xref: /freebsd/usr.sbin/bhyve/uart_emul.c (revision 00ef17befe9ae904871c1fc31f4fb9fd61b0d32d)
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28ea7f1c8cSNeel Natu  */
29ea7f1c8cSNeel Natu 
30ea7f1c8cSNeel Natu #include <sys/cdefs.h>
31ea7f1c8cSNeel Natu __FBSDID("$FreeBSD$");
32ea7f1c8cSNeel Natu 
33ea7f1c8cSNeel Natu #include <sys/types.h>
34ea7f1c8cSNeel Natu #include <dev/ic/ns16550.h>
35*00ef17beSBartek Rutkowski #ifndef WITHOUT_CAPSICUM
36*00ef17beSBartek Rutkowski #include <sys/capsicum.h>
37*00ef17beSBartek Rutkowski #include <capsicum_helpers.h>
38*00ef17beSBartek Rutkowski #endif
39ea7f1c8cSNeel Natu 
40ea7f1c8cSNeel Natu #include <stdio.h>
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42ea7f1c8cSNeel Natu #include <assert.h>
43*00ef17beSBartek Rutkowski #include <err.h>
44*00ef17beSBartek Rutkowski #include <errno.h>
456380102cSPeter Grehan #include <fcntl.h>
46ea7f1c8cSNeel Natu #include <termios.h>
47ea7f1c8cSNeel Natu #include <unistd.h>
48ea7f1c8cSNeel Natu #include <stdbool.h>
49ea7f1c8cSNeel Natu #include <string.h>
50ea7f1c8cSNeel Natu #include <pthread.h>
51*00ef17beSBartek Rutkowski #include <sysexits.h>
52ea7f1c8cSNeel Natu 
53ea7f1c8cSNeel Natu #include "mevent.h"
54ea7f1c8cSNeel Natu #include "uart_emul.h"
55ea7f1c8cSNeel Natu 
56ea7f1c8cSNeel Natu #define	COM1_BASE      	0x3F8
57ea7f1c8cSNeel Natu #define COM1_IRQ	4
58ea7f1c8cSNeel Natu #define	COM2_BASE      	0x2F8
59ea7f1c8cSNeel Natu #define COM2_IRQ	3
60ea7f1c8cSNeel Natu 
61ea7f1c8cSNeel Natu #define	DEFAULT_RCLK	1843200
62ea7f1c8cSNeel Natu #define	DEFAULT_BAUD	9600
63ea7f1c8cSNeel Natu 
64ea7f1c8cSNeel Natu #define	FCR_RX_MASK	0xC0
65ea7f1c8cSNeel Natu 
66ea7f1c8cSNeel Natu #define	MCR_OUT1	0x04
67ea7f1c8cSNeel Natu #define	MCR_OUT2	0x08
68ea7f1c8cSNeel Natu 
69ea7f1c8cSNeel Natu #define	MSR_DELTA_MASK	0x0f
70ea7f1c8cSNeel Natu 
71ea7f1c8cSNeel Natu #ifndef REG_SCR
72ea7f1c8cSNeel Natu #define REG_SCR		com_scr
73ea7f1c8cSNeel Natu #endif
74ea7f1c8cSNeel Natu 
75ea7f1c8cSNeel Natu #define	FIFOSZ	16
76ea7f1c8cSNeel Natu 
77ea7f1c8cSNeel Natu static bool uart_stdio;		/* stdio in use for i/o */
786380102cSPeter Grehan static struct termios tio_stdio_orig;
79ea7f1c8cSNeel Natu 
80ea7f1c8cSNeel Natu static struct {
81ea7f1c8cSNeel Natu 	int	baseaddr;
82ea7f1c8cSNeel Natu 	int	irq;
83ea7f1c8cSNeel Natu 	bool	inuse;
84ea7f1c8cSNeel Natu } uart_lres[] = {
85ea7f1c8cSNeel Natu 	{ COM1_BASE, COM1_IRQ, false},
86ea7f1c8cSNeel Natu 	{ COM2_BASE, COM2_IRQ, false},
87ea7f1c8cSNeel Natu };
88ea7f1c8cSNeel Natu 
89ea7f1c8cSNeel Natu #define	UART_NLDEVS	(sizeof(uart_lres) / sizeof(uart_lres[0]))
90ea7f1c8cSNeel Natu 
91ea7f1c8cSNeel Natu struct fifo {
92ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t	buf[FIFOSZ];
93ea7f1c8cSNeel Natu 	int	rindex;		/* index to read from */
94ea7f1c8cSNeel Natu 	int	windex;		/* index to write to */
95ea7f1c8cSNeel Natu 	int	num;		/* number of characters in the fifo */
96ea7f1c8cSNeel Natu 	int	size;		/* size of the fifo */
97ea7f1c8cSNeel Natu };
98ea7f1c8cSNeel Natu 
996380102cSPeter Grehan struct ttyfd {
1006380102cSPeter Grehan 	bool	opened;
1016380102cSPeter Grehan 	int	fd;		/* tty device file descriptor */
1026380102cSPeter Grehan 	struct termios tio_orig, tio_new;    /* I/O Terminals */
1036380102cSPeter Grehan };
1046380102cSPeter Grehan 
105ea7f1c8cSNeel Natu struct uart_softc {
106ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_t mtx;	/* protects all softc elements */
107ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t	data;		/* Data register (R/W) */
108ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t ier;		/* Interrupt enable register (R/W) */
109ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t lcr;		/* Line control register (R/W) */
110ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t mcr;		/* Modem control register (R/W) */
111ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t lsr;		/* Line status register (R/W) */
112ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t msr;		/* Modem status register (R/W) */
113ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t fcr;		/* FIFO control register (W) */
114ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t scr;		/* Scratch register (R/W) */
115ea7f1c8cSNeel Natu 
116ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t dll;		/* Baudrate divisor latch LSB */
117ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t dlh;		/* Baudrate divisor latch MSB */
118ea7f1c8cSNeel Natu 
119ea7f1c8cSNeel Natu 	struct fifo rxfifo;
1202bd073e1SNeel Natu 	struct mevent *mev;
121ea7f1c8cSNeel Natu 
1226380102cSPeter Grehan 	struct ttyfd tty;
123ea7f1c8cSNeel Natu 	bool	thre_int_pending;	/* THRE interrupt pending */
124ea7f1c8cSNeel Natu 
125ea7f1c8cSNeel Natu 	void	*arg;
126ea7f1c8cSNeel Natu 	uart_intr_func_t intr_assert;
127ea7f1c8cSNeel Natu 	uart_intr_func_t intr_deassert;
128ea7f1c8cSNeel Natu };
129ea7f1c8cSNeel Natu 
130ea7f1c8cSNeel Natu static void uart_drain(int fd, enum ev_type ev, void *arg);
131ea7f1c8cSNeel Natu 
132ea7f1c8cSNeel Natu static void
133ea7f1c8cSNeel Natu ttyclose(void)
134ea7f1c8cSNeel Natu {
135ea7f1c8cSNeel Natu 
1366380102cSPeter Grehan 	tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &tio_stdio_orig);
137ea7f1c8cSNeel Natu }
138ea7f1c8cSNeel Natu 
139ea7f1c8cSNeel Natu static void
1406380102cSPeter Grehan ttyopen(struct ttyfd *tf)
141ea7f1c8cSNeel Natu {
142ea7f1c8cSNeel Natu 
1436380102cSPeter Grehan 	tcgetattr(tf->fd, &tf->tio_orig);
144ea7f1c8cSNeel Natu 
1456380102cSPeter Grehan 	tf->tio_new = tf->tio_orig;
1466380102cSPeter Grehan 	cfmakeraw(&tf->tio_new);
1476380102cSPeter Grehan 	tf->tio_new.c_cflag |= CLOCAL;
1486380102cSPeter Grehan 	tcsetattr(tf->fd, TCSANOW, &tf->tio_new);
149ea7f1c8cSNeel Natu 
1506380102cSPeter Grehan 	if (tf->fd == STDIN_FILENO) {
1516380102cSPeter Grehan 		tio_stdio_orig = tf->tio_orig;
152ea7f1c8cSNeel Natu 		atexit(ttyclose);
153ea7f1c8cSNeel Natu 	}
1546380102cSPeter Grehan }
155ea7f1c8cSNeel Natu 
156ea7f1c8cSNeel Natu static int
1576380102cSPeter Grehan ttyread(struct ttyfd *tf)
158ea7f1c8cSNeel Natu {
1592bd073e1SNeel Natu 	unsigned char rb;
160ea7f1c8cSNeel Natu 
1612bd073e1SNeel Natu 	if (read(tf->fd, &rb, 1) == 1)
1622bd073e1SNeel Natu 		return (rb);
1632bd073e1SNeel Natu 	else
164ea7f1c8cSNeel Natu 		return (-1);
165ea7f1c8cSNeel Natu }
166ea7f1c8cSNeel Natu 
167ea7f1c8cSNeel Natu static void
1686380102cSPeter Grehan ttywrite(struct ttyfd *tf, unsigned char wb)
169ea7f1c8cSNeel Natu {
170ea7f1c8cSNeel Natu 
1716380102cSPeter Grehan 	(void)write(tf->fd, &wb, 1);
172ea7f1c8cSNeel Natu }
173ea7f1c8cSNeel Natu 
174ea7f1c8cSNeel Natu static void
1752bd073e1SNeel Natu rxfifo_reset(struct uart_softc *sc, int size)
176ea7f1c8cSNeel Natu {
1772bd073e1SNeel Natu 	char flushbuf[32];
1782bd073e1SNeel Natu 	struct fifo *fifo;
1792bd073e1SNeel Natu 	ssize_t nread;
1802bd073e1SNeel Natu 	int error;
181ea7f1c8cSNeel Natu 
1822bd073e1SNeel Natu 	fifo = &sc->rxfifo;
183ea7f1c8cSNeel Natu 	bzero(fifo, sizeof(struct fifo));
184ea7f1c8cSNeel Natu 	fifo->size = size;
1852bd073e1SNeel Natu 
1862bd073e1SNeel Natu 	if (sc->tty.opened) {
1872bd073e1SNeel Natu 		/*
1882bd073e1SNeel Natu 		 * Flush any unread input from the tty buffer.
1892bd073e1SNeel Natu 		 */
1902bd073e1SNeel Natu 		while (1) {
1912bd073e1SNeel Natu 			nread = read(sc->tty.fd, flushbuf, sizeof(flushbuf));
1922bd073e1SNeel Natu 			if (nread != sizeof(flushbuf))
1932bd073e1SNeel Natu 				break;
1942bd073e1SNeel Natu 		}
1952bd073e1SNeel Natu 
1962bd073e1SNeel Natu 		/*
1972bd073e1SNeel Natu 		 * Enable mevent to trigger when new characters are available
1982bd073e1SNeel Natu 		 * on the tty fd.
