xref: /freebsd/usr.sbin/bhyve/uart_emul.c (revision ccfe4c3f749a3750bff132ca3979694c2337c1f8)
1ea7f1c8cSNeel Natu /*-
2ea7f1c8cSNeel Natu  * Copyright (c) 2012 NetApp, Inc.
3ea7f1c8cSNeel Natu  * Copyright (c) 2013 Neel Natu <neel@freebsd.org>
4ea7f1c8cSNeel Natu  * All rights reserved.
5ea7f1c8cSNeel Natu  *
6ea7f1c8cSNeel Natu  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7ea7f1c8cSNeel Natu  * modification, are permitted provided that the following conditions
8ea7f1c8cSNeel Natu  * are met:
9ea7f1c8cSNeel Natu  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10ea7f1c8cSNeel Natu  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11ea7f1c8cSNeel Natu  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12ea7f1c8cSNeel Natu  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13ea7f1c8cSNeel Natu  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14ea7f1c8cSNeel Natu  *
15ea7f1c8cSNeel Natu  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY NETAPP, INC ``AS IS'' AND
16ea7f1c8cSNeel Natu  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
17ea7f1c8cSNeel Natu  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
18ea7f1c8cSNeel Natu  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL NETAPP, INC OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
19ea7f1c8cSNeel Natu  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
20ea7f1c8cSNeel Natu  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
21ea7f1c8cSNeel Natu  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
22ea7f1c8cSNeel Natu  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
23ea7f1c8cSNeel Natu  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
24ea7f1c8cSNeel Natu  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
25ea7f1c8cSNeel Natu  * SUCH DAMAGE.
26ea7f1c8cSNeel Natu  *
27ea7f1c8cSNeel Natu  * $FreeBSD$
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>
35ea7f1c8cSNeel Natu 
36ea7f1c8cSNeel Natu #include <stdio.h>
37ea7f1c8cSNeel Natu #include <stdlib.h>
38ea7f1c8cSNeel Natu #include <assert.h>
396380102cSPeter Grehan #include <fcntl.h>
40ea7f1c8cSNeel Natu #include <termios.h>
41ea7f1c8cSNeel Natu #include <unistd.h>
42ea7f1c8cSNeel Natu #include <stdbool.h>
43ea7f1c8cSNeel Natu #include <string.h>
44ea7f1c8cSNeel Natu #include <pthread.h>
45ea7f1c8cSNeel Natu 
46ea7f1c8cSNeel Natu #include "mevent.h"
47ea7f1c8cSNeel Natu #include "uart_emul.h"
48ea7f1c8cSNeel Natu 
49ea7f1c8cSNeel Natu #define	COM1_BASE      	0x3F8
50ea7f1c8cSNeel Natu #define COM1_IRQ	4
51ea7f1c8cSNeel Natu #define	COM2_BASE      	0x2F8
52ea7f1c8cSNeel Natu #define COM2_IRQ	3
53ea7f1c8cSNeel Natu 
54ea7f1c8cSNeel Natu #define	DEFAULT_RCLK	1843200
55ea7f1c8cSNeel Natu #define	DEFAULT_BAUD	9600
56ea7f1c8cSNeel Natu 
57ea7f1c8cSNeel Natu #define	FCR_RX_MASK	0xC0
58ea7f1c8cSNeel Natu 
59ea7f1c8cSNeel Natu #define	MCR_OUT1	0x04
60ea7f1c8cSNeel Natu #define	MCR_OUT2	0x08
61ea7f1c8cSNeel Natu 
62ea7f1c8cSNeel Natu #define	MSR_DELTA_MASK	0x0f
63ea7f1c8cSNeel Natu 
64ea7f1c8cSNeel Natu #ifndef REG_SCR
65ea7f1c8cSNeel Natu #define REG_SCR		com_scr
66ea7f1c8cSNeel Natu #endif
67ea7f1c8cSNeel Natu 
68ea7f1c8cSNeel Natu #define	FIFOSZ	16
69ea7f1c8cSNeel Natu 
70ea7f1c8cSNeel Natu static bool uart_stdio;		/* stdio in use for i/o */
716380102cSPeter Grehan static struct termios tio_stdio_orig;
72ea7f1c8cSNeel Natu 
73ea7f1c8cSNeel Natu static struct {
74ea7f1c8cSNeel Natu 	int	baseaddr;
75ea7f1c8cSNeel Natu 	int	irq;
76ea7f1c8cSNeel Natu 	bool	inuse;
77ea7f1c8cSNeel Natu } uart_lres[] = {
78ea7f1c8cSNeel Natu 	{ COM1_BASE, COM1_IRQ, false},
79ea7f1c8cSNeel Natu 	{ COM2_BASE, COM2_IRQ, false},
80ea7f1c8cSNeel Natu };
81ea7f1c8cSNeel Natu 
82ea7f1c8cSNeel Natu #define	UART_NLDEVS	(sizeof(uart_lres) / sizeof(uart_lres[0]))
83ea7f1c8cSNeel Natu 
84ea7f1c8cSNeel Natu struct fifo {
85ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t	buf[FIFOSZ];
86ea7f1c8cSNeel Natu 	int	rindex;		/* index to read from */
87ea7f1c8cSNeel Natu 	int	windex;		/* index to write to */
88ea7f1c8cSNeel Natu 	int	num;		/* number of characters in the fifo */
89ea7f1c8cSNeel Natu 	int	size;		/* size of the fifo */
90ea7f1c8cSNeel Natu };
91ea7f1c8cSNeel Natu 
