Merge from vendor branch OPENSSH:
[dragonfly.git] / sys / dev / misc / tw / tw.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1992, 1993, 1995 Eugene W. Stark
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
13  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
14  *    must display the following acknowledgement:
15  *      This product includes software developed by Eugene W. Stark.
16  * 4. The name of the author may not be used to endorse or promote products
17  *    derived from this software without specific prior written permission.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY EUGENE W. STARK (THE AUTHOR) ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT,
23  * INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
24  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
25  * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  *
31  * $FreeBSD: src/sys/i386/isa/tw.c,v 1.38 2000/01/29 16:00:32 peter Exp $
32  * $DragonFly: src/sys/dev/misc/tw/tw.c,v 1.15 2005/12/11 01:54:08 swildner Exp $
33  *
34  */
35
36 #include "use_tw.h"
37
38 /*
39  * Driver configuration parameters
40  */
41
42 /*
43  * Time for 1/2 of a power line cycle, in microseconds.
44  * Change this to 10000 for 50Hz power.  Phil Sampson
45  * (vk2jnt@gw.vk2jnt.ampr.org OR sampson@gidday.enet.dec.com)
46  * reports that this works (at least in Australia) using a
47  * TW7223 module (a local version of the TW523).
48  */
49 #define HALFCYCLE 8333                  /* 1/2 cycle = 8333us at 60Hz */
50
51 /*
52  * Undefine the following if you don't have the high-resolution "microtime"
53  * routines (leave defined for FreeBSD, which has them).
54  */
55 #define HIRESTIME
56
57 /*
58  * End of driver configuration parameters
59  */
60
61 /*
62  * FreeBSD Device Driver for X-10 POWERHOUSE (tm)
63  * Two-Way Power Line Interface, Model #TW523
64  *
65  * written by Eugene W. Stark (stark@cs.sunysb.edu)
66  * December 2, 1992
67  *
68  * NOTES:
69  *
70  * The TW523 is a carrier-current modem for home control/automation purposes.
71  * It is made by:
72  *
73  *      X-10 Inc.
74  *      185A LeGrand Ave.
75  *      Northvale, NJ 07647
76  *      USA
77  *      (201) 784-9700 or 1-800-526-0027
78  *
79  *      X-10 Home Controls Inc.
80  *      1200 Aerowood Drive, Unit 20
81  *      Mississauga, Ontario
82  *      (416) 624-4446 or 1-800-387-3346
83  *
84  * The TW523 is designed for communications using the X-10 protocol,
85  * which is compatible with a number of home control systems, including
86  * Radio Shack "Plug 'n Power(tm)" and Stanley "Lightmaker(tm)."
87  * I bought my TW523 from:
88  *
89  *      Home Control Concepts
90  *      9353-C Activity Road
91  *      San Diego, CA 92126
92  *      (619) 693-8887
93  *
94  * They supplied me with the TW523 (which has an RJ-11 four-wire modular
95  * telephone connector), a modular cable, an RJ-11 to DB-25 connector with
96  * internal wiring, documentation from X-10 on the TW523 (very good),
97  * an instruction manual by Home Control Concepts (not very informative),
98  * and a floppy disk containing binary object code of some demonstration/test
99  * programs and of a C function library suitable for controlling the TW523
100  * by an IBM PC under MS-DOS (not useful to me other than to verify that
101  * the unit worked).  I suggest saving money and buying the bare TW523
102  * rather than the TW523 development kit (what I bought), because if you
103  * are running FreeBSD you don't really care about the DOS binaries.
104  *
105  * The interface to the TW-523 consists of four wires on the RJ-11 connector,
106  * which are jumpered to somewhat more wires on the DB-25 connector, which
107  * in turn is intended to plug into the PC parallel printer port.  I dismantled
108  * the DB-25 connector to find out what they had done:
109  *
110  *      Signal          RJ-11 pin       DB-25 pin(s)    Parallel Port
111  *      Transmit TX       4 (Y)         2, 4, 6, 8      Data out
112  *      Receive RX        3 (G)         10, 14          -ACK, -AutoFeed
113  *      Common            2 (R)         25              Common
114  *      Zero crossing     1 (B)         17 or 12        -Select or +PaperEnd
115  *
116  * NOTE: In the original cable I have (which I am still using, May, 1997)
117  * the Zero crossing signal goes to pin 17 (-Select) on the parallel port.