1992bd073e1SNeel Natu 		 */
2002bd073e1SNeel Natu 		error = mevent_enable(sc->mev);
2012bd073e1SNeel Natu 		assert(error == 0);
2022bd073e1SNeel Natu 	}
203ea7f1c8cSNeel Natu }
204ea7f1c8cSNeel Natu 
205ea7f1c8cSNeel Natu static int
2062bd073e1SNeel Natu rxfifo_available(struct uart_softc *sc)
207ea7f1c8cSNeel Natu {
2082bd073e1SNeel Natu 	struct fifo *fifo;
2092bd073e1SNeel Natu 
2102bd073e1SNeel Natu 	fifo = &sc->rxfifo;
2112bd073e1SNeel Natu 	return (fifo->num < fifo->size);
2122bd073e1SNeel Natu }
2132bd073e1SNeel Natu 
2142bd073e1SNeel Natu static int
2152bd073e1SNeel Natu rxfifo_putchar(struct uart_softc *sc, uint8_t ch)
2162bd073e1SNeel Natu {
2172bd073e1SNeel Natu 	struct fifo *fifo;
2182bd073e1SNeel Natu 	int error;
2192bd073e1SNeel Natu 
2202bd073e1SNeel Natu 	fifo = &sc->rxfifo;
221ea7f1c8cSNeel Natu 
222ea7f1c8cSNeel Natu 	if (fifo->num < fifo->size) {
223ea7f1c8cSNeel Natu 		fifo->buf[fifo->windex] = ch;
224ea7f1c8cSNeel Natu 		fifo->windex = (fifo->windex + 1) % fifo->size;
225ea7f1c8cSNeel Natu 		fifo->num++;
2262bd073e1SNeel Natu 		if (!rxfifo_available(sc)) {
2272bd073e1SNeel Natu 			if (sc->tty.opened) {
2282bd073e1SNeel Natu 				/*
2292bd073e1SNeel Natu 				 * Disable mevent callback if the FIFO is full.
2302bd073e1SNeel Natu 				 */
2312bd073e1SNeel Natu 				error = mevent_disable(sc->mev);
2322bd073e1SNeel Natu 				assert(error == 0);
2332bd073e1SNeel Natu 			}
2342bd073e1SNeel Natu 		}
235ea7f1c8cSNeel Natu 		return (0);
236ea7f1c8cSNeel Natu 	} else
237ea7f1c8cSNeel Natu 		return (-1);
238ea7f1c8cSNeel Natu }
239ea7f1c8cSNeel Natu 
240ea7f1c8cSNeel Natu static int
2412bd073e1SNeel Natu rxfifo_getchar(struct uart_softc *sc)
242ea7f1c8cSNeel Natu {
2432bd073e1SNeel Natu 	struct fifo *fifo;
2442bd073e1SNeel Natu 	int c, error, wasfull;
245ea7f1c8cSNeel Natu 
2462bd073e1SNeel Natu 	wasfull = 0;
2472bd073e1SNeel Natu 	fifo = &sc->rxfifo;
248ea7f1c8cSNeel Natu 	if (fifo->num > 0) {
2492bd073e1SNeel Natu 		if (!rxfifo_available(sc))
2502bd073e1SNeel Natu 			wasfull = 1;
251ea7f1c8cSNeel Natu 		c = fifo->buf[fifo->rindex];
252ea7f1c8cSNeel Natu 		fifo->rindex = (fifo->rindex + 1) % fifo->size;
253ea7f1c8cSNeel Natu 		fifo->num--;
2542bd073e1SNeel Natu 		if (wasfull) {
2552bd073e1SNeel Natu 			if (sc->tty.opened) {
2562bd073e1SNeel Natu 				error = mevent_enable(sc->mev);
2572bd073e1SNeel Natu 				assert(error == 0);
2582bd073e1SNeel Natu 			}
2592bd073e1SNeel Natu 		}
260ea7f1c8cSNeel Natu 		return (c);
261ea7f1c8cSNeel Natu 	} else
262ea7f1c8cSNeel Natu 		return (-1);
263ea7f1c8cSNeel Natu }
264ea7f1c8cSNeel Natu 
265ea7f1c8cSNeel Natu static int
2662bd073e1SNeel Natu rxfifo_numchars(struct uart_softc *sc)
267ea7f1c8cSNeel Natu {
2682bd073e1SNeel Natu 	struct fifo *fifo = &sc->rxfifo;
269ea7f1c8cSNeel Natu 
270ea7f1c8cSNeel Natu 	return (fifo->num);
271ea7f1c8cSNeel Natu }
272ea7f1c8cSNeel Natu 
273ea7f1c8cSNeel Natu static void
274ea7f1c8cSNeel Natu uart_opentty(struct uart_softc *sc)
275ea7f1c8cSNeel Natu {
276ea7f1c8cSNeel Natu 
2776380102cSPeter Grehan 	ttyopen(&sc->tty);
2782bd073e1SNeel Natu 	sc->mev = mevent_add(sc->tty.fd, EVF_READ, uart_drain, sc);
2792bd073e1SNeel Natu 	assert(sc->mev != NULL);
280ea7f1c8cSNeel Natu }
281ea7f1c8cSNeel Natu 
282ccfe4c3fSNeel Natu static uint8_t
283ccfe4c3fSNeel Natu modem_status(uint8_t mcr)
284ccfe4c3fSNeel Natu {
285ccfe4c3fSNeel Natu 	uint8_t msr;
286ccfe4c3fSNeel Natu 
287ccfe4c3fSNeel Natu 	if (mcr & MCR_LOOPBACK) {
288ccfe4c3fSNeel Natu 		/*
289ccfe4c3fSNeel Natu 		 * In the loopback mode certain bits from the MCR are
290ccfe4c3fSNeel Natu 		 * reflected back into MSR.
