src/lib/doslib/8254.h

   1 /* 8254.h
   2  *
   3  * 8254 programmable interrupt timer control library.
   4  * (C) 2008-2012 Jonathan Campbell.
   5  * Hackipedia DOS library.
   6  *
   7  * This code is licensed under the LGPL.
   8  * <insert LGPL legal text here>
   9  *
  10  * Compiles for intended target environments:
  11  *   - MS-DOS [pure DOS mode, or Windows or OS/2 DOS Box] */
  12
  13 #ifndef __HW_8254_8254_H
  14 #define __HW_8254_8254_H
  15
  16 #include "src/lib/doslib/cpu.h"
  17 #include <stdint.h>
  18
  19 /* WARNING: When calling these functions it is recommended that you disable interrupts
  20  *          during the programming procedure. In MS-DOS mode there is nothing to stop
  21  *          the BIOS from trying to use the 8254 chip at the same time you are. It is
  22  *          entirely possible that it might read values back during an interrupt. If
  23  *          you do not watch for that, you will get erroneous results from these
  24  *          routines. Use hw/cpu.h _cli() and _sti() functions.
  25  *
  26  *          In contrast, it is extremely rare for interrupt handlers to mess with the
  27  *          PC speaker gate port (and even if they do, the worst that can happen is
  28  *          our code overrides what the IRQ is trying to do) */
  29
  30 #define PC_SPEAKER_GATE                                         0x61
  31
  32 /* 1.19318MHz from which the counter values divide down from */
  33 #define T8254_REF_CLOCK_HZ                                      1193180
  34
  35 #define T8254_IRQ                                               0
  36
  37 #define T8254_PORT(x)                                           ((x) + 0x40)
  38 #define T8254_TIMER_PORT(x)                                     T8254_PORT(x)
  39 #define T8254_CONTROL_PORT                                      T8254_PORT(3)
  40
  41 #define T8254_MODE_0_INT_ON_TERMINAL_COUNT                      0
  42 #define T8254_MODE_1_HARDWARE_RETRIGGERABLE_ONE_SHOT            1
  43 #define T8254_MODE_2_RATE_GENERATOR                             2
  44 #define T8254_MODE_3_SQUARE_WAVE_MODE                           3
  45 #define T8254_MODE_4_SOFTWARE_TRIGGERED_STROBE                  4
  46 #define T8254_MODE_5_HARDWARE_TRIGGERED_STROBE                  5
  47
  48 #define T8254_READBACK_COUNT                                    0x20
  49 #define T8254_READBACK_STATUS                                   0x10
  50 #define T8254_READBACK_TIMER_2                                  0x08
  51 #define T8254_READBACK_TIMER_1                                  0x04
  52 #define T8254_READBACK_TIMER_0                                  0x02
  53 #define T8254_READBACK_ALL                                      0x3E
  54
  55 /* this represents one counter value in the 8254/8253 chipset library, including the
  56  * value the chip reloads on finishing countdown.
  57  * NTS: In 8254 hardware, a value of 0 is treated as 65536 because the chip decrements
  58  *      THEN checks against zero. This allows the rate to drop as low as
  59  *      1193180 / 65536 = 18.20648Hz on PC hardware */
  60 typedef uint16_t t8254_time_t;
  61
  62 /* the 8254 (NOT 8253!) has a command that allows us to read the status and counter
  63  * value of one or more latches (though contemporary hardware fails to emulate multi-
  64  * counter latching from one command!). The status allows us to know what the counter
  65  * was programmed as, the output of the counter at the time, and whether a new counter
  66  * value was being loaded. The t8254_readback_t structure is used to read this info */
  67 struct t8254_readback_entry_t {
  68         unsigned char           status;
  69         t8254_time_t            count;
  70 };
  71
  72 struct t8254_readback_t {
  73         struct t8254_readback_entry_t   timer[3];
  74 };
  75
  76 extern uint32_t t8254_counter[3];
  77 extern int8_t probed_8254_result;
  78
  79 int probe_8254();
  80 void readback_8254(unsigned char what,struct t8254_readback_t *t); /* WARNING: 8254 only, will not work on 8253 chips in original PC/XT hardware */
  81 unsigned long t8254_us2ticks(unsigned long a);
  82 unsigned long t8254_us2ticksr(unsigned long a,unsigned long *rem);
  83 void t8254_wait(unsigned long ticks);
  84
  85 static inline t8254_time_t read_8254_ncli(unsigned char timer) {
  86         t8254_time_t x;
  87
  88         if (timer > 2) return 0;
  89         outp(T8254_CONTROL_PORT,(timer << 6) | (0 << 4) | 0);   /* latch counter N, counter latch read */
  90         x  = (t8254_time_t)inp(T8254_TIMER_PORT(timer));
  91         x |= (t8254_time_t)inp(T8254_TIMER_PORT(timer)) << 8U;
  92         return x;
  93 }
  94
  95 static inline t8254_time_t read_8254(unsigned char timer) {
  96         unsigned int flags;
  97         t8254_time_t x;
  98
  99         flags = get_cpu_flags();
 100         x = read_8254_ncli(timer);
 101         _sti_if_flags(flags);
 102         return x;
 103 }
 104
 105 /* NTS: At the hardware level, count == 0 is equivalent to programming 0x10000 into it.
 106  *      t8254_time_t is a 16-bit integer, and we write 16 bits, so 0 and 0x10000 is
 107  *      the same thing to us anyway */
 108 static inline void write_8254_ncli(unsigned char timer,t8254_time_t count,unsigned char mode) {
 109         if (timer > 2) return;
 110         outp(T8254_CONTROL_PORT,(timer << 6) | (3 << 4) | (mode << 1)); /* set new time */
 111         outp(T8254_TIMER_PORT(timer),count);
 112         outp(T8254_TIMER_PORT(timer),count >> 8);
 113         /* for our own timing code, keep track of what that count was. we can't read it back from H/W anyway */
 114         t8254_counter[timer] = (count == 0 ? 0x10000 : count);
 115 }
 116
 117 static inline void write_8254(unsigned char timer,t8254_time_t count,unsigned char mode) {
 118         unsigned int flags;
 119
 120         flags = get_cpu_flags();
 121         write_8254_ncli(timer,count,mode);
 122         _sti_if_flags(flags);
 123 }
 124
 125 static inline unsigned char t8254_pc_speaker_read_gate() {
 126         return inp(PC_SPEAKER_GATE) & 3;
 127 }
 128
 129 static inline void t8254_pc_speaker_set_gate(unsigned char m) {
 130         unsigned char x;
 131
 132         x = inp(PC_SPEAKER_GATE);
 133         x = (x & ~0x3) | (m & 3);
 134         outp(PC_SPEAKER_GATE,x);
 135 }
 136
 137 static inline void write_8254_system_timer(t8254_time_t max) {
 138         write_8254(0,max,T8254_MODE_2_RATE_GENERATOR);
 139 }
 140
 141 static inline void write_8254_pc_speaker(t8254_time_t max) {
 142         write_8254(2,max,T8254_MODE_3_SQUARE_WAVE_MODE);
 143 }
 144
 145 #endif /* __HW_8254_8254_H */
 146