926380102cSPeter Grehan struct ttyfd {
936380102cSPeter Grehan 	bool	opened;
946380102cSPeter Grehan 	int	fd;		/* tty device file descriptor */
956380102cSPeter Grehan 	struct termios tio_orig, tio_new;    /* I/O Terminals */
966380102cSPeter Grehan };
976380102cSPeter Grehan 
98ea7f1c8cSNeel Natu struct uart_softc {
99ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_t mtx;	/* protects all softc elements */
100ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t	data;		/* Data register (R/W) */
101ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t ier;		/* Interrupt enable register (R/W) */
102ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t lcr;		/* Line control register (R/W) */
103ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t mcr;		/* Modem control register (R/W) */
104ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t lsr;		/* Line status register (R/W) */
105ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t msr;		/* Modem status register (R/W) */
106ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t fcr;		/* FIFO control register (W) */
107ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t scr;		/* Scratch register (R/W) */
108ea7f1c8cSNeel Natu 
109ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t dll;		/* Baudrate divisor latch LSB */
110ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t dlh;		/* Baudrate divisor latch MSB */
111ea7f1c8cSNeel Natu 
112ea7f1c8cSNeel Natu 	struct fifo rxfifo;
1132bd073e1SNeel Natu 	struct mevent *mev;
114ea7f1c8cSNeel Natu 
1156380102cSPeter Grehan 	struct ttyfd tty;
116ea7f1c8cSNeel Natu 	bool	thre_int_pending;	/* THRE interrupt pending */
117ea7f1c8cSNeel Natu 
118ea7f1c8cSNeel Natu 	void	*arg;
119ea7f1c8cSNeel Natu 	uart_intr_func_t intr_assert;
120ea7f1c8cSNeel Natu 	uart_intr_func_t intr_deassert;
121ea7f1c8cSNeel Natu };
122ea7f1c8cSNeel Natu 
123ea7f1c8cSNeel Natu static void uart_drain(int fd, enum ev_type ev, void *arg);
124ea7f1c8cSNeel Natu 
125ea7f1c8cSNeel Natu static void
126ea7f1c8cSNeel Natu ttyclose(void)
127ea7f1c8cSNeel Natu {
128ea7f1c8cSNeel Natu 
1296380102cSPeter Grehan 	tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &tio_stdio_orig);
130ea7f1c8cSNeel Natu }
131ea7f1c8cSNeel Natu 
132ea7f1c8cSNeel Natu static void
1336380102cSPeter Grehan ttyopen(struct ttyfd *tf)
134ea7f1c8cSNeel Natu {
135ea7f1c8cSNeel Natu 
1366380102cSPeter Grehan 	tcgetattr(tf->fd, &tf->tio_orig);
137ea7f1c8cSNeel Natu 
1386380102cSPeter Grehan 	tf->tio_new = tf->tio_orig;
1396380102cSPeter Grehan 	cfmakeraw(&tf->tio_new);
1406380102cSPeter Grehan 	tf->tio_new.c_cflag |= CLOCAL;
1416380102cSPeter Grehan 	tcsetattr(tf->fd, TCSANOW, &tf->tio_new);
142ea7f1c8cSNeel Natu 
1436380102cSPeter Grehan 	if (tf->fd == STDIN_FILENO) {
1446380102cSPeter Grehan 		tio_stdio_orig = tf->tio_orig;
145ea7f1c8cSNeel Natu 		atexit(ttyclose);
146ea7f1c8cSNeel Natu 	}
1476380102cSPeter Grehan }
148ea7f1c8cSNeel Natu 
149ea7f1c8cSNeel Natu static int
1506380102cSPeter Grehan ttyread(struct ttyfd *tf)
151ea7f1c8cSNeel Natu {
1522bd073e1SNeel Natu 	unsigned char rb;
153ea7f1c8cSNeel Natu 
1542bd073e1SNeel Natu 	if (read(tf->fd, &rb, 1) == 1)
1552bd073e1SNeel Natu 		return (rb);
1562bd073e1SNeel Natu 	else
157ea7f1c8cSNeel Natu 		return (-1);
158ea7f1c8cSNeel Natu }
159ea7f1c8cSNeel Natu 
160ea7f1c8cSNeel Natu static void
1616380102cSPeter Grehan ttywrite(struct ttyfd *tf, unsigned char wb)
162ea7f1c8cSNeel Natu {
163ea7f1c8cSNeel Natu 
1646380102cSPeter Grehan 	(void)write(tf->fd, &wb, 1);
165ea7f1c8cSNeel Natu }
166ea7f1c8cSNeel Natu 
167ea7f1c8cSNeel Natu static void
1682bd073e1SNeel Natu rxfifo_reset(struct uart_softc *sc, int size)
169ea7f1c8cSNeel Natu {
1702bd073e1SNeel Natu 	char flushbuf[32];
1712bd073e1SNeel Natu 	struct fifo *fifo;
1722bd073e1SNeel Natu 	ssize_t nread;
1732bd073e1SNeel Natu 	int error;
174ea7f1c8cSNeel Natu 
1752bd073e1SNeel Natu 	fifo = &sc->rxfifo;
176ea7f1c8cSNeel Natu 	bzero(fifo, sizeof(struct fifo));
177ea7f1c8cSNeel Natu 	fifo->size = size;
1782bd073e1SNeel Natu 
1792bd073e1SNeel Natu 	if (sc->tty.opened) {
1802bd073e1SNeel Natu 		/*
1812bd073e1SNeel Natu 		 * Flush any unread input from the tty buffer.
