hw/char: Implement nRF51 SoC UART
Not implemented: CTS/NCTS, PSEL*. Signed-off-by: Julia Suvorova <jusual@mail.ru> Reviewed-by: Stefan Hajnoczi <stefanha@redhat.com> Signed-off-by: Peter Maydell <peter.maydell@linaro.org>
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Julia Suvorova
Peter Maydell
parent
7c3db4fdd2
commit
19790847e2
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@ -1,5 +1,6 @@
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common-obj-$(CONFIG_IPACK) += ipoctal232.o
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||||
common-obj-$(CONFIG_ESCC) += escc.o
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||||
common-obj-$(CONFIG_NRF51_SOC) += nrf51_uart.o
|
||||
common-obj-$(CONFIG_PARALLEL) += parallel.o
|
||||
common-obj-$(CONFIG_PARALLEL) += parallel-isa.o
|
||||
common-obj-$(CONFIG_PL011) += pl011.o
|
||||
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|||
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@ -0,0 +1,330 @@
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|||
/*
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||||
* nRF51 SoC UART emulation
|
||||
*
|
||||
* See nRF51 Series Reference Manual, "29 Universal Asynchronous
|
||||
* Receiver/Transmitter" for hardware specifications:
|
||||
* http://infocenter.nordicsemi.com/pdf/nRF51_RM_v3.0.pdf
|
||||
*
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||||
* Copyright (c) 2018 Julia Suvorova <jusual@mail.ru>
|
||||
*
|
||||
* This program is free software; you can redistribute it and/or modify
|
||||
* it under the terms of the GNU General Public License version 2 or
|
||||
* (at your option) any later version.
|
||||
*/
|
||||
|
||||
#include "qemu/osdep.h"
|
||||
#include "qemu/log.h"
|
||||
#include "hw/char/nrf51_uart.h"
|
||||
#include "trace.h"
|
||||
|
||||
static void nrf51_uart_update_irq(NRF51UARTState *s)
|
||||
{
|
||||
bool irq = false;
|
||||
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||||
irq |= (s->reg[R_UART_RXDRDY] &&
|
||||
(s->reg[R_UART_INTEN] & R_UART_INTEN_RXDRDY_MASK));
|
||||
irq |= (s->reg[R_UART_TXDRDY] &&
|
||||
(s->reg[R_UART_INTEN] & R_UART_INTEN_TXDRDY_MASK));
|
||||
irq |= (s->reg[R_UART_ERROR] &&
|
||||
(s->reg[R_UART_INTEN] & R_UART_INTEN_ERROR_MASK));
|
||||
irq |= (s->reg[R_UART_RXTO] &&
|
||||
(s->reg[R_UART_INTEN] & R_UART_INTEN_RXTO_MASK));
|
||||
|
||||
qemu_set_irq(s->irq, irq);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static uint64_t uart_read(void *opaque, hwaddr addr, unsigned int size)
|
||||
{
|
||||
NRF51UARTState *s = NRF51_UART(opaque);
|
||||
uint64_t r;
|
||||
|
||||
if (!s->enabled) {
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
switch (addr) {
|
||||
case A_UART_RXD:
|
||||
r = s->rx_fifo[s->rx_fifo_pos];
|
||||
if (s->rx_started && s->rx_fifo_len) {
|
||||
s->rx_fifo_pos = (s->rx_fifo_pos + 1) % UART_FIFO_LENGTH;
|
||||
s->rx_fifo_len--;
|
||||
if (s->rx_fifo_len) {
|
||||
s->reg[R_UART_RXDRDY] = 1;
|
||||
nrf51_uart_update_irq(s);
|
||||
}
|
||||
qemu_chr_fe_accept_input(&s->chr);
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
case A_UART_INTENSET:
|
||||
case A_UART_INTENCLR:
|
||||
case A_UART_INTEN:
|
||||
r = s->reg[R_UART_INTEN];
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
r = s->reg[addr / 4];
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
trace_nrf51_uart_read(addr, r, size);
|
||||
|
||||
return r;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static gboolean uart_transmit(GIOChannel *chan, GIOCondition cond, void *opaque)
|
||||
{
|
||||
NRF51UARTState *s = NRF51_UART(opaque);
|
||||
int r;
|
||||
uint8_t c = s->reg[R_UART_TXD];
|
||||
|
||||
s->watch_tag = 0;
|
||||
|
||||
r = qemu_chr_fe_write(&s->chr, &c, 1);
|
||||
if (r <= 0) {
|
||||
s->watch_tag = qemu_chr_fe_add_watch(&s->chr, G_IO_OUT | G_IO_HUP,
|
||||
uart_transmit, s);
|
||||
if (!s->watch_tag) {
|
||||
/* The hardware has no transmit error reporting,
|
||||
* so silently drop the byte
|
||||
*/
|
||||
goto buffer_drained;
|
||||
}
|
||||
return FALSE;
|