291ccfe4c3fSNeel Natu 		 */
292ccfe4c3fSNeel Natu 		msr = 0;
293ccfe4c3fSNeel Natu 		if (mcr & MCR_RTS)
294ccfe4c3fSNeel Natu 			msr |= MSR_CTS;
295ccfe4c3fSNeel Natu 		if (mcr & MCR_DTR)
296ccfe4c3fSNeel Natu 			msr |= MSR_DSR;
297ccfe4c3fSNeel Natu 		if (mcr & MCR_OUT1)
298ccfe4c3fSNeel Natu 			msr |= MSR_RI;
299ccfe4c3fSNeel Natu 		if (mcr & MCR_OUT2)
300ccfe4c3fSNeel Natu 			msr |= MSR_DCD;
301ccfe4c3fSNeel Natu 	} else {
302ccfe4c3fSNeel Natu 		/*
303ccfe4c3fSNeel Natu 		 * Always assert DCD and DSR so tty open doesn't block
304ccfe4c3fSNeel Natu 		 * even if CLOCAL is turned off.
305ccfe4c3fSNeel Natu 		 */
306ccfe4c3fSNeel Natu 		msr = MSR_DCD | MSR_DSR;
307ccfe4c3fSNeel Natu 	}
308ccfe4c3fSNeel Natu 	assert((msr & MSR_DELTA_MASK) == 0);
309ccfe4c3fSNeel Natu 
310ccfe4c3fSNeel Natu 	return (msr);
311ccfe4c3fSNeel Natu }
312ccfe4c3fSNeel Natu 
313ea7f1c8cSNeel Natu /*
314ea7f1c8cSNeel Natu  * The IIR returns a prioritized interrupt reason:
315ea7f1c8cSNeel Natu  * - receive data available
316ea7f1c8cSNeel Natu  * - transmit holding register empty
317ea7f1c8cSNeel Natu  * - modem status change
318ea7f1c8cSNeel Natu  *
319ea7f1c8cSNeel Natu  * Return an interrupt reason if one is available.
320ea7f1c8cSNeel Natu  */
321ea7f1c8cSNeel Natu static int
322ea7f1c8cSNeel Natu uart_intr_reason(struct uart_softc *sc)
323ea7f1c8cSNeel Natu {
324ea7f1c8cSNeel Natu 
325ea7f1c8cSNeel Natu 	if ((sc->lsr & LSR_OE) != 0 && (sc->ier & IER_ERLS) != 0)
326ea7f1c8cSNeel Natu 		return (IIR_RLS);
3272bd073e1SNeel Natu 	else if (rxfifo_numchars(sc) > 0 && (sc->ier & IER_ERXRDY) != 0)
328ea7f1c8cSNeel Natu 		return (IIR_RXTOUT);
329ea7f1c8cSNeel Natu 	else if (sc->thre_int_pending && (sc->ier & IER_ETXRDY) != 0)
330ea7f1c8cSNeel Natu 		return (IIR_TXRDY);
331ea7f1c8cSNeel Natu 	else if ((sc->msr & MSR_DELTA_MASK) != 0 && (sc->ier & IER_EMSC) != 0)
332ea7f1c8cSNeel Natu 		return (IIR_MLSC);
333ea7f1c8cSNeel Natu 	else
334ea7f1c8cSNeel Natu 		return (IIR_NOPEND);
335ea7f1c8cSNeel Natu }
336ea7f1c8cSNeel Natu 
337ea7f1c8cSNeel Natu static void
338ea7f1c8cSNeel Natu uart_reset(struct uart_softc *sc)
339ea7f1c8cSNeel Natu {
340ea7f1c8cSNeel Natu 	uint16_t divisor;
341ea7f1c8cSNeel Natu 
342ea7f1c8cSNeel Natu 	divisor = DEFAULT_RCLK / DEFAULT_BAUD / 16;
343ea7f1c8cSNeel Natu 	sc->dll = divisor;
344ea7f1c8cSNeel Natu 	sc->dlh = divisor >> 16;
345ccfe4c3fSNeel Natu 	sc->msr = modem_status(sc->mcr);
346ea7f1c8cSNeel Natu 
3472bd073e1SNeel Natu 	rxfifo_reset(sc, 1);	/* no fifo until enabled by software */
348ea7f1c8cSNeel Natu }
349ea7f1c8cSNeel Natu 
350ea7f1c8cSNeel Natu /*
351ea7f1c8cSNeel Natu  * Toggle the COM port's intr pin depending on whether or not we have an
352ea7f1c8cSNeel Natu  * interrupt condition to report to the processor.