118  * In retrospect, this doesn't make a whole lot of sense, given that the
119  * -Select signal propagates the other direction.  Indeed, some people have
120  * reported problems with this, and have had success using pin 12 (+PaperEnd)
121  * instead.  This driver searches for the zero crossing signal on either
122  * pin 17 or pin 12, so it should work with either cable configuration.
123  * My suggestion would be to start by making the cable so that the zero
124  * crossing signal goes to pin 12 on the parallel port.
125  *
126  * The zero crossing signal is used to synchronize transmission to the
127  * zero crossings of the AC line, as detailed in the X-10 documentation.
128  * It would be nice if one could generate interrupts with this signal,
129  * however one needs interrupts on both the rising and falling edges,
130  * and the -ACK signal to the parallel port interrupts only on the falling
131  * edge, so it can't be done without additional hardware.
132  *
133  * In this driver, the transmit function is performed in a non-interrupt-driven
134  * fashion, by polling the zero crossing signal to determine when a transition
135  * has occurred.  This wastes CPU time during transmission, but it seems like
136  * the best that can be done without additional hardware.  One problem with
137  * the scheme is that preemption of the CPU during transmission can cause loss
138  * of sync.  The driver tries to catch this, by noticing that a long delay
139  * loop has somehow become foreshortened, and the transmission is aborted with
140  * an error return.  It is up to the user level software to handle this
141  * situation (most likely by retrying the transmission).
142  */
143
144 #include <sys/param.h>
145 #include <sys/systm.h>
146 #include <sys/conf.h>
147 #include <sys/kernel.h>
148 #include <sys/uio.h>
149 #include <sys/syslog.h>
150 #include <sys/select.h>
151 #include <sys/poll.h>
152 #include <sys/thread2.h>
153
154 #ifdef HIRESTIME
155 #include <sys/time.h>
156 #endif /* HIRESTIME */
157
158 #include <bus/isa/i386/isa_device.h>
159
160 /*
161  * Transmission is done by calling write() to send three byte packets of data.
162  * The first byte contains a four bit house code (0=A to 15=P).
163  * The second byte contains five bit unit/key code (0=unit 1 to 15=unit 16,
164  * 16=All Units Off to 31 = Status Request).  The third byte specifies
165  * the number of times the packet is to be transmitted without any
166  * gaps between successive transmissions.  Normally this is 2, as per
167  * the X-10 documentation, but sometimes (e.g. for bright and dim codes)
168  * it can be another value.  Each call to write can specify an arbitrary
169  * number of data bytes.  An incomplete packet is buffered until a subsequent
170  * call to write() provides data to complete it.  At most one packet will
171  * actually be processed in any call to write().  Successive calls to write()
172  * leave a three-cycle gap between transmissions, per the X-10 documentation.
173  *
174  * Reception is done using read().
175  * The driver produces a series of three-character packets.
176  * In each packet, the first character consists of flags,
177  * the second character is a four bit house code (0-15),
178  * and the third character is a five bit key/function code (0-31).
179  * The flags are the following:
180  */
181
182 #define TW_RCV_LOCAL    1  /* The packet arrived during a local transmission */
183 #define TW_RCV_ERROR    2  /* An invalid/corrupted packet was received */
184
185 /*
186  * IBM PC parallel port definitions relevant to TW523
187  */
188
189 #define tw_data 0                       /* Data to tw523 (R/W) */
190
191 #define tw_status 1                     /* Status of tw523 (R) */
192 #define TWS_RDATA               0x40    /* tw523 receive data */
193 #define TWS_OUT                 0x20    /* pin 12, out of paper */
194
195 #define tw_control 2                    /* Control tw523 (R/W) */
196 #define TWC_SYNC                0x08    /* tw523 sync (pin 17) */
197 #define TWC_ENA                 0x10    /* tw523 interrupt enable */
198
199 /*
200  * Miscellaneous defines
201  */
202
203 #define TWUNIT(dev)     (minor(dev))    /* Extract unit number from device */
204
205 static int twprobe(struct isa_device *idp);
206 static int twattach(struct isa_device *idp);
207
208 struct isa_driver twdriver = {
209   twprobe, twattach, "tw"
210 };
211
212 static  d_open_t        twopen;