||||
}
|
||||
|
||||
buffer_drained:
|
||||
s->reg[R_UART_TXDRDY] = 1;
|
||||
s->pending_tx_byte = false;
|
||||
return FALSE;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void uart_cancel_transmit(NRF51UARTState *s)
|
||||
{
|
||||
if (s->watch_tag) {
|
||||
g_source_remove(s->watch_tag);
|
||||
s->watch_tag = 0;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void uart_write(void *opaque, hwaddr addr,
|
||||
uint64_t value, unsigned int size)
|
||||
{
|
||||
NRF51UARTState *s = NRF51_UART(opaque);
|
||||
|
||||
trace_nrf51_uart_write(addr, value, size);
|
||||
|
||||
if (!s->enabled && (addr != A_UART_ENABLE)) {
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
switch (addr) {
|
||||
case A_UART_TXD:
|
||||
if (!s->pending_tx_byte && s->tx_started) {
|
||||
s->reg[R_UART_TXD] = value;
|
||||
s->pending_tx_byte = true;
|
||||
uart_transmit(NULL, G_IO_OUT, s);
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
case A_UART_INTEN:
|
||||
s->reg[R_UART_INTEN] = value;
|
||||
break;
|
||||
case A_UART_INTENSET:
|
||||
s->reg[R_UART_INTEN] |= value;
|
||||
break;
|
||||
case A_UART_INTENCLR:
|
||||
s->reg[R_UART_INTEN] &= ~value;
|
||||
break;
|
||||
case A_UART_TXDRDY ... A_UART_RXTO:
|
||||
s->reg[addr / 4] = value;
|
||||
break;
|
||||
case A_UART_ERRORSRC:
|
||||
s->reg[addr / 4] &= ~value;
|
||||
break;
|
||||
case A_UART_RXD:
|
||||
break;
|
||||
case A_UART_RXDRDY:
|
||||
if (value == 0) {
|
||||
s->reg[R_UART_RXDRDY] = 0;
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
case A_UART_STARTTX:
|
||||
if (value == 1) {
|
||||
s->tx_started = true;
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
case A_UART_STARTRX:
|
||||
if (value == 1) {
|
||||
s->rx_started = true;
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
case A_UART_ENABLE:
|
||||
if (value) {
|
||||
if (value == 4) {
|
||||
s->enabled = true;
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
s->enabled = false;
|
||||
value = 1;
|
||||
/* fall through */
|
||||
case A_UART_SUSPEND:
|
||||
case A_UART_STOPTX:
|
||||
if (value == 1) {
|
||||
s->tx_started = false;
|
||||
}
|
||||
/* fall through */
|
||||
case A_UART_STOPRX:
|
||||
if (addr != A_UART_STOPTX && value == 1) {
|
||||
s->rx_started = false;
|
||||
s->reg[R_UART_RXTO] = 1;
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
s->reg[addr / 4] = value;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
nrf51_uart_update_irq(s);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static const MemoryRegionOps uart_ops = {
|
||||
.read = uart_read,
|
||||
.write = uart_write,
|
||||
.endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
|
||||
};
|
||||
|
||||
static void nrf51_uart_reset(DeviceState *dev)
|
||||
{
|
||||
NRF51UARTState *s = NRF51_UART(dev);
|
||||
|
||||
s->pending_tx_byte = 0;
|
||||
|
||||
uart_cancel_transmit(s);
|
||||
|
||||
memset(s->reg, 0, sizeof(s->reg));
|
||||
|
||||
s->reg[R_UART_PSELRTS] = 0xFFFFFFFF;
|
||||
s->reg[R_UART_PSELTXD] = 0xFFFFFFFF;
|
||||
s->reg[R_UART_PSELCTS] = 0xFFFFFFFF;
|
||||
s->reg[R_UART_PSELRXD] = 0xFFFFFFFF;
|
||||
s->reg[R_UART_BAUDRATE] = 0x4000000;
|
||||
|
||||
s->rx_fifo_len = 0;
|
||||
s->rx_fifo_pos = 0;
|
||||
s->rx_started = false;
|
||||
s->tx_started = false;
|
||||
s->enabled = false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void uart_receive(void *opaque, const uint8_t *buf, int size)
|
||||
{
|
||||
|
||||
NRF51UARTState *s = NRF51_UART(opaque);
|
||||
int i;
|
||||
|
||||
if (size == 0 || s->rx_fifo_len >= UART_FIFO_LENGTH) {
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < size; i++) {
|
||||
uint32_t pos = (s->rx_fifo_pos + s->rx_fifo_len) % UART_FIFO_LENGTH;
|
||||
s->rx_fifo[pos] = buf[i];
|
||||
s->rx_fifo_len++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
s->reg[R_UART_RXDRDY] = 1;
|
||||
nrf51_uart_update_irq(s);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int uart_can_receive(void *opaque)
|
||||
{
|
||||
NRF51UARTState *s = NRF51_UART(opaque);
|
||||
|
||||