353ea7f1c8cSNeel Natu  */
354ea7f1c8cSNeel Natu static void
355ea7f1c8cSNeel Natu uart_toggle_intr(struct uart_softc *sc)
356ea7f1c8cSNeel Natu {
357ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t intr_reason;
358ea7f1c8cSNeel Natu 
359ea7f1c8cSNeel Natu 	intr_reason = uart_intr_reason(sc);
360ea7f1c8cSNeel Natu 
361ea7f1c8cSNeel Natu 	if (intr_reason == IIR_NOPEND)
362ea7f1c8cSNeel Natu 		(*sc->intr_deassert)(sc->arg);
363ea7f1c8cSNeel Natu 	else
364ea7f1c8cSNeel Natu 		(*sc->intr_assert)(sc->arg);
365ea7f1c8cSNeel Natu }
366ea7f1c8cSNeel Natu 
367ea7f1c8cSNeel Natu static void
368ea7f1c8cSNeel Natu uart_drain(int fd, enum ev_type ev, void *arg)
369ea7f1c8cSNeel Natu {
370ea7f1c8cSNeel Natu 	struct uart_softc *sc;
371ea7f1c8cSNeel Natu 	int ch;
372ea7f1c8cSNeel Natu 
373ea7f1c8cSNeel Natu 	sc = arg;
374ea7f1c8cSNeel Natu 
3756380102cSPeter Grehan 	assert(fd == sc->tty.fd);
376ea7f1c8cSNeel Natu 	assert(ev == EVF_READ);
377ea7f1c8cSNeel Natu 
378ea7f1c8cSNeel Natu 	/*
379ea7f1c8cSNeel Natu 	 * This routine is called in the context of the mevent thread
380ea7f1c8cSNeel Natu 	 * to take out the softc lock to protect against concurrent
381ea7f1c8cSNeel Natu 	 * access from a vCPU i/o exit
382ea7f1c8cSNeel Natu 	 */
383ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_lock(&sc->mtx);
384ea7f1c8cSNeel Natu 
385ea7f1c8cSNeel Natu 	if ((sc->mcr & MCR_LOOPBACK) != 0) {
3866380102cSPeter Grehan 		(void) ttyread(&sc->tty);
387ea7f1c8cSNeel Natu 	} else {
3882bd073e1SNeel Natu 		while (rxfifo_available(sc) &&
3896380102cSPeter Grehan 		       ((ch = ttyread(&sc->tty)) != -1)) {
3902bd073e1SNeel Natu 			rxfifo_putchar(sc, ch);
391ea7f1c8cSNeel Natu 		}
392ea7f1c8cSNeel Natu 		uart_toggle_intr(sc);
393ea7f1c8cSNeel Natu 	}
394ea7f1c8cSNeel Natu 
395ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_unlock(&sc->mtx);
396ea7f1c8cSNeel Natu }
397ea7f1c8cSNeel Natu 
398ea7f1c8cSNeel Natu void
399ea7f1c8cSNeel Natu uart_write(struct uart_softc *sc, int offset, uint8_t value)
400ea7f1c8cSNeel Natu {
401ea7f1c8cSNeel Natu 	int fifosz;
402ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t msr;
403ea7f1c8cSNeel Natu 
404ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_lock(&sc->mtx);
405ea7f1c8cSNeel Natu 
406ea7f1c8cSNeel Natu 	/*
407ea7f1c8cSNeel Natu 	 * Take care of the special case DLAB accesses first
408ea7f1c8cSNeel Natu 	 */
409ea7f1c8cSNeel Natu 	if ((sc->lcr & LCR_DLAB) != 0) {
410ea7f1c8cSNeel Natu 		if (offset == REG_DLL) {
411ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->dll = value;
412ea7f1c8cSNeel Natu 			goto done;
413ea7f1c8cSNeel Natu 		}
414ea7f1c8cSNeel Natu 
415ea7f1c8cSNeel Natu 		if (offset == REG_DLH) {
416ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->dlh = value;
417ea7f1c8cSNeel Natu 			goto done;
418ea7f1c8cSNeel Natu 		}
419ea7f1c8cSNeel Natu 	}
420ea7f1c8cSNeel Natu 
421ea7f1c8cSNeel Natu         switch (offset) {
422ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_DATA:
423ea7f1c8cSNeel Natu 		if (sc->mcr & MCR_LOOPBACK) {
4242bd073e1SNeel Natu 			if (rxfifo_putchar(sc, value) != 0)
425ea7f1c8cSNeel Natu 				sc->lsr |= LSR_OE;
4266380102cSPeter Grehan 		} else if (sc->tty.opened) {
4276380102cSPeter Grehan 			ttywrite(&sc->tty, value);
428ea7f1c8cSNeel Natu 		} /* else drop on floor */
429ea7f1c8cSNeel Natu 		sc->thre_int_pending = true;
430ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
431ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_IER:
432ea7f1c8cSNeel Natu 		/*
433ea7f1c8cSNeel Natu 		 * Apply mask so that bits 4-7 are 0
434ea7f1c8cSNeel Natu 		 * Also enables bits 0-3 only if they're 1
435ea7f1c8cSNeel Natu 		 */
436ea7f1c8cSNeel Natu 		sc->ier = value & 0x0F;
437ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
438ea7f1c8cSNeel Natu 		case REG_FCR:
439ea7f1c8cSNeel Natu 			/*
440ea7f1c8cSNeel Natu 			 * When moving from FIFO and 16450 mode and vice versa,
441ea7f1c8cSNeel Natu 			 * the FIFO contents are reset.
