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Up to [Isaki's NoNo m68k/m88k emulator] / nono / vm|
Return to goldfish_timer.cpp CVS log | Up to [Isaki's NoNo m68k/m88k emulator] / nono / vm |
1.1 root 1: //
2: // nono
3: // Copyright (C) 2024 nono project
4: // Licensed under nono-license.txt
5: //
6:
7: //
8: // Goldfish (Qemu) RTC+Timer (の Timer のほう)
9: //
10:
11: // Google Goldfish RTC/Timer 仕様と QEMU 実装の仕様には互換性がない。
12: // オリジナルもまあまあ首をかしげる仕様だったので、それを QEMU が跡形なく
13: // 変更して使っているのかも知れない。知らんけど。
14: // ここで実装しているのは QEMU 仕様のほう。
15: //
16: // デバイスには 2 種類あり、Timer と RTC という名前で区別する。
17: // で、これはどこの仕様なのか QEMU の実装なのか分からないが、何故か
18: // RTC デバイスのベースアドレスは Timer デバイスのベースアドレス + 0x1000 の
19: // 位置らしい。
20: // どうして別デバイスにして BootInfo で別々に渡すよう設計しなかったのか…。
21: //
22: // 元仕様書にエンディアンのエの字もないので、たぶん何の考察もしてないのだと
23: // 思うが、ここではゲストエンディアン (ビッグエンディアン) デバイスに見せる。
24: // NetBSD/virt68k もそのように動いているようなので。
25:
26: // Timer デバイスのレジスタは次の通り。
27: //
28: // +$00.L TIME_LOW R-: ホスト時刻 [nsec] の下位 32 ビット
29: // +$04.L TIME_HIGH R-: ホスト時刻 [nsec] の上位 32 ビット
30: // +$08.L ALARM_LOW -W: アラーム時刻 [nsec] の下位 32 ビットとアラーム開始
31: // +$0c.L ALARM_HIGH -W: アラーム時刻 [nsec] の上位 32 ビット
32: // +$10.L INTR_STATUS RW: 割り込み許可禁止の取得(R)/設定(W)
33: // +$14.L ALARM_CLEAR -W: 動作中のアラームクリア
34: // +$18.L ALARM_STATUS R-: アラーム動作中なら $1、そうでなければ $0
35: // +$1c.L INTR_CLEAR -W: 割り込みクリア
36: //
37: // TIME_LOW、TIME_HIGH はホスト時刻を [nsec] で返す。
38: // TIME_LOW 読み込み時に 64 ビットをラッチするので必ず TIME_LOW、HIGH の順で
39: // 読み出すこと。ここでいうホスト時刻は、ホストのある時点 (大抵は VM の開始
40: // 時点) からの相対時刻。
41: //
42: // ALARM_LOW、ALARM_HIGH はアラーム時刻 [nsec] の設定。
43: // 現時刻からの間隔ではなくこのホスト時間軸上の時刻。
44: // 過去の時刻だったらどうなるとかの定義は一切ない…。
45: // ALARM_LOW がアラーム開始を兼ねているので必ず HIGH、LOW の順で書き込むこと。
46: //
47: // INTR_STATUS は書き込み時は最下位ビットが %1 なら割り込み許可、%0 なら禁止。
48: // 読み込み時は割り込み許可なら $1、禁止なら $0。
49:
50: #include "goldfish_timer.h"
51: #include "goldfish_pic.h"
52: #include "goldfish_rtc.h"
1.1.1.3 root 53: #include "monitor.h"
1.1.1.2 root 54: #include "mpu.h"
1.1 root 55: #include "scheduler.h"
56: #include "syncer.h"
57:
58: //
59: // GFTimer
60: //
61:
62: // コンストラクタ
63: GFTimerDevice::GFTimerDevice()
64: : inherited(OBJ_GFTIMER)
65: {
66: // モニタは GFRTC + GFTimer で共有。
1.1.1.3 root 67: monitor = gMonitorManager->Regist(ID_MONITOR_RTC, this);
68: monitor->func = ToMonitorCallback(&GFTimerDevice::MonitorUpdate);
69: monitor->SetSize(38, 7);
1.1 root 70: }
71:
72: // デストラクタ
73: GFTimerDevice::~GFTimerDevice()
74: {
75: }
76:
77: // 初期化
78: bool
79: GFTimerDevice::Init()
80: {
81: // 割り込み信号線の接続先
82: auto gfpic = GetGFPICDevice(6);
83: gfpic->RegistIRQ(1, "GFTimer", this);
84: interrupt = gfpic;
85:
86: gfrtc = dynamic_cast<GFRTCDevice *>(GetRTCDevice());
87: syncer = GetSyncer();
88:
89: // クロックの同期方法
90: sync_rt = GetRTCDevice()->GetSyncRealtime();
1.1.1.2 root 91:
1.1 root 92: // それによってイベントを分けてある。(time はどちらも都度セットする)
93: if (sync_rt) {
94: event.func = ToEventCallback(&GFTimerDevice::CallbackRT);