return s->rx_started ? (UART_FIFO_LENGTH - s->rx_fifo_len) : 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void uart_event(void *opaque, int event)
|
||||
{
|
||||
NRF51UARTState *s = NRF51_UART(opaque);
|
||||
|
||||
if (event == CHR_EVENT_BREAK) {
|
||||
s->reg[R_UART_ERRORSRC] |= 3;
|
||||
s->reg[R_UART_ERROR] = 1;
|
||||
nrf51_uart_update_irq(s);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void nrf51_uart_realize(DeviceState *dev, Error **errp)
|
||||
{
|
||||
NRF51UARTState *s = NRF51_UART(dev);
|
||||
|
||||
qemu_chr_fe_set_handlers(&s->chr, uart_can_receive, uart_receive,
|
||||
uart_event, NULL, s, NULL, true);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void nrf51_uart_init(Object *obj)
|
||||
{
|
||||
NRF51UARTState *s = NRF51_UART(obj);
|
||||
SysBusDevice *sbd = SYS_BUS_DEVICE(obj);
|
||||
|
||||
memory_region_init_io(&s->iomem, obj, &uart_ops, s,
|
||||
"nrf51_soc.uart", UART_SIZE);
|
||||
sysbus_init_mmio(sbd, &s->iomem);
|
||||
sysbus_init_irq(sbd, &s->irq);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int nrf51_uart_post_load(void *opaque, int version_id)
|
||||
{
|
||||
NRF51UARTState *s = NRF51_UART(opaque);
|
||||
|
||||
if (s->pending_tx_byte) {
|
||||
s->watch_tag = qemu_chr_fe_add_watch(&s->chr, G_IO_OUT | G_IO_HUP,
|
||||
uart_transmit, s);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static const VMStateDescription nrf51_uart_vmstate = {
|
||||
.name = "nrf51_soc.uart",
|
||||
.post_load = nrf51_uart_post_load,
|
||||
.fields = (VMStateField[]) {
|
||||
VMSTATE_UINT32_ARRAY(reg, NRF51UARTState, 0x56C),
|
||||
VMSTATE_UINT8_ARRAY(rx_fifo, NRF51UARTState, UART_FIFO_LENGTH),
|
||||
VMSTATE_UINT32(rx_fifo_pos, NRF51UARTState),
|
||||
VMSTATE_UINT32(rx_fifo_len, NRF51UARTState),
|
||||
VMSTATE_BOOL(rx_started, NRF51UARTState),
|
||||
VMSTATE_BOOL(tx_started, NRF51UARTState),
|
||||
VMSTATE_BOOL(pending_tx_byte, NRF51UARTState),
|
||||
VMSTATE_BOOL(enabled, NRF51UARTState),
|
||||
VMSTATE_END_OF_LIST()
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
static Property nrf51_uart_properties[] = {
|
||||
DEFINE_PROP_CHR("chardev", NRF51UARTState, chr),
|
||||
DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
|
||||
};
|
||||
|
||||
static void nrf51_uart_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
|
||||
{
|
||||
DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
|
||||
|
||||
dc->reset = nrf51_uart_reset;
|
||||
dc->realize = nrf51_uart_realize;
|
||||
dc->props = nrf51_uart_properties;
|
||||
dc->vmsd = &nrf51_uart_vmstate;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static const TypeInfo nrf51_uart_info = {
|
||||
.name = TYPE_NRF51_UART,
|
||||
.parent = TYPE_SYS_BUS_DEVICE,
|
||||
.instance_size = sizeof(NRF51UARTState),
|
||||
.instance_init = nrf51_uart_init,
|
||||
.class_init = nrf51_uart_class_init
|
||||
};
|
||||
|
||||
static void nrf51_uart_register_types(void)
|
||||
{
|
||||
type_register_static(&nrf51_uart_info);
|
||||
}
|
||||
|
||||
type_init(nrf51_uart_register_types)
|
||||
|
|
@ -73,3 +73,7 @@ cmsdk_apb_uart_receive(uint8_t c) "CMSDK APB UART: got character 0x%x from backe
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|||
cmsdk_apb_uart_tx_pending(void) "CMSDK APB UART: character send to backend pending"
|
||||
cmsdk_apb_uart_tx(uint8_t c) "CMSDK APB UART: character 0x%x sent to backend"
|
||||
cmsdk_apb_uart_set_params(int speed) "CMSDK APB UART: params set to %d 8N1"
|
||||
|
||||
# hw/char/nrf51_uart.c
|
||||
nrf51_uart_read(uint64_t addr, uint64_t r, unsigned int size) "addr 0x%" PRIx64 " value 0x%" PRIx64 " size %u"
|
||||
nrf51_uart_write(uint64_t addr, uint64_t value, unsigned int size) "addr 0x%" PRIx64 " value 0x%" PRIx64 " size %u"
|
||||
|
|
|
|||
|
|
@ -0,0 +1,78 @@
|
|||
/*
|
||||
* nRF51 SoC UART emulation
|
||||
*
|
||||
* Copyright (c) 2018 Julia Suvorova <jusual@mail.ru>
|
||||
*
|
||||
* This program is free software; you can redistribute it and/or modify
|
||||
* it under the terms of the GNU General Public License version 2 or
|
||||
* (at your option) any later version.