1822bd073e1SNeel Natu 		 */
1832bd073e1SNeel Natu 		while (1) {
1842bd073e1SNeel Natu 			nread = read(sc->tty.fd, flushbuf, sizeof(flushbuf));
1852bd073e1SNeel Natu 			if (nread != sizeof(flushbuf))
1862bd073e1SNeel Natu 				break;
1872bd073e1SNeel Natu 		}
1882bd073e1SNeel Natu 
1892bd073e1SNeel Natu 		/*
1902bd073e1SNeel Natu 		 * Enable mevent to trigger when new characters are available
1912bd073e1SNeel Natu 		 * on the tty fd.
1922bd073e1SNeel Natu 		 */
1932bd073e1SNeel Natu 		error = mevent_enable(sc->mev);
1942bd073e1SNeel Natu 		assert(error == 0);
1952bd073e1SNeel Natu 	}
196ea7f1c8cSNeel Natu }
197ea7f1c8cSNeel Natu 
198ea7f1c8cSNeel Natu static int
1992bd073e1SNeel Natu rxfifo_available(struct uart_softc *sc)
200ea7f1c8cSNeel Natu {
2012bd073e1SNeel Natu 	struct fifo *fifo;
2022bd073e1SNeel Natu 
2032bd073e1SNeel Natu 	fifo = &sc->rxfifo;
2042bd073e1SNeel Natu 	return (fifo->num < fifo->size);
2052bd073e1SNeel Natu }
2062bd073e1SNeel Natu 
2072bd073e1SNeel Natu static int
2082bd073e1SNeel Natu rxfifo_putchar(struct uart_softc *sc, uint8_t ch)
2092bd073e1SNeel Natu {
2102bd073e1SNeel Natu 	struct fifo *fifo;
2112bd073e1SNeel Natu 	int error;
2122bd073e1SNeel Natu 
2132bd073e1SNeel Natu 	fifo = &sc->rxfifo;
214ea7f1c8cSNeel Natu 
215ea7f1c8cSNeel Natu 	if (fifo->num < fifo->size) {
216ea7f1c8cSNeel Natu 		fifo->buf[fifo->windex] = ch;
217ea7f1c8cSNeel Natu 		fifo->windex = (fifo->windex + 1) % fifo->size;
218ea7f1c8cSNeel Natu 		fifo->num++;
2192bd073e1SNeel Natu 		if (!rxfifo_available(sc)) {
2202bd073e1SNeel Natu 			if (sc->tty.opened) {
2212bd073e1SNeel Natu 				/*
2222bd073e1SNeel Natu 				 * Disable mevent callback if the FIFO is full.
2232bd073e1SNeel Natu 				 */
2242bd073e1SNeel Natu 				error = mevent_disable(sc->mev);
2252bd073e1SNeel Natu 				assert(error == 0);
2262bd073e1SNeel Natu 			}
2272bd073e1SNeel Natu 		}
228ea7f1c8cSNeel Natu 		return (0);
229ea7f1c8cSNeel Natu 	} else
230ea7f1c8cSNeel Natu 		return (-1);
231ea7f1c8cSNeel Natu }
232ea7f1c8cSNeel Natu 
233ea7f1c8cSNeel Natu static int
2342bd073e1SNeel Natu rxfifo_getchar(struct uart_softc *sc)
235ea7f1c8cSNeel Natu {
2362bd073e1SNeel Natu 	struct fifo *fifo;
2372bd073e1SNeel Natu 	int c, error, wasfull;
238ea7f1c8cSNeel Natu 
2392bd073e1SNeel Natu 	wasfull = 0;
2402bd073e1SNeel Natu 	fifo = &sc->rxfifo;
241ea7f1c8cSNeel Natu 	if (fifo->num > 0) {
2422bd073e1SNeel Natu 		if (!rxfifo_available(sc))
2432bd073e1SNeel Natu 			wasfull = 1;
244ea7f1c8cSNeel Natu 		c = fifo->buf[fifo->rindex];
245ea7f1c8cSNeel Natu 		fifo->rindex = (fifo->rindex + 1) % fifo->size;
246ea7f1c8cSNeel Natu 		fifo->num--;
2472bd073e1SNeel Natu 		if (wasfull) {
2482bd073e1SNeel Natu 			if (sc->tty.opened) {
2492bd073e1SNeel Natu 				error = mevent_enable(sc->mev);
2502bd073e1SNeel Natu 				assert(error == 0);
2512bd073e1SNeel Natu 			}
2522bd073e1SNeel Natu 		}
253ea7f1c8cSNeel Natu 		return (c);
254ea7f1c8cSNeel Natu 	} else
255ea7f1c8cSNeel Natu 		return (-1);
256ea7f1c8cSNeel Natu }
257ea7f1c8cSNeel Natu 
258ea7f1c8cSNeel Natu static int
2592bd073e1SNeel Natu rxfifo_numchars(struct uart_softc *sc)
260ea7f1c8cSNeel Natu {
2612bd073e1SNeel Natu 	struct fifo *fifo = &sc->rxfifo;
262ea7f1c8cSNeel Natu 
263ea7f1c8cSNeel Natu 	return (fifo->num);
264ea7f1c8cSNeel Natu }
265ea7f1c8cSNeel Natu 
266ea7f1c8cSNeel Natu static void
267ea7f1c8cSNeel Natu uart_opentty(struct uart_softc *sc)
268ea7f1c8cSNeel Natu {