442ea7f1c8cSNeel Natu 			 */
443ea7f1c8cSNeel Natu 			if ((sc->fcr & FCR_ENABLE) ^ (value & FCR_ENABLE)) {
444ea7f1c8cSNeel Natu 				fifosz = (value & FCR_ENABLE) ? FIFOSZ : 1;
4452bd073e1SNeel Natu 				rxfifo_reset(sc, fifosz);
446ea7f1c8cSNeel Natu 			}
447ea7f1c8cSNeel Natu 
448ea7f1c8cSNeel Natu 			/*
449ea7f1c8cSNeel Natu 			 * The FCR_ENABLE bit must be '1' for the programming
450ea7f1c8cSNeel Natu 			 * of other FCR bits to be effective.
451ea7f1c8cSNeel Natu 			 */
452ea7f1c8cSNeel Natu 			if ((value & FCR_ENABLE) == 0) {
453ea7f1c8cSNeel Natu 				sc->fcr = 0;
454ea7f1c8cSNeel Natu 			} else {
455ea7f1c8cSNeel Natu 				if ((value & FCR_RCV_RST) != 0)
4562bd073e1SNeel Natu 					rxfifo_reset(sc, FIFOSZ);
457ea7f1c8cSNeel Natu 
458ea7f1c8cSNeel Natu 				sc->fcr = value &
459ea7f1c8cSNeel Natu 					 (FCR_ENABLE | FCR_DMA | FCR_RX_MASK);
460ea7f1c8cSNeel Natu 			}
461ea7f1c8cSNeel Natu 			break;
462ea7f1c8cSNeel Natu 		case REG_LCR:
463ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->lcr = value;
464ea7f1c8cSNeel Natu 			break;
465ea7f1c8cSNeel Natu 		case REG_MCR:
466ea7f1c8cSNeel Natu 			/* Apply mask so that bits 5-7 are 0 */
467ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->mcr = value & 0x1F;
468ccfe4c3fSNeel Natu 			msr = modem_status(sc->mcr);
469ea7f1c8cSNeel Natu 
470ea7f1c8cSNeel Natu 			/*
471ea7f1c8cSNeel Natu 			 * Detect if there has been any change between the
472ea7f1c8cSNeel Natu 			 * previous and the new value of MSR. If there is
473ea7f1c8cSNeel Natu 			 * then assert the appropriate MSR delta bit.
474ea7f1c8cSNeel Natu 			 */
475ea7f1c8cSNeel Natu 			if ((msr & MSR_CTS) ^ (sc->msr & MSR_CTS))
476ea7f1c8cSNeel Natu 				sc->msr |= MSR_DCTS;
477ea7f1c8cSNeel Natu 			if ((msr & MSR_DSR) ^ (sc->msr & MSR_DSR))
478ea7f1c8cSNeel Natu 				sc->msr |= MSR_DDSR;
479ea7f1c8cSNeel Natu 			if ((msr & MSR_DCD) ^ (sc->msr & MSR_DCD))
480ea7f1c8cSNeel Natu 				sc->msr |= MSR_DDCD;
481ea7f1c8cSNeel Natu 			if ((sc->msr & MSR_RI) != 0 && (msr & MSR_RI) == 0)
482ea7f1c8cSNeel Natu 				sc->msr |= MSR_TERI;
483ea7f1c8cSNeel Natu 
484ea7f1c8cSNeel Natu 			/*
485ea7f1c8cSNeel Natu 			 * Update the value of MSR while retaining the delta
486ea7f1c8cSNeel Natu 			 * bits.
487ea7f1c8cSNeel Natu 			 */
488ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->msr &= MSR_DELTA_MASK;
489ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->msr |= msr;
490ea7f1c8cSNeel Natu 			break;
491ea7f1c8cSNeel Natu 		case REG_LSR:
492ea7f1c8cSNeel Natu 			/*
493ea7f1c8cSNeel Natu 			 * Line status register is not meant to be written to
494ea7f1c8cSNeel Natu 			 * during normal operation.
495ea7f1c8cSNeel Natu 			 */
496ea7f1c8cSNeel Natu 			break;
497ea7f1c8cSNeel Natu 		case REG_MSR:
498ea7f1c8cSNeel Natu 			/*
499ea7f1c8cSNeel Natu 			 * As far as I can tell MSR is a read-only register.
