git.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 "vl.h"
  29
  30 #define MIN(a, b) ((a)>(b)?(b):(a))
  31 #define LENOFA(a) ((int) (sizeof(a)/sizeof(a[0])))
  32
  33 #define DEREF(x) (void)x
  34 #define log(...) fprintf (stderr, "sb16: " __VA_ARGS__)
  35 #define Fail(...) do {                          \
  36     fprintf (stderr, "sb16: " __VA_ARGS__);     \
  37     abort ();                                   \
  38 } while (0)
  39
  40 /* #define DEBUG_SB16 */
  41 #ifdef DEBUG_SB16
  42 #define lwarn(...) fprintf (stderr, "sb16: " __VA_ARGS__)
  43 #define linfo(...) fprintf (stderr, "sb16: " __VA_ARGS__)
  44 #define ldebug(...) fprintf (stderr, "sb16: " __VA_ARGS__)
  45 #else
  46 #define lwarn(...)
  47 #define linfo(...)
  48 #define ldebug(...)
  49 #endif
  50
  51 #define IO_READ_PROTO(name) \
  52     uint32_t name (struct CPUState *env, uint32_t nport)
  53 #define IO_WRITE_PROTO(name) \
  54     void name (struct CPUState *env, uint32_t nport, uint32_t val)
  55
  56 static struct {
  57     int ver_lo;
  58     int ver_hi;
  59     int irq;
  60     int dma;
  61     int hdma;
  62     int port;
  63     int mix_block;
  64 } sb = {5, 4, 5, 1, 5, 0x220, -1};
  65
  66 static int mix_block, noirq;
  67
  68 static struct mixer {
  69     int nreg;
  70     uint8_t regs[0x83];
  71 } mixer;
  72
  73 static struct dsp {
  74     int in_index;
  75     int out_data_len;
  76     int fmt_stereo;
  77     int fmt_signed;
  78     int fmt_bits;
  79     int dma_auto;
  80     int dma_buffer_size;
  81     int fifo;
  82     int freq;
  83     int time_const;
  84     int speaker;
  85     int needed_bytes;
  86     int cmd;
  87     int dma_pos;
  88     int use_hdma;
  89
  90     int v2x6;
  91
  92     uint8_t in_data[10];
  93     uint8_t out_data[10];
  94
  95     int left_till_irq;
  96 } dsp;
  97
  98 #define nocmd ~0
  99
 100 static void log_dsp (const char *cap)
 101 {
 102     DEREF (cap);
 103
 104     linfo ("%c:%c:%d:%c:dmabuf=%d:pos=%d:freq=%d:timeconst=%d:speaker=%d\n",
 105            dsp.fmt_stereo ? 'S' : 'M',
 106            dsp.fmt_signed ? 'S' : 'U',
 107            dsp.fmt_bits,
 108            dsp.dma_auto ? 'a' : 's',
 109            dsp.dma_buffer_size,
 110            dsp.dma_pos,
 111            dsp.freq,
 112            dsp.time_const,
 113            dsp.speaker);
 114 }
 115
 116 static void control (int hold)
 117 {
 118     linfo ("%d high %d\n", hold, dsp.use_hdma);
 119     if (hold) {
 120         if (dsp.use_hdma)
 121             DMA_hold_DREQ (sb.hdma);
 122         else
 123             DMA_hold_DREQ (sb.dma);
 124     }
 125     else {
 126         if (dsp.use_hdma)
 127             DMA_release_DREQ (sb.hdma);
 128         else
 129             DMA_release_DREQ (sb.dma);
 130     }
 131 }
 132
 133 static void dma_cmd (uint8_t cmd, uint8_t d0, int dma_len)
 134 {
 135     int bps;
 136     audfmt_e fmt;
 137
 138     dsp.use_hdma = cmd < 0xc0;
 139     dsp.fifo = (cmd >> 1) & 1;
 140     dsp.dma_auto = (cmd >> 2) & 1;
 141
 142     switch (cmd >> 4) {
 143     case 11:
 144         dsp.fmt_bits = 16;
 145         break;
 146
 147     case 12:
 148         dsp.fmt_bits = 8;
 149         break;
 150     }
 151
 152     dsp.fmt_signed = (d0 >> 4) & 1;
 153     dsp.fmt_stereo = (d0 >> 5) & 1;
 154
 155     if (-1 != dsp.time_const) {
 156         int tmp;
 157
 158         tmp = 256 - dsp.time_const;
 159         dsp.freq = (1000000 + (tmp / 2)) / tmp;
 160     }
 161     bps = 1 << (16 == dsp.fmt_bits);
 162
 163     if (-1 != dma_len)
 164         dsp.dma_buffer_size = (dma_len + 1) * bps;
 165
 166     linfo ("frequency %d, stereo %d, signed %d, bits %d, size %d, auto %d\n",
 167            dsp.freq, dsp.fmt_stereo, dsp.fmt_signed, dsp.fmt_bits,