|
||||
*/
|
||||
|
||||
#ifndef NRF51_UART_H
|
||||
#define NRF51_UART_H
|
||||
|
||||
#include "hw/sysbus.h"
|
||||
#include "chardev/char-fe.h"
|
||||
#include "hw/registerfields.h"
|
||||
|
||||
#define UART_FIFO_LENGTH 6
|
||||
#define UART_BASE 0x40002000
|
||||
#define UART_SIZE 0x1000
|
||||
|
||||
#define TYPE_NRF51_UART "nrf51_soc.uart"
|
||||
#define NRF51_UART(obj) OBJECT_CHECK(NRF51UARTState, (obj), TYPE_NRF51_UART)
|
||||
|
||||
REG32(UART_STARTRX, 0x000)
|
||||
REG32(UART_STOPRX, 0x004)
|
||||
REG32(UART_STARTTX, 0x008)
|
||||
REG32(UART_STOPTX, 0x00C)
|
||||
REG32(UART_SUSPEND, 0x01C)
|
||||
|
||||
REG32(UART_CTS, 0x100)
|
||||
REG32(UART_NCTS, 0x104)
|
||||
REG32(UART_RXDRDY, 0x108)
|
||||
REG32(UART_TXDRDY, 0x11C)
|
||||
REG32(UART_ERROR, 0x124)
|
||||
REG32(UART_RXTO, 0x144)
|
||||
|
||||
REG32(UART_INTEN, 0x300)
|
||||
FIELD(UART_INTEN, CTS, 0, 1)
|
||||
FIELD(UART_INTEN, NCTS, 1, 1)
|
||||
FIELD(UART_INTEN, RXDRDY, 2, 1)
|
||||
FIELD(UART_INTEN, TXDRDY, 7, 1)
|
||||
FIELD(UART_INTEN, ERROR, 9, 1)
|
||||
FIELD(UART_INTEN, RXTO, 17, 1)
|
||||
REG32(UART_INTENSET, 0x304)
|
||||
REG32(UART_INTENCLR, 0x308)
|
||||
REG32(UART_ERRORSRC, 0x480)
|
||||
REG32(UART_ENABLE, 0x500)
|
||||
REG32(UART_PSELRTS, 0x508)
|
||||
REG32(UART_PSELTXD, 0x50C)
|
||||
REG32(UART_PSELCTS, 0x510)
|
||||
REG32(UART_PSELRXD, 0x514)
|
||||
REG32(UART_RXD, 0x518)
|
||||
REG32(UART_TXD, 0x51C)
|
||||
REG32(UART_BAUDRATE, 0x524)
|
||||
REG32(UART_CONFIG, 0x56C)
|
||||
|
||||
typedef struct NRF51UARTState {
|
||||
SysBusDevice parent_obj;
|
||||
|
||||
MemoryRegion iomem;
|
||||
CharBackend chr;
|
||||
qemu_irq irq;
|
||||
guint watch_tag;
|
||||
|
||||
uint8_t rx_fifo[UART_FIFO_LENGTH];
|
||||
unsigned int rx_fifo_pos;
|
||||
unsigned int rx_fifo_len;
|
||||
|
||||
uint32_t reg[0x56C];
|
||||
|
||||
bool rx_started;
|
||||
bool tx_started;
|
||||
bool pending_tx_byte;
|
||||
bool enabled;
|
||||
} NRF51UARTState;
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
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