500ea7f1c8cSNeel Natu 			 */
501ea7f1c8cSNeel Natu 			break;
502ea7f1c8cSNeel Natu 		case REG_SCR:
503ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->scr = value;
504ea7f1c8cSNeel Natu 			break;
505ea7f1c8cSNeel Natu 		default:
506ea7f1c8cSNeel Natu 			break;
507ea7f1c8cSNeel Natu 	}
508ea7f1c8cSNeel Natu 
509ea7f1c8cSNeel Natu done:
510ea7f1c8cSNeel Natu 	uart_toggle_intr(sc);
511ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_unlock(&sc->mtx);
512ea7f1c8cSNeel Natu }
513ea7f1c8cSNeel Natu 
514ea7f1c8cSNeel Natu uint8_t
515ea7f1c8cSNeel Natu uart_read(struct uart_softc *sc, int offset)
516ea7f1c8cSNeel Natu {
517ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t iir, intr_reason, reg;
518ea7f1c8cSNeel Natu 
519ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_lock(&sc->mtx);
520ea7f1c8cSNeel Natu 
521ea7f1c8cSNeel Natu 	/*
522ea7f1c8cSNeel Natu 	 * Take care of the special case DLAB accesses first
523ea7f1c8cSNeel Natu 	 */
524ea7f1c8cSNeel Natu 	if ((sc->lcr & LCR_DLAB) != 0) {
525ea7f1c8cSNeel Natu 		if (offset == REG_DLL) {
526ea7f1c8cSNeel Natu 			reg = sc->dll;
527ea7f1c8cSNeel Natu 			goto done;
528ea7f1c8cSNeel Natu 		}
529ea7f1c8cSNeel Natu 
530ea7f1c8cSNeel Natu 		if (offset == REG_DLH) {
531ea7f1c8cSNeel Natu 			reg = sc->dlh;
532ea7f1c8cSNeel Natu 			goto done;
533ea7f1c8cSNeel Natu 		}
534ea7f1c8cSNeel Natu 	}
535ea7f1c8cSNeel Natu 
536ea7f1c8cSNeel Natu 	switch (offset) {
537ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_DATA:
5382bd073e1SNeel Natu 		reg = rxfifo_getchar(sc);
539ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
540ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_IER:
541ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = sc->ier;
542ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
543ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_IIR:
544ea7f1c8cSNeel Natu 		iir = (sc->fcr & FCR_ENABLE) ? IIR_FIFO_MASK : 0;
545ea7f1c8cSNeel Natu 
546ea7f1c8cSNeel Natu 		intr_reason = uart_intr_reason(sc);
547ea7f1c8cSNeel Natu 
548ea7f1c8cSNeel Natu 		/*
549ea7f1c8cSNeel Natu 		 * Deal with side effects of reading the IIR register
550ea7f1c8cSNeel Natu 		 */
551ea7f1c8cSNeel Natu 		if (intr_reason == IIR_TXRDY)
552ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->thre_int_pending = false;
553ea7f1c8cSNeel Natu 
554ea7f1c8cSNeel Natu 		iir |= intr_reason;
555ea7f1c8cSNeel Natu 
556ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = iir;
557ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
558ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_LCR:
559ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = sc->lcr;
560ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
561ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_MCR:
562ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = sc->mcr;
563ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
564ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_LSR:
565ea7f1c8cSNeel Natu 		/* Transmitter is always ready for more data */
566ea7f1c8cSNeel Natu 		sc->lsr |= LSR_TEMT | LSR_THRE;
567ea7f1c8cSNeel Natu 
568ea7f1c8cSNeel Natu 		/* Check for new receive data */
5692bd073e1SNeel Natu 		if (rxfifo_numchars(sc) > 0)
570ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->lsr |= LSR_RXRDY;
571ea7f1c8cSNeel Natu 		else
572ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->lsr &= ~LSR_RXRDY;
573ea7f1c8cSNeel Natu 
574ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = sc->lsr;
575ea7f1c8cSNeel Natu 
576ea7f1c8cSNeel Natu 		/* The LSR_OE bit is cleared on LSR read */
577ea7f1c8cSNeel Natu 		sc->lsr &= ~LSR_OE;
578ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
579ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_MSR:
580ea7f1c8cSNeel Natu 		/*
581ea7f1c8cSNeel Natu 		 * MSR delta bits are cleared on read
582ea7f1c8cSNeel Natu 		 */
583ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = sc->msr;
584ea7f1c8cSNeel Natu 		sc->msr &= ~MSR_DELTA_MASK;
585ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
586ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_SCR:
587ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = sc->scr;
588ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
589ea7f1c8cSNeel Natu 	default:
590ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = 0xFF;
591ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
592ea7f1c8cSNeel Natu 	}
593ea7f1c8cSNeel Natu 
594ea7f1c8cSNeel Natu done:
595ea7f1c8cSNeel Natu 	uart_toggle_intr(sc);
596ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_unlock(&sc->mtx);