 168            dsp.dma_buffer_size, dsp.dma_auto);
 169
 170     if (16 == dsp.fmt_bits) {
 171         if (dsp.fmt_signed) {
 172             fmt = AUD_FMT_S16;
 173         }
 174         else {
 175             fmt = AUD_FMT_U16;
 176         }
 177     }
 178     else {
 179         if (dsp.fmt_signed) {
 180             fmt = AUD_FMT_S8;
 181         }
 182         else {
 183             fmt = AUD_FMT_U8;
 184         }
 185     }
 186
 187     dsp.dma_pos = 0;
 188     dsp.left_till_irq = dsp.dma_buffer_size;
 189
 190     if (sb.mix_block) {
 191         mix_block = sb.mix_block;
 192     }
 193     else {
 194         int align;
 195
 196         align = bps << dsp.fmt_stereo;
 197         mix_block = ((dsp.freq * align) / 100) & ~(align - 1);
 198     }
 199
 200     AUD_reset (dsp.freq, 1 << dsp.fmt_stereo, fmt);
 201     control (1);
 202     dsp.speaker = 1;
 203 }
 204
 205 static void command (uint8_t cmd)
 206 {
 207     char *msg;
 208
 209     msg = (char *) -1;
 210
 211     linfo ("%#x\n", cmd);
 212
 213     if (cmd > 0xaf && cmd < 0xd0) {
 214         if (cmd & 8)
 215             goto error;
 216
 217         switch (cmd >> 4) {
 218         case 11:
 219         case 12:
 220             break;
 221         default:
 222             msg = "wrong bits";
 223             goto error;
 224         }
 225         dsp.needed_bytes = 3;
 226     }
 227     else {
 228         switch (cmd) {
 229         case 0x00:
 230         case 0x03:
 231         case 0xe7:
 232             /* IMS uses those when probing for sound devices */
 233             return;
 234
 235         case 0x10:
 236             dsp.needed_bytes = 1;
 237             break;
 238
 239         case 0x14:
 240             dsp.needed_bytes = 2;
 241             dsp.dma_buffer_size = 0;
 242             break;
 243
 244         case 0x20:
 245             dsp.out_data[dsp.out_data_len++] = 0xff;
 246             break;
 247
 248         case 0x35:
 249             lwarn ("MIDI commands not implemented\n");
 250             break;
 251
 252         case 0x40:
 253             dsp.freq = -1;
 254             dsp.time_const = -1;
 255             dsp.needed_bytes = 1;
 256             break;
 257
 258         case 0x41:
 259         case 0x42:
 260             dsp.freq = -1;
 261             dsp.time_const = -1;
 262             dsp.needed_bytes = 2;
 263             break;
 264
 265         case 0x47:                /* Continue Auto-Initialize DMA 16bit */
 266             break;
 267
 268         case 0x48:
 269             dsp.needed_bytes = 2;
 270             break;
 271
 272         case 0x27:                /* ????????? */
 273         case 0x4e:
 274             return;
 275
 276         case 0x80:
 277             cmd = nocmd;
 278             break;
 279
 280         case 0x90:
 281         case 0x91:
 282             {
 283                 uint8_t d0;
 284
 285                 d0 = 4;
 286                 if (dsp.fmt_signed) d0 |= 16;
 287                 if (dsp.fmt_stereo) d0 |= 32;
 288                 dma_cmd (cmd == 0x90 ? 0xc4 : 0xc0, d0, -1);
 289                 cmd = nocmd;
 290                 break;
 291             }
 292
 293         case 0xd0:                /* XXX */
 294             control (0);
 295             return;
 296
 297         case 0xd1:
 298             dsp.speaker = 1;
 299             break;
 300
 301         case 0xd3:
 302             dsp.speaker = 0;
 303             return;
 304
 305         case 0xd4:
 306             control (1);
 307             break;
 308
 309         case 0xd5:
 310             control (0);
 311             break;
 312
 313         case 0xd6:
 314             control (1);
 315             break;
 316
 317         case 0xd9:
 318             control (0);