269ea7f1c8cSNeel Natu 
2706380102cSPeter Grehan 	ttyopen(&sc->tty);
2712bd073e1SNeel Natu 	sc->mev = mevent_add(sc->tty.fd, EVF_READ, uart_drain, sc);
2722bd073e1SNeel Natu 	assert(sc->mev != NULL);
273ea7f1c8cSNeel Natu }
274ea7f1c8cSNeel Natu 
275*ccfe4c3fSNeel Natu static uint8_t
276*ccfe4c3fSNeel Natu modem_status(uint8_t mcr)
277*ccfe4c3fSNeel Natu {
278*ccfe4c3fSNeel Natu 	uint8_t msr;
279*ccfe4c3fSNeel Natu 
280*ccfe4c3fSNeel Natu 	if (mcr & MCR_LOOPBACK) {
281*ccfe4c3fSNeel Natu 		/*
282*ccfe4c3fSNeel Natu 		 * In the loopback mode certain bits from the MCR are
283*ccfe4c3fSNeel Natu 		 * reflected back into MSR.
284*ccfe4c3fSNeel Natu 		 */
285*ccfe4c3fSNeel Natu 		msr = 0;
286*ccfe4c3fSNeel Natu 		if (mcr & MCR_RTS)
287*ccfe4c3fSNeel Natu 			msr |= MSR_CTS;
288*ccfe4c3fSNeel Natu 		if (mcr & MCR_DTR)
289*ccfe4c3fSNeel Natu 			msr |= MSR_DSR;
290*ccfe4c3fSNeel Natu 		if (mcr & MCR_OUT1)
291*ccfe4c3fSNeel Natu 			msr |= MSR_RI;
292*ccfe4c3fSNeel Natu 		if (mcr & MCR_OUT2)
293*ccfe4c3fSNeel Natu 			msr |= MSR_DCD;
294*ccfe4c3fSNeel Natu 	} else {
295*ccfe4c3fSNeel Natu 		/*
296*ccfe4c3fSNeel Natu 		 * Always assert DCD and DSR so tty open doesn't block
297*ccfe4c3fSNeel Natu 		 * even if CLOCAL is turned off.
298*ccfe4c3fSNeel Natu 		 */
299*ccfe4c3fSNeel Natu 		msr = MSR_DCD | MSR_DSR;
300*ccfe4c3fSNeel Natu 	}
301*ccfe4c3fSNeel Natu 	assert((msr & MSR_DELTA_MASK) == 0);
302*ccfe4c3fSNeel Natu 
303*ccfe4c3fSNeel Natu 	return (msr);
304*ccfe4c3fSNeel Natu }
305*ccfe4c3fSNeel Natu 
306ea7f1c8cSNeel Natu /*
307ea7f1c8cSNeel Natu  * The IIR returns a prioritized interrupt reason:
308ea7f1c8cSNeel Natu  * - receive data available
309ea7f1c8cSNeel Natu  * - transmit holding register empty
310ea7f1c8cSNeel Natu  * - modem status change
311ea7f1c8cSNeel Natu  *
312ea7f1c8cSNeel Natu  * Return an interrupt reason if one is available.
313ea7f1c8cSNeel Natu  */
314ea7f1c8cSNeel Natu static int
315ea7f1c8cSNeel Natu uart_intr_reason(struct uart_softc *sc)
316ea7f1c8cSNeel Natu {
317ea7f1c8cSNeel Natu 
318ea7f1c8cSNeel Natu 	if ((sc->lsr & LSR_OE) != 0 && (sc->ier & IER_ERLS) != 0)
319ea7f1c8cSNeel Natu 		return (IIR_RLS);
3202bd073e1SNeel Natu 	else if (rxfifo_numchars(sc) > 0 && (sc->ier & IER_ERXRDY) != 0)
321ea7f1c8cSNeel Natu 		return (IIR_RXTOUT);
322ea7f1c8cSNeel Natu 	else if (sc->thre_int_pending && (sc->ier & IER_ETXRDY) != 0)
323ea7f1c8cSNeel Natu 		return (IIR_TXRDY);
324ea7f1c8cSNeel Natu 	else if ((sc->msr & MSR_DELTA_MASK) != 0 && (sc->ier & IER_EMSC) != 0)
325ea7f1c8cSNeel Natu 		return (IIR_MLSC);
326ea7f1c8cSNeel Natu 	else
327ea7f1c8cSNeel Natu 		return (IIR_NOPEND);
328ea7f1c8cSNeel Natu }
329ea7f1c8cSNeel Natu 
330ea7f1c8cSNeel Natu static void
331ea7f1c8cSNeel Natu uart_reset(struct uart_softc *sc)
332ea7f1c8cSNeel Natu {
333ea7f1c8cSNeel Natu 	uint16_t divisor;
334ea7f1c8cSNeel Natu 
335ea7f1c8cSNeel Natu 	divisor = DEFAULT_RCLK / DEFAULT_BAUD / 16;
336ea7f1c8cSNeel Natu 	sc->dll = divisor;
337ea7f1c8cSNeel Natu 	sc->dlh = divisor >> 16;
338*ccfe4c3fSNeel Natu 	sc->msr = modem_status(sc->mcr);
339ea7f1c8cSNeel Natu 
3402bd073e1SNeel Natu 	rxfifo_reset(sc, 1);	/* no fifo until enabled by software */
341ea7f1c8cSNeel Natu }
342ea7f1c8cSNeel Natu 
343ea7f1c8cSNeel Natu /*
344ea7f1c8cSNeel Natu  * Toggle the COM port's intr pin depending on whether or not we have an
345ea7f1c8cSNeel Natu  * interrupt condition to report to the processor.