95: } else {
96: event.func = ToEventCallback(&GFTimerDevice::CallbackVT);
97: }
1.1.1.2 root 98: event.SetName("Goldfish Timer");
99: scheduler->RegistEvent(event);
1.1 root 100:
101: return true;
102: }
103:
104: // 電源オン/リセット
105: void
106: GFTimerDevice::ResetHard(bool poweron)
107: {
108: scheduler->StopEvent(event);
109: elapsed = 0;
110: alarm = 0;
111: mtime = 0;
112: mtime_epoch = 0;
113:
114: intr_enable = false;
115: intr_assert = false;
116: ChangeInterrupt();
117: }
118:
119: busdata
1.1.1.2 root 120: GFTimerDevice::ReadPort(uint32 offset)
1.1 root 121: {
122: busdata data;
123:
124: switch (offset) {
125: case GFRTC::TIME_LOW:
126: elapsed = Now();
127: data = (uint32)elapsed;
128: if (__predict_false(loglevel >= 2)) {
129: if (loglevel >= 3) {
130: putlogn("TIME_LOW -> $%08x", data.Data());
131: } else {
132: putlogn("TIME -> $%08x'%08x",
133: (uint32)(elapsed >> 32), data.Data());
134: }
135: }
136: break;
137:
138: case GFRTC::TIME_HIGH:
139: data = (uint32)(elapsed >> 32);
140: putlog(3, "TIME_HIGH -> $%08x", data.Data());
141: break;
142:
143: case GFRTC::INTR_STATUS:
144: data = intr_enable ? 1 : 0;
145: putlog(2, "INTR_STATUS -> $%08x", data.Data());
146: break;
147:
148: case GFRTC::ALARM_STATUS:
149: data = event.IsRunning() ? 1 : 0;
150: putlog(2, "ALARM_STATUS -> $%08x", data.Data());
151: break;
152:
153: default:
1.1.1.2 root 154: putlog(1, "Read unknown $%08x", mpu->GetPaddr());
1.1 root 155: data.SetBusErr();
156: break;
157: }
1.1.1.2 root 158:
159: data |= BusData::Size4;
1.1 root 160: return data;
161: }
162:
163: busdata
1.1.1.2 root 164: GFTimerDevice::WritePort(uint32 offset, uint32 data)
1.1 root 165: {
166: busdata r;
167:
168: switch (offset) {
169: case GFRTC::ALARM_LOW:
170: alarm = alarm_high | data;
171: alarm_high = 0;
172: if (__predict_false(loglevel >= 2)) {
173: if (loglevel >= 3) {
174: putlogn("ALARM_LOW <- $%08x", data);
175: } else {
176: putlogn("ALARM <- $%08x'%08x",
177: (uint32)(alarm >> 32), (uint32)alarm);
178: }
179: }
180: StartAlarm();
181: break;
182:
183: case GFRTC::ALARM_HIGH:
184: putlog(3, "ALARM_HIGH <- $%08x", data);
185: alarm_high = (uint64)data << 32;
186: break;
187:
188: case GFRTC::INTR_STATUS:
189: intr_enable = data & 1;
190: if (__predict_false(loglevel >= 1)) {
191: if (intr_enable) {
192: putlogn("Enable interrupt");
193: } else {
194: putlogn("Disable interrupt");
195: }
196: }
197: ChangeInterrupt();
198: break;
199:
200: case GFRTC::ALARM_CLEAR:
201: putlog(1, "Clear alarm");
202: alarm = 0;
203: break;
204:
205: case GFRTC::INTR_CLEAR:
206: putlog(2, "Clear interrupt");
207: intr_assert = false;
208: ChangeInterrupt();
209: break;
210:
211: default:
1.1.1.2 root 212: putlog(1, "Write unknown $%08x <- $%08x", mpu->GetPaddr(), data);
213: r = BusData::BusErr;
1.1 root 214: break;
215: }
216:
1.1.1.2 root 217: r |= BusData::Size4;
1.1 root 218: return r;
219: }
220:
221: busdata
1.1.1.2 root 222: GFTimerDevice::PeekPort(uint32 offset)
1.1 root 223: {
224: switch (offset) {
1.1.1.2 root 225: case GFRTC::TIME_LOW:
226: return Now() & 0xffffffffU;
227: case GFRTC::TIME_HIGH:
228: return Now() >> 32;
229: case GFRTC::INTR_STATUS:
1.1 root 230: return intr_assert ? 1 : 0;
1.1.1.2 root 231: case GFRTC::ALARM_STATUS:
1.1 root 232: return event.IsRunning() ? 1 : 0;
233: default:
1.1.1.2 root 234: return BusData::BusErr;
1.1 root 235: }
236: }
237:
238: void
239: GFTimerDevice::MonitorUpdate(Monitor *, TextScreen& screen)
240: {
241: int y = 0;
242:
243: screen.Clear();
244:
245: uint64 now = Now();
246:
247: screen.Puts(0, y++, "<Timer>");
248: screen.Print(0, y++, "Time: %26s", TimeToStr(now).c_str());
249: screen.Print(0, y++, "Alarm: %26s", TimeToStr(alarm).c_str());
250: y++;
251:
252: gfrtc->MonitorUpdateRTC(screen, y);
253: }
254:
255: // 現在時刻を返す
256: uint64
257: GFTimerDevice::Now() const
258: {
259: uint64 now;
260:
261: if (sync_rt) {
262: now = syncer->GetRealTime();
263: } else {
264: now = scheduler->GetVirtTime();
265: }
266: return now;
267: }
268:
269: // アラーム開始。(ALARM_LOW の書き込みで呼ばれる)
270: void
271: GFTimerDevice::StartAlarm()
272: {
1.1.1.3 root 273: uint64 now = Now();
274:
1.1 root 275: if (__predict_false(mtime_epoch == 0)) {
276: // 最初のアラーム書き込み時を修正実時間軸の基準点にする。
1.1.1.3 root 277: mtime_epoch = now;
278: mtime = 0;
1.1 root 279: }
280:
281: // 仮想時間モードなら ALARM 時刻に発火するイベントをセットするだけ。
282: // 実時間モードならひとまず仮に本来の仮想時刻にイベントは起こすが、
283: // 割り込みを上げるかどうかは向こうで調整する。
284: // event.code は VT モードの時には不要だが気にせず立てる。
1.1.1.2 root 285: // 指定されたアラームがすでに過去の時刻なら QEMU は即発火するようだ。
286: if (__predict_true(alarm > now)) {
287: event.time = alarm - now;
288: } else {
289: if (__predict_false(loglevel >= 1)) {
290: uint64 delta = now - alarm;
291: putlogn("ALARM: past alarm -%s", TimeToStr(delta).c_str());
292: }
293: event.time = 0;
294: }
1.1 root 295: event.code = 1;
296: scheduler->RestartEvent(event);
297: }
298:
299: // 実時間モードでのコールバック。
300: void
301: GFTimerDevice::CallbackRT(Event& ev)
302: {
303: // アラーム開始後最初の1回だけ自分の時間軸をアラーム分だけ進める。
304: if (event.code) {
305: mtime += ev.time;
306: event.code = 0;
307: }
308:
309: uint64 mnow = syncer->GetRealTime() - mtime_epoch;
310: if (mtime >= mnow) {
311: // システムの実時間軸を追い越していたら一回休んで
312: // もう一度このイベントに来る。
313: scheduler->RestartEvent(event);
314: } else {
1.1.1.2 root 315: // システムの実時間軸に追い付いてなければ(通常動作)、アラーム発報。
1.1 root 316: intr_assert = true;
317: ChangeInterrupt();
318: }
319: }
320:
321: // 仮想時間モードでのコールバック。
322: void
323: GFTimerDevice::CallbackVT(Event& ev)
324: {
325: // 仮想時間モードなら、イベントが起きたここがゴール。
326: // アラームは単発イベントなのでリスタート不要。
327: intr_assert = true;
328: ChangeInterrupt();
329: }
330:
331: void
332: GFTimerDevice::ChangeInterrupt()
333: {
334: bool irq = (intr_enable && intr_assert);
335: interrupt->ChangeINT(this, irq);
336: }
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