 319             dsp.dma_auto = 0;
 320             return;
 321
 322         case 0xda:
 323             control (0);
 324             dsp.dma_auto = 0;
 325             break;
 326
 327         case 0xe0:
 328             dsp.needed_bytes = 1;
 329             break;
 330
 331         case 0xe1:
 332             dsp.out_data[dsp.out_data_len++] = sb.ver_lo;
 333             dsp.out_data[dsp.out_data_len++] = sb.ver_hi;
 334             return;
 335
 336         case 0xf2:
 337             dsp.out_data[dsp.out_data_len++] = 0xaa;
 338             mixer.regs[0x82] |= mixer.regs[0x80];
 339             pic_set_irq (sb.irq, 1);
 340             return;
 341
 342         default:
 343             msg = "is unknown";
 344             goto error;
 345         }
 346     }
 347     dsp.cmd = cmd;
 348     return;
 349
 350  error:
 351     Fail ("%#x %s", cmd, msg);
 352     return;
 353 }
 354
 355 static void complete (void)
 356 {
 357     linfo ("complete command %#x, in_index %d, needed_bytes %d\n",
 358            dsp.cmd, dsp.in_index, dsp.needed_bytes);
 359
 360     if (dsp.cmd > 0xaf && dsp.cmd < 0xd0) {
 361         int d0, d1, d2;
 362
 363         d0 = dsp.in_data[0];
 364         d1 = dsp.in_data[1];
 365         d2 = dsp.in_data[2];
 366
 367         ldebug ("d0 = %d, d1 = %d, d2 = %d\n",
 368                 d0, d1, d2);
 369         dma_cmd (dsp.cmd, d0, d1 + (d2 << 8));
 370     }
 371     else {
 372         switch (dsp.cmd) {
 373
 374         case 0x10:
 375             break;
 376
 377         case 0x14:
 378             {
 379                 int d0, d1;
 380                 int save_left;
 381                 int save_pos;
 382
 383                 d0 = dsp.in_data[0];
 384                 d1 = dsp.in_data[1];
 385
 386                 save_left = dsp.left_till_irq;
 387                 save_pos = dsp.dma_pos;
 388                 dma_cmd (0xc0, 0, d0 + (d1 << 8));
 389                 dsp.left_till_irq = save_left;
 390                 dsp.dma_pos = save_pos;
 391
 392                 linfo ("set buffer size data[%d, %d] %d pos %d\n",
 393                        d0, d1, dsp.dma_buffer_size, dsp.dma_pos);
 394                 break;
 395             }
 396
 397         case 0x40:
 398             dsp.time_const = dsp.in_data[0];
 399             linfo ("set time const %d\n", dsp.time_const);
 400             break;
 401
 402         case 0x41:
 403         case 0x42:
 404             dsp.freq = dsp.in_data[1] + (dsp.in_data[0] << 8);
 405             linfo ("set freq %#x, %#x = %d\n",
 406                    dsp.in_data[1], dsp.in_data[0], dsp.freq);
 407             break;
 408
 409         case 0x48:
 410             dsp.dma_buffer_size = dsp.in_data[1] + (dsp.in_data[0] << 8);
 411             linfo ("set dma len %#x, %#x = %d\n",
 412                    dsp.in_data[1], dsp.in_data[0], dsp.dma_buffer_size);
 413             break;
 414
 415         case 0xe0:
 416             dsp.out_data_len = 1;
 417             linfo ("data = %#x\n", dsp.in_data[0]);
 418             dsp.out_data[0] = dsp.in_data[0] ^ 0xff;
 419             break;
 420
 421         default:
 422             goto error;
 423         }
 424     }
 425
 426     dsp.cmd = -1;
 427     return;
 428
 429  error:
 430     Fail ("unrecognized command %#x", dsp.cmd);
 431 }
 432
 433 static IO_WRITE_PROTO (dsp_write)
 434 {
 435     int iport;
 436
 437     iport = nport - sb.port;
 438
 439     switch (iport) {
 440     case 0x6:
 441         if (0 == val)
 442             dsp.v2x6 = 0;
 443         else if ((1 == val) && (0 == dsp.v2x6)) {
 444             dsp.v2x6 = 1;
 445             dsp.out_data[dsp.out_data_len++] = 0xaa;
 446         }
 447         else
 448             dsp.v2x6 = ~0;
 449         break;