346ea7f1c8cSNeel Natu  */
347ea7f1c8cSNeel Natu static void
348ea7f1c8cSNeel Natu uart_toggle_intr(struct uart_softc *sc)
349ea7f1c8cSNeel Natu {
350ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t intr_reason;
351ea7f1c8cSNeel Natu 
352ea7f1c8cSNeel Natu 	intr_reason = uart_intr_reason(sc);
353ea7f1c8cSNeel Natu 
354ea7f1c8cSNeel Natu 	if (intr_reason == IIR_NOPEND)
355ea7f1c8cSNeel Natu 		(*sc->intr_deassert)(sc->arg);
356ea7f1c8cSNeel Natu 	else
357ea7f1c8cSNeel Natu 		(*sc->intr_assert)(sc->arg);
358ea7f1c8cSNeel Natu }
359ea7f1c8cSNeel Natu 
360ea7f1c8cSNeel Natu static void
361ea7f1c8cSNeel Natu uart_drain(int fd, enum ev_type ev, void *arg)
362ea7f1c8cSNeel Natu {
363ea7f1c8cSNeel Natu 	struct uart_softc *sc;
364ea7f1c8cSNeel Natu 	int ch;
365ea7f1c8cSNeel Natu 
366ea7f1c8cSNeel Natu 	sc = arg;
367ea7f1c8cSNeel Natu 
3686380102cSPeter Grehan 	assert(fd == sc->tty.fd);
369ea7f1c8cSNeel Natu 	assert(ev == EVF_READ);
370ea7f1c8cSNeel Natu 
371ea7f1c8cSNeel Natu 	/*
372ea7f1c8cSNeel Natu 	 * This routine is called in the context of the mevent thread
373ea7f1c8cSNeel Natu 	 * to take out the softc lock to protect against concurrent
374ea7f1c8cSNeel Natu 	 * access from a vCPU i/o exit
375ea7f1c8cSNeel Natu 	 */
376ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_lock(&sc->mtx);
377ea7f1c8cSNeel Natu 
378ea7f1c8cSNeel Natu 	if ((sc->mcr & MCR_LOOPBACK) != 0) {
3796380102cSPeter Grehan 		(void) ttyread(&sc->tty);
380ea7f1c8cSNeel Natu 	} else {
3812bd073e1SNeel Natu 		while (rxfifo_available(sc) &&
3826380102cSPeter Grehan 		       ((ch = ttyread(&sc->tty)) != -1)) {
3832bd073e1SNeel Natu 			rxfifo_putchar(sc, ch);
384ea7f1c8cSNeel Natu 		}
385ea7f1c8cSNeel Natu 		uart_toggle_intr(sc);
386ea7f1c8cSNeel Natu 	}
387ea7f1c8cSNeel Natu 
388ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_unlock(&sc->mtx);
389ea7f1c8cSNeel Natu }
390ea7f1c8cSNeel Natu 
391ea7f1c8cSNeel Natu void
392ea7f1c8cSNeel Natu uart_write(struct uart_softc *sc, int offset, uint8_t value)
393ea7f1c8cSNeel Natu {
394ea7f1c8cSNeel Natu 	int fifosz;
395ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t msr;
396ea7f1c8cSNeel Natu 
397ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_lock(&sc->mtx);
398ea7f1c8cSNeel Natu 
399ea7f1c8cSNeel Natu 	/*
400ea7f1c8cSNeel Natu 	 * Take care of the special case DLAB accesses first
401ea7f1c8cSNeel Natu 	 */
402ea7f1c8cSNeel Natu 	if ((sc->lcr & LCR_DLAB) != 0) {
403ea7f1c8cSNeel Natu 		if (offset == REG_DLL) {
404ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->dll = value;
405ea7f1c8cSNeel Natu 			goto done;
406ea7f1c8cSNeel Natu 		}
407ea7f1c8cSNeel Natu 
408ea7f1c8cSNeel Natu 		if (offset == REG_DLH) {
409ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->dlh = value;
410ea7f1c8cSNeel Natu 			goto done;
411ea7f1c8cSNeel Natu 		}
412ea7f1c8cSNeel Natu 	}
413ea7f1c8cSNeel Natu 
414ea7f1c8cSNeel Natu         switch (offset) {
415ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_DATA:
416ea7f1c8cSNeel Natu 		if (sc->mcr & MCR_LOOPBACK) {
4172bd073e1SNeel Natu 			if (rxfifo_putchar(sc, value) != 0)
418ea7f1c8cSNeel Natu 				sc->lsr |= LSR_OE;
4196380102cSPeter Grehan 		} else if (sc->tty.opened) {
4206380102cSPeter Grehan 			ttywrite(&sc->tty, value);
421ea7f1c8cSNeel Natu 		} /* else drop on floor */
422ea7f1c8cSNeel Natu 		sc->thre_int_pending = true;
423ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
424ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_IER:
425ea7f1c8cSNeel Natu 		/*
426ea7f1c8cSNeel Natu 		 * Apply mask so that bits 4-7 are 0
427ea7f1c8cSNeel Natu 		 * Also enables bits 0-3 only if they're 1
428ea7f1c8cSNeel Natu 		 */
429ea7f1c8cSNeel Natu 		sc->ier = value & 0x0F;
430ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
431ea7f1c8cSNeel Natu 		case REG_FCR:
432ea7f1c8cSNeel Natu 			/*
433ea7f1c8cSNeel Natu 			 * When moving from FIFO and 16450 mode and vice versa,
434ea7f1c8cSNeel Natu 			 * the FIFO contents are reset.