597ea7f1c8cSNeel Natu 
598ea7f1c8cSNeel Natu 	return (reg);
599ea7f1c8cSNeel Natu }
600ea7f1c8cSNeel Natu 
601ea7f1c8cSNeel Natu int
602ea7f1c8cSNeel Natu uart_legacy_alloc(int which, int *baseaddr, int *irq)
603ea7f1c8cSNeel Natu {
604ea7f1c8cSNeel Natu 
605ea7f1c8cSNeel Natu 	if (which < 0 || which >= UART_NLDEVS || uart_lres[which].inuse)
606ea7f1c8cSNeel Natu 		return (-1);
607ea7f1c8cSNeel Natu 
608ea7f1c8cSNeel Natu 	uart_lres[which].inuse = true;
609ea7f1c8cSNeel Natu 	*baseaddr = uart_lres[which].baseaddr;
610ea7f1c8cSNeel Natu 	*irq = uart_lres[which].irq;
611ea7f1c8cSNeel Natu 
612ea7f1c8cSNeel Natu 	return (0);
613ea7f1c8cSNeel Natu }
614ea7f1c8cSNeel Natu 
615ea7f1c8cSNeel Natu struct uart_softc *
616ea7f1c8cSNeel Natu uart_init(uart_intr_func_t intr_assert, uart_intr_func_t intr_deassert,
617ea7f1c8cSNeel Natu     void *arg)
618ea7f1c8cSNeel Natu {
619ea7f1c8cSNeel Natu 	struct uart_softc *sc;
620ea7f1c8cSNeel Natu 
621994f858aSXin LI 	sc = calloc(1, sizeof(struct uart_softc));
622ea7f1c8cSNeel Natu 
623ea7f1c8cSNeel Natu 	sc->arg = arg;
624ea7f1c8cSNeel Natu 	sc->intr_assert = intr_assert;
625ea7f1c8cSNeel Natu 	sc->intr_deassert = intr_deassert;
626ea7f1c8cSNeel Natu 
627ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_init(&sc->mtx, NULL);
628ea7f1c8cSNeel Natu 
629ea7f1c8cSNeel Natu 	uart_reset(sc);
630ea7f1c8cSNeel Natu 
631ea7f1c8cSNeel Natu 	return (sc);
632ea7f1c8cSNeel Natu }
633ea7f1c8cSNeel Natu 
6346380102cSPeter Grehan static int
6356380102cSPeter Grehan uart_tty_backend(struct uart_softc *sc, const char *opts)
6366380102cSPeter Grehan {
6376380102cSPeter Grehan 	int fd;
6386380102cSPeter Grehan 	int retval;
6396380102cSPeter Grehan 
6406380102cSPeter Grehan 	retval = -1;
6416380102cSPeter Grehan 
642f4959d35SPeter Grehan 	fd = open(opts, O_RDWR | O_NONBLOCK);
6436380102cSPeter Grehan 	if (fd > 0 && isatty(fd)) {
6446380102cSPeter Grehan 		sc->tty.fd = fd;
6456380102cSPeter Grehan 		sc->tty.opened = true;
6466380102cSPeter Grehan 		retval = 0;
6476380102cSPeter Grehan 	}
6486380102cSPeter Grehan 
6496380102cSPeter Grehan 	return (retval);
6506380102cSPeter Grehan }
6516380102cSPeter Grehan 
652ea7f1c8cSNeel Natu int
653ea7f1c8cSNeel Natu uart_set_backend(struct uart_softc *sc, const char *opts)
654ea7f1c8cSNeel Natu {
6556380102cSPeter Grehan 	int retval;
656*00ef17beSBartek Rutkowski #ifndef WITHOUT_CAPSICUM
657*00ef17beSBartek Rutkowski 	cap_rights_t rights;
658*00ef17beSBartek Rutkowski 	cap_ioctl_t cmds[] = { TIOCGETA, TIOCSETA, TIOCGWINSZ };
659*00ef17beSBartek Rutkowski #endif
6606380102cSPeter Grehan 
6616380102cSPeter Grehan 	retval = -1;
6626380102cSPeter Grehan 
663ea7f1c8cSNeel Natu 	if (opts == NULL)
664ea7f1c8cSNeel Natu 		return (0);
665ea7f1c8cSNeel Natu 
6666380102cSPeter Grehan 	if (strcmp("stdio", opts) == 0) {
6676380102cSPeter Grehan 		if (!uart_stdio) {
6686380102cSPeter Grehan 			sc->tty.fd = STDIN_FILENO;
6696380102cSPeter Grehan 			sc->tty.opened = true;
670ea7f1c8cSNeel Natu 			uart_stdio = true;
6716380102cSPeter Grehan 			retval = 0;
6726380102cSPeter Grehan 		}
6736380102cSPeter Grehan 	} else if (uart_tty_backend(sc, opts) == 0) {
6746380102cSPeter Grehan 		retval = 0;
6756380102cSPeter Grehan 	}
6766380102cSPeter Grehan 
6772bd073e1SNeel Natu 	/* Make the backend file descriptor non-blocking */
6782bd073e1SNeel Natu 	if (retval == 0)
6792bd073e1SNeel Natu 		retval = fcntl(sc->tty.fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
6802bd073e1SNeel Natu 
681*00ef17beSBartek Rutkowski #ifndef WITHOUT_CAPSICUM
682*00ef17beSBartek Rutkowski 	cap_rights_init(&rights, CAP_EVENT, CAP_IOCTL, CAP_READ, CAP_WRITE);
683*00ef17beSBartek Rutkowski 	if (cap_rights_limit(sc->tty.fd, &rights) == -1 && errno != ENOSYS)
684*00ef17beSBartek Rutkowski 		errx(EX_OSERR, "Unable to apply rights for sandbox");
685*00ef17beSBartek Rutkowski 	if (cap_ioctls_limit(sc->tty.fd, cmds, nitems(cmds)) == -1 && errno != ENOSYS)
686*00ef17beSBartek Rutkowski 		errx(EX_OSERR, "Unable to apply rights for sandbox");
687*00ef17beSBartek Rutkowski 	if (!uart_stdio) {
688*00ef17beSBartek Rutkowski 		if (caph_limit_stdin() == -1 && errno != ENOSYS)
689*00ef17beSBartek Rutkowski 			errx(EX_OSERR, "Unable to apply rights for sandbox");
690*00ef17beSBartek Rutkowski 	}
691*00ef17beSBartek Rutkowski #endif
692*00ef17beSBartek Rutkowski 
6936380102cSPeter Grehan 	if (retval == 0)
6946380102cSPeter Grehan 		uart_opentty(sc);
6956380102cSPeter Grehan 
6966380102cSPeter Grehan 	return (retval);
697ea7f1c8cSNeel Natu }
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