 450
 451     case 0xc:                   /* write data or command | write status */
 452         if (0 == dsp.needed_bytes) {
 453             command (val);
 454             if (0 == dsp.needed_bytes) {
 455                 log_dsp (__func__);
 456             }
 457         }
 458         else {
 459             dsp.in_data[dsp.in_index++] = val;
 460             if (dsp.in_index == dsp.needed_bytes) {
 461                 dsp.needed_bytes = 0;
 462                 dsp.in_index = 0;
 463                 complete ();
 464                 log_dsp (__func__);
 465             }
 466         }
 467         break;
 468
 469     default:
 470         Fail ("(nport=%#x, val=%#x)", nport, val);
 471     }
 472 }
 473
 474 static IO_READ_PROTO (dsp_read)
 475 {
 476     char *msg;
 477     int iport, retval;
 478
 479     msg = (char *) -1;
 480     iport = nport - sb.port;
 481
 482     switch (iport) {
 483
 484     case 0x6:                   /* reset */
 485         return 0;
 486
 487     case 0xa:                   /* read data */
 488         if (dsp.out_data_len) {
 489             retval = dsp.out_data[--dsp.out_data_len];
 490         }
 491         else {
 492 #if 1
 493             lwarn ("empty output buffer\n");
 494             retval = 0;
 495 #else
 496             msg = "empty output buffer";
 497             goto error;
 498 #endif
 499         }
 500         break;
 501
 502     case 0xc:                   /* 0 can write */
 503         retval = 0;
 504         break;
 505
 506     case 0xd:                   /* timer interrupt clear */
 507         goto error;
 508
 509     case 0xe:                   /* data available status | irq 8 ack */
 510         /* XXX drop pic irq line here? */
 511         ldebug ("8 ack\n");
 512         retval = (0 == dsp.out_data_len) ? 0 : 0x80;
 513         mixer.regs[0x82] &= ~mixer.regs[0x80];
 514         pic_set_irq (sb.irq, 0);
 515         break;
 516
 517     case 0xf:                   /* irq 16 ack */
 518         /* XXX drop pic irq line here? */
 519         ldebug ("16 ack\n");
 520         retval = 0xff;
 521         mixer.regs[0x82] &= ~mixer.regs[0x80];
 522         pic_set_irq (sb.irq, 0);
 523         break;
 524
 525     default:
 526         goto error;
 527     }
 528
 529     if ((0xc != iport) && (0xe != iport)) {
 530         ldebug ("nport=%#x iport %#x = %#x\n",
 531                 nport, iport, retval);
 532     }
 533
 534     return retval;
 535
 536  error:
 537     Fail ("(nport=%#x) %s",  nport, msg);
 538 }
 539
 540 static IO_WRITE_PROTO(mixer_write_indexb)
 541 {
 542     mixer.nreg = val & 0xff;
 543 }
 544
 545 static IO_WRITE_PROTO(mixer_write_datab)
 546 {
 547     mixer.regs[mixer.nreg] = val;
 548 }
 549
 550 static IO_WRITE_PROTO(mixer_write_indexw)
 551 {
 552     mixer_write_indexb (env, nport, val & 0xff);
 553     mixer_write_datab (env, nport, (val >> 8) & 0xff);
 554 }
 555
 556 static IO_READ_PROTO(mixer_read)
 557 {
 558     return mixer.regs[mixer.nreg];
 559 }
 560
 561 void SB16_run (void)
 562 {
 563     if (0 == dsp.speaker)
 564         return;
 565
 566     AUD_run ();
 567 }
 568
 569 static int write_audio (uint32_t addr, int len, int size)
 570 {
 571     int temp, net;
 572
 573     temp = size;
 574
 575     net = 0;
 576
 577     while (temp) {
 578         int left_till_end;
 579         int to_copy;
 580         int copied;
 581
 582         left_till_end = len - dsp.dma_pos;
 583
 584         to_copy = MIN (temp, left_till_end);
 585
 586         copied = AUD_write ((void *) (addr + dsp.dma_pos), to_copy);
 587
 588         temp -= copied;
 589         dsp.dma_pos += copied;
 590
 591         if (dsp.dma_pos == len) {
 592             dsp.dma_pos = 0;
 593         }
 594
 595         net += copied;
