmpbuf, to_copy);
 591
 592         temp -= copied;
 593         dsp.dma_pos += copied;
 594
 595         if (dsp.dma_pos == len) {
 596             dsp.dma_pos = 0;
 597         }
 598
 599         net += copied;
 600
 601         if (copied != to_copy)
 602             return net;
 603     }
 604
 605     return net;
 606 }
 607
 608 static int SB_read_DMA (void *opaque, target_ulong addr, int size)
 609 {
 610     int free, till, copy, written;
 611
 612     if (0 == dsp.speaker)
 613         return 0;
 614
 615     if (dsp.left_till_irq < 0) {
 616         dsp.left_till_irq += dsp.dma_buffer_size;
 617         return dsp.dma_pos;
 618     }
 619
 620     free = AUD_get_free ();
 621
 622     if ((free <= 0) || (0 == size)) {
 623         return dsp.dma_pos;
 624     }
 625
 626     if (mix_block > 0) {
 627         copy = MIN (free, mix_block);
 628     }
 629     else {
 630         copy = free;
 631     }
 632
 633     till = dsp.left_till_irq;
 634
 635     ldebug ("addr:%#010x free:%d till:%d size:%d\n",
 636             addr, free, till, size);
 637     if (till <= copy) {
 638         if (0 == dsp.dma_auto) {
 639             copy = till;
 640         }
 641     }
 642
 643     written = write_audio (addr, size, copy);
 644     dsp.left_till_irq -= written;
 645     AUD_adjust_estimate (free - written);
 646
 647     if (dsp.left_till_irq <= 0) {
 648         mixer.regs[0x82] |= mixer.regs[0x80];
 649         if (0 == noirq) {
 650             ldebug ("request irq\n");
 651             pic_set_irq(sb.irq, 1);
 652         }
 653
 654         if (0 == dsp.dma_auto) {
 655             control (0);
 656         }
 657     }
 658
 659     ldebug ("pos %5d free %5d size %5d till % 5d copy %5d dma size %5d\n",
 660             dsp.dma_pos, free, size, dsp.left_till_irq, copy,
 661             dsp.dma_buffer_size);
 662
 663     if (dsp.left_till_irq <= 0) {
 664         dsp.left_till_irq += dsp.dma_buffer_size;
 665     }
 666
 667     return dsp.dma_pos;
 668 }
 669
 670 static int magic_of_irq (int irq)
 671 {
 672     switch (irq) {
 673     case 2:
 674         return 1;
 675     case 5:
 676         return 2;
 677     case 7:
 678         return 4;
 679     case 10:
 680         return 8;
 681     default:
 682         log ("bad irq %d\n", irq);
 683         return 2;
 684     }
 685 }
 686
 687 static int irq_of_magic (int magic)
 688 {
 689     switch (magic) {
 690     case 1:
 691         return 2;
 692     case 2:
 693         return 5;
 694     case 4:
 695         return 7;
 696     case 8:
 697         return 10;
 698     default:
 699         log ("bad irq magic %d\n", magic);
 700         return 2;
 701     }
 702 }
 703
 704 void SB16_init (void)
 705 {
 706     int i;
 707     static const uint8_t dsp_write_ports[] = {0x6, 0xc};
 708     static const uint8_t dsp_read_ports[] = {0x6, 0xa, 0xc, 0xd, 0xe, 0xf};
 709
 710     mixer.regs[0x0e] = ~0;
 711     mixer.regs[0x80] = magic_of_irq (sb.irq);
 712     mixer.regs[0x81] = 0x20 | (sb.dma << 1);
 713
 714     DEREF (irq_of_magic);
 715
 716     for (i = 0x30; i < 0x48; i++) {
 717         mixer.regs[i] = 0x20;
 718     }
 719
 720     for (i = 0; i < LENOFA (dsp_write_ports); i++) {
 721         register_ioport_write (sb.port + dsp_write_ports[i], 1, 1, dsp_write, NULL);
 722     }
 723
 724     for (i = 0; i < LENOFA (dsp_read_ports); i++) {
 725         register_ioport_read (sb.port + dsp_read_ports[i], 1, 1, dsp_read, NULL);
 726     }
 727
 728     register_ioport_write (sb.port + 0x4, 1, 1, mixer_write_indexb, NULL);
 729     register_ioport_write (sb.port + 0x4, 1, 2, mixer_write_indexw, NULL);
 730     register_ioport_read (sb.port + 0x5, 1, 1, mixer_read, NULL);
 731     register_ioport_write (sb.port + 0x5, 1, 1, mixer_write_datab, NULL);
 732
 733     DMA_register_channel (sb.hdma, SB_read_DMA, NULL);
 734     DMA_register_channel (sb.dma, SB_read_DMA, NULL);
 735 }