435ea7f1c8cSNeel Natu 			 */
436ea7f1c8cSNeel Natu 			if ((sc->fcr & FCR_ENABLE) ^ (value & FCR_ENABLE)) {
437ea7f1c8cSNeel Natu 				fifosz = (value & FCR_ENABLE) ? FIFOSZ : 1;
4382bd073e1SNeel Natu 				rxfifo_reset(sc, fifosz);
439ea7f1c8cSNeel Natu 			}
440ea7f1c8cSNeel Natu 
441ea7f1c8cSNeel Natu 			/*
442ea7f1c8cSNeel Natu 			 * The FCR_ENABLE bit must be '1' for the programming
443ea7f1c8cSNeel Natu 			 * of other FCR bits to be effective.
444ea7f1c8cSNeel Natu 			 */
445ea7f1c8cSNeel Natu 			if ((value & FCR_ENABLE) == 0) {
446ea7f1c8cSNeel Natu 				sc->fcr = 0;
447ea7f1c8cSNeel Natu 			} else {
448ea7f1c8cSNeel Natu 				if ((value & FCR_RCV_RST) != 0)
4492bd073e1SNeel Natu 					rxfifo_reset(sc, FIFOSZ);
450ea7f1c8cSNeel Natu 
451ea7f1c8cSNeel Natu 				sc->fcr = value &
452ea7f1c8cSNeel Natu 					 (FCR_ENABLE | FCR_DMA | FCR_RX_MASK);
453ea7f1c8cSNeel Natu 			}
454ea7f1c8cSNeel Natu 			break;
455ea7f1c8cSNeel Natu 		case REG_LCR:
456ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->lcr = value;
457ea7f1c8cSNeel Natu 			break;
458ea7f1c8cSNeel Natu 		case REG_MCR:
459ea7f1c8cSNeel Natu 			/* Apply mask so that bits 5-7 are 0 */
460ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->mcr = value & 0x1F;
461*ccfe4c3fSNeel Natu 			msr = modem_status(sc->mcr);
462ea7f1c8cSNeel Natu 
463ea7f1c8cSNeel Natu 			/*
464ea7f1c8cSNeel Natu 			 * Detect if there has been any change between the
465ea7f1c8cSNeel Natu 			 * previous and the new value of MSR. If there is
466ea7f1c8cSNeel Natu 			 * then assert the appropriate MSR delta bit.
467ea7f1c8cSNeel Natu 			 */
468ea7f1c8cSNeel Natu 			if ((msr & MSR_CTS) ^ (sc->msr & MSR_CTS))
469ea7f1c8cSNeel Natu 				sc->msr |= MSR_DCTS;
470ea7f1c8cSNeel Natu 			if ((msr & MSR_DSR) ^ (sc->msr & MSR_DSR))
471ea7f1c8cSNeel Natu 				sc->msr |= MSR_DDSR;
472ea7f1c8cSNeel Natu 			if ((msr & MSR_DCD) ^ (sc->msr & MSR_DCD))
473ea7f1c8cSNeel Natu 				sc->msr |= MSR_DDCD;
474ea7f1c8cSNeel Natu 			if ((sc->msr & MSR_RI) != 0 && (msr & MSR_RI) == 0)
475ea7f1c8cSNeel Natu 				sc->msr |= MSR_TERI;
476ea7f1c8cSNeel Natu 
477ea7f1c8cSNeel Natu 			/*
478ea7f1c8cSNeel Natu 			 * Update the value of MSR while retaining the delta
479ea7f1c8cSNeel Natu 			 * bits.
480ea7f1c8cSNeel Natu 			 */
481ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->msr &= MSR_DELTA_MASK;
482ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->msr |= msr;
483ea7f1c8cSNeel Natu 			break;
484ea7f1c8cSNeel Natu 		case REG_LSR:
485ea7f1c8cSNeel Natu 			/*
486ea7f1c8cSNeel Natu 			 * Line status register is not meant to be written to
487ea7f1c8cSNeel Natu 			 * during normal operation.