 596
 597         if (copied != to_copy)
 598             return net;
 599     }
 600
 601     return net;
 602 }
 603
 604 static int SB_read_DMA (uint32_t addr, int size, int *_irq)
 605 {
 606     int free, till, copy, written;
 607
 608     if (0 == dsp.speaker)
 609         return 0;
 610
 611     if (dsp.left_till_irq < 0) {
 612         dsp.left_till_irq += dsp.dma_buffer_size;
 613         return dsp.dma_pos;
 614     }
 615
 616     free = AUD_get_free ();
 617
 618     if ((free <= 0) || (0 == size)) {
 619         return dsp.dma_pos;
 620     }
 621
 622     if (mix_block > 0) {
 623         copy = MIN (free, mix_block);
 624     }
 625     else {
 626         copy = free;
 627     }
 628
 629     till = dsp.left_till_irq;
 630
 631     ldebug ("addr:%#010x free:%d till:%d size:%d\n",
 632             addr, free, till, size);
 633     if (till <= copy) {
 634         if (0 == dsp.dma_auto) {
 635             copy = till;
 636         }
 637     }
 638
 639     written = write_audio (addr, size, copy);
 640     dsp.left_till_irq -= written;
 641     AUD_adjust_estimate (free - written);
 642
 643     if (dsp.left_till_irq <= 0) {
 644         mixer.regs[0x82] |= mixer.regs[0x80];
 645         if (0 == noirq) {
 646             ldebug ("request irq\n");
 647             *_irq = sb.irq;
 648         }
 649
 650         if (0 == dsp.dma_auto) {
 651             control (0);
 652         }
 653     }
 654
 655     ldebug ("pos %5d free %5d size %5d till % 5d copy %5d dma size %5d\n",
 656             dsp.dma_pos, free, size, dsp.left_till_irq, copy,
 657             dsp.dma_buffer_size);
 658
 659     if (dsp.left_till_irq <= 0) {
 660         dsp.left_till_irq += dsp.dma_buffer_size;
 661     }
 662
 663     return dsp.dma_pos;
 664 }
 665
 666 static int dma_misc_handler (int moo)
 667 {
 668     return -1;
 669 }
 670
 671 static int magic_of_irq (int irq)
 672 {
 673     switch (irq) {
 674     case 2:
 675         return 1;
 676     case 5:
 677         return 2;
 678     case 7:
 679         return 4;
 680     case 10:
 681         return 8;
 682     default:
 683         log ("bad irq %d\n", irq);
 684         return 2;
 685     }
 686 }
 687
 688 static int irq_of_magic (int magic)
 689 {
 690     switch (magic) {
 691     case 1:
 692         return 2;
 693     case 2:
 694         return 5;
 695     case 4:
 696         return 7;
 697     case 8:
 698         return 10;
 699     default:
 700         log ("bad irq magic %d\n", magic);
 701         return 2;
 702     }
 703 }
 704
 705 void SB16_init (void)
 706 {
 707     int i;
 708     static const uint8_t dsp_write_ports[] = {0x6, 0xc};
 709     static const uint8_t dsp_read_ports[] = {0x6, 0xa, 0xc, 0xd, 0xe, 0xf};
 710
 711     mixer.regs[0x0e] = ~0;
 712     mixer.regs[0x80] = magic_of_irq (sb.irq);
 713     mixer.regs[0x81] = 0x20 | (sb.dma << 1);
 714
 715     DEREF (irq_of_magic);
 716
 717     for (i = 0x30; i < 0x48; i++) {
 718         mixer.regs[i] = 0x20;
 719     }
 720
 721     for (i = 0; i < LENOFA (dsp_write_ports); i++) {
 722         register_ioport_write (sb.port + dsp_write_ports[i], 1, dsp_write, 1);
 723     }
 724
 725     for (i = 0; i < LENOFA (dsp_read_ports); i++) {
 726         register_ioport_read (sb.port + dsp_read_ports[i], 1, dsp_read, 1);
 727     }
 728
 729     register_ioport_write (sb.port + 0x4, 1, mixer_write_indexb, 1);
 730     register_ioport_write (sb.port + 0x4, 1, mixer_write_indexw, 2);
 731     register_ioport_read (sb.port + 0x5, 1, mixer_read, 1);
 732     register_ioport_write (sb.port + 0x5, 1, mixer_write_datab, 1);
 733
 734     DMA_register_channel (sb.hdma, SB_read_DMA, dma_misc_handler);
 735     DMA_register_channel (sb.dma, SB_read_DMA, dma_misc_handler);
 736 }