488ea7f1c8cSNeel Natu 			 */
489ea7f1c8cSNeel Natu 			break;
490ea7f1c8cSNeel Natu 		case REG_MSR:
491ea7f1c8cSNeel Natu 			/*
492ea7f1c8cSNeel Natu 			 * As far as I can tell MSR is a read-only register.
493ea7f1c8cSNeel Natu 			 */
494ea7f1c8cSNeel Natu 			break;
495ea7f1c8cSNeel Natu 		case REG_SCR:
496ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->scr = value;
497ea7f1c8cSNeel Natu 			break;
498ea7f1c8cSNeel Natu 		default:
499ea7f1c8cSNeel Natu 			break;
500ea7f1c8cSNeel Natu 	}
501ea7f1c8cSNeel Natu 
502ea7f1c8cSNeel Natu done:
503ea7f1c8cSNeel Natu 	uart_toggle_intr(sc);
504ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_unlock(&sc->mtx);
505ea7f1c8cSNeel Natu }
506ea7f1c8cSNeel Natu 
507ea7f1c8cSNeel Natu uint8_t
508ea7f1c8cSNeel Natu uart_read(struct uart_softc *sc, int offset)
509ea7f1c8cSNeel Natu {
510ea7f1c8cSNeel Natu 	uint8_t iir, intr_reason, reg;
511ea7f1c8cSNeel Natu 
512ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_lock(&sc->mtx);
513ea7f1c8cSNeel Natu 
514ea7f1c8cSNeel Natu 	/*
515ea7f1c8cSNeel Natu 	 * Take care of the special case DLAB accesses first
516ea7f1c8cSNeel Natu 	 */
517ea7f1c8cSNeel Natu 	if ((sc->lcr & LCR_DLAB) != 0) {
518ea7f1c8cSNeel Natu 		if (offset == REG_DLL) {
519ea7f1c8cSNeel Natu 			reg = sc->dll;
520ea7f1c8cSNeel Natu 			goto done;
521ea7f1c8cSNeel Natu 		}
522ea7f1c8cSNeel Natu 
523ea7f1c8cSNeel Natu 		if (offset == REG_DLH) {
524ea7f1c8cSNeel Natu 			reg = sc->dlh;
525ea7f1c8cSNeel Natu 			goto done;
526ea7f1c8cSNeel Natu 		}
527ea7f1c8cSNeel Natu 	}
528ea7f1c8cSNeel Natu 
529ea7f1c8cSNeel Natu 	switch (offset) {
530ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_DATA:
5312bd073e1SNeel Natu 		reg = rxfifo_getchar(sc);
532ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
533ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_IER:
534ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = sc->ier;
535ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
536ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_IIR:
537ea7f1c8cSNeel Natu 		iir = (sc->fcr & FCR_ENABLE) ? IIR_FIFO_MASK : 0;
538ea7f1c8cSNeel Natu 
539ea7f1c8cSNeel Natu 		intr_reason = uart_intr_reason(sc);
540ea7f1c8cSNeel Natu 
541ea7f1c8cSNeel Natu 		/*
542ea7f1c8cSNeel Natu 		 * Deal with side effects of reading the IIR register
543ea7f1c8cSNeel Natu 		 */
544ea7f1c8cSNeel Natu 		if (intr_reason == IIR_TXRDY)
545ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->thre_int_pending = false;
546ea7f1c8cSNeel Natu 
547ea7f1c8cSNeel Natu 		iir |= intr_reason;
548ea7f1c8cSNeel Natu 
549ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = iir;
550ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
551ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_LCR:
552ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = sc->lcr;
553ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
554ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_MCR:
555ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = sc->mcr;
556ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
557ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_LSR:
558ea7f1c8cSNeel Natu 		/* Transmitter is always ready for more data */
559ea7f1c8cSNeel Natu 		sc->lsr |= LSR_TEMT | LSR_THRE;
560ea7f1c8cSNeel Natu 
561ea7f1c8cSNeel Natu 		/* Check for new receive data */
5622bd073e1SNeel Natu 		if (rxfifo_numchars(sc) > 0)
563ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->lsr |= LSR_RXRDY;
564ea7f1c8cSNeel Natu 		else
565ea7f1c8cSNeel Natu 			sc->lsr &= ~LSR_RXRDY;
566ea7f1c8cSNeel Natu 
567ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = sc->lsr;
568ea7f1c8cSNeel Natu 
569ea7f1c8cSNeel Natu 		/* The LSR_OE bit is cleared on LSR read */
570ea7f1c8cSNeel Natu 		sc->lsr &= ~LSR_OE;
571ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
572ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_MSR:
573ea7f1c8cSNeel Natu 		/*
574ea7f1c8cSNeel Natu 		 * MSR delta bits are cleared on read
575ea7f1c8cSNeel Natu 		 */
576ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = sc->msr;
577ea7f1c8cSNeel Natu 		sc->msr &= ~MSR_DELTA_MASK;
578ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
579ea7f1c8cSNeel Natu 	case REG_SCR:
580ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = sc->scr;
581ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
582ea7f1c8cSNeel Natu 	default:
583ea7f1c8cSNeel Natu 		reg = 0xFF;
584ea7f1c8cSNeel Natu 		break;
585ea7f1c8cSNeel Natu 	}
586ea7f1c8cSNeel Natu 
587ea7f1c8cSNeel Natu done:
588ea7f1c8cSNeel Natu 	uart_toggle_intr(sc);
589ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_unlock(&sc->mtx);
590ea7f1c8cSNeel Natu 
591ea7f1c8cSNeel Natu 	return (reg);
592ea7f1c8cSNeel Natu }
593ea7f1c8cSNeel Natu 
594ea7f1c8cSNeel Natu int
595ea7f1c8cSNeel Natu uart_legacy_alloc(int which, int *baseaddr, int *irq)
596ea7f1c8cSNeel Natu {
597ea7f1c8cSNeel Natu 
598ea7f1c8cSNeel Natu 	if (which < 0 || which >= UART_NLDEVS || uart_lres[which].inuse)
599ea7f1c8cSNeel Natu 		return (-1);
600ea7f1c8cSNeel Natu 
601ea7f1c8cSNeel Natu 	uart_lres[which].inuse = true;
602ea7f1c8cSNeel Natu 	*baseaddr = uart_lres[which].baseaddr;
603ea7f1c8cSNeel Natu 	*irq = uart_lres[which].irq;
604ea7f1c8cSNeel Natu 
605ea7f1c8cSNeel Natu 	return (0);
606ea7f1c8cSNeel Natu }
607ea7f1c8cSNeel Natu 
608ea7f1c8cSNeel Natu struct uart_softc *
609ea7f1c8cSNeel Natu uart_init(uart_intr_func_t intr_assert, uart_intr_func_t intr_deassert,
610ea7f1c8cSNeel Natu     void *arg)
611ea7f1c8cSNeel Natu {
612ea7f1c8cSNeel Natu 	struct uart_softc *sc;
613ea7f1c8cSNeel Natu 
614994f858aSXin LI 	sc = calloc(1, sizeof(struct uart_softc));
615ea7f1c8cSNeel Natu 
616ea7f1c8cSNeel Natu 	sc->arg = arg;
617ea7f1c8cSNeel Natu 	sc->intr_assert = intr_assert;
618ea7f1c8cSNeel Natu 	sc->intr_deassert = intr_deassert;
619ea7f1c8cSNeel Natu 
620ea7f1c8cSNeel Natu 	pthread_mutex_init(&sc->mtx, NULL);
621ea7f1c8cSNeel Natu 
622ea7f1c8cSNeel Natu 	uart_reset(sc);
623ea7f1c8cSNeel Natu 
624ea7f1c8cSNeel Natu 	return (sc);
625ea7f1c8cSNeel Natu }
626ea7f1c8cSNeel Natu 
6276380102cSPeter Grehan static int
6286380102cSPeter Grehan uart_tty_backend(struct uart_softc *sc, const char *opts)
6296380102cSPeter Grehan {
6306380102cSPeter Grehan 	int fd;
6316380102cSPeter Grehan 	int retval;
6326380102cSPeter Grehan 
6336380102cSPeter Grehan 	retval = -1;
6346380102cSPeter Grehan 
635f4959d35SPeter Grehan 	fd = open(opts, O_RDWR | O_NONBLOCK);
6366380102cSPeter Grehan 	if (fd > 0 && isatty(fd)) {
6376380102cSPeter Grehan 		sc->tty.fd = fd;
6386380102cSPeter Grehan 		sc->tty.opened = true;
6396380102cSPeter Grehan 		retval = 0;
6406380102cSPeter Grehan 	}
6416380102cSPeter Grehan 
6426380102cSPeter Grehan 	return (retval);
6436380102cSPeter Grehan }
6446380102cSPeter Grehan 
645ea7f1c8cSNeel Natu int
646ea7f1c8cSNeel Natu uart_set_backend(struct uart_softc *sc, const char *opts)
647ea7f1c8cSNeel Natu {
6486380102cSPeter Grehan 	int retval;
6496380102cSPeter Grehan 
6506380102cSPeter Grehan 	retval = -1;
6516380102cSPeter Grehan 
652ea7f1c8cSNeel Natu 	if (opts == NULL)
653ea7f1c8cSNeel Natu 		return (0);
654ea7f1c8cSNeel Natu 
6556380102cSPeter Grehan 	if (strcmp("stdio", opts) == 0) {
6566380102cSPeter Grehan 		if (!uart_stdio) {
6576380102cSPeter Grehan 			sc->tty.fd = STDIN_FILENO;
6586380102cSPeter Grehan 			sc->tty.opened = true;
659ea7f1c8cSNeel Natu 			uart_stdio = true;
6606380102cSPeter Grehan 			retval = 0;
6616380102cSPeter Grehan 		}
6626380102cSPeter Grehan 	} else if (uart_tty_backend(sc, opts) == 0) {
6636380102cSPeter Grehan 		retval = 0;
6646380102cSPeter Grehan 	}
6656380102cSPeter Grehan 
6662bd073e1SNeel Natu 	/* Make the backend file descriptor non-blocking */
6672bd073e1SNeel Natu 	if (retval == 0)
6682bd073e1SNeel Natu 		retval = fcntl(sc->tty.fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
6692bd073e1SNeel Natu 
6706380102cSPeter Grehan 	if (retval == 0)
6716380102cSPeter Grehan 		uart_opentty(sc);
6726380102cSPeter Grehan 
6736380102cSPeter Grehan 	return (retval);
674ea7f1c8cSNeel Natu }
675