213 static  d_close_t       twclose;
214 static  d_read_t        twread;
215 static  d_write_t       twwrite;
216 static  d_poll_t        twpoll;
217
218 #define CDEV_MAJOR 19
219 static struct cdevsw tw_cdevsw = {
220         /* name */      "tw",
221         /* maj */       CDEV_MAJOR,
222         /* flags */     0,
223         /* port */      NULL,
224         /* clone */     NULL,
225
226         /* open */      twopen,
227         /* close */     twclose,
228         /* read */      twread,
229         /* write */     twwrite,
230         /* ioctl */     noioctl,
231         /* poll */      twpoll,
232         /* mmap */      nommap,
233         /* strategy */  nostrategy,
234         /* dump */      nodump,
235         /* psize */     nopsize
236 };
237
238 /*
239  * Software control structure for TW523
240  */
241
242 #define TWS_XMITTING     1      /* Transmission in progress */
243 #define TWS_RCVING       2      /* Reception in progress */
244 #define TWS_WANT         4      /* A process wants received data */
245 #define TWS_OPEN         8      /* Is it currently open? */
246
247 #define TW_SIZE         3*60    /* Enough for about 10 sec. of input */
248 #define TW_MIN_DELAY    1500    /* Ignore interrupts of lesser latency */
249
250 static struct tw_sc {
251   u_int sc_port;                /* I/O Port */
252   u_int sc_state;               /* Current software control state */
253   struct selinfo sc_selp;       /* Information for select() */
254   u_char sc_xphase;             /* Current state of sync (for transmitter) */
255   u_char sc_rphase;             /* Current state of sync (for receiver) */
256   u_char sc_flags;              /* Flags for current reception */
257   short sc_rcount;              /* Number of bits received so far */
258   int sc_bits;                  /* Bits received so far */
259   u_char sc_pkt[3];             /* Packet not yet transmitted */
260   short sc_pktsize;             /* How many bytes in the packet? */
261   u_char sc_buf[TW_SIZE];       /* We buffer our own input */
262   int sc_nextin;                /* Next free slot in circular buffer */
263   int sc_nextout;               /* First used slot in circular buffer */
264                                 /* Callout for canceling our abortrcv timeout */
265   struct callout abortrcv_ch;
266 #ifdef HIRESTIME
267   int sc_xtimes[22];            /* Times for bits in current xmit packet */
268   int sc_rtimes[22];            /* Times for bits in current rcv packet */
269   int sc_no_rcv;                /* number of interrupts received */
270 #define SC_RCV_TIME_LEN 128
271   int sc_rcv_time[SC_RCV_TIME_LEN]; /* usec time stamp on interrupt */
272 #endif /* HIRESTIME */
273 } tw_sc[NTW];
274
275 static int tw_zcport;           /* offset of port for zero crossing signal */
276 static int tw_zcmask;           /* mask for the zero crossing signal */
277
278 static void twdelay25(void);
279 static void twdelayn(int n);
280 static void twsetuptimes(int *a);
281 static int wait_for_zero(struct tw_sc *sc);
282 static int twputpkt(struct tw_sc *sc, u_char *p);
283 static void twintr(void *);
284 static int twgetbytes(struct tw_sc *sc, u_char *p, int cnt);
285 static timeout_t twabortrcv;
286 static int twsend(struct tw_sc *sc, int h, int k, int cnt);
287 static int next_zero(struct tw_sc *sc);
288 static int twchecktime(int target, int tol);
289 static void twdebugtimes(struct tw_sc *sc);
290
291 /*
292  * Counter value for delay loop.
293  * It is adjusted by twprobe so that the delay loop takes about 25us.
294  */
295
296 #define TWDELAYCOUNT 161                /* Works on my 486DX/33 */
297 static int twdelaycount;
298
299 /*
300  * Twdelay25 is used for very short delays of about 25us.
301  * It is implemented with a calibrated delay loop, and should be
302  * fairly accurate ... unless we are preempted by an interrupt.
303  *
304  * We use this to wait for zero crossings because the X-10 specs say we
305  * are supposed to assert carrier within 25us when one happens.
306  * I don't really believe we can do this, but the X-10 devices seem to be
307  * fairly forgiving.
308  */
309
310 static void
311 twdelay25(void)
312 {
313   int cnt;
314   for(cnt = twdelaycount; cnt; cnt--);  /* Should take about 25us */
315 }
316
317 /*
318  * Twdelayn is used to time the length of the 1ms carrier pulse.
319  * This is not very critical, but if we have high-resolution time-of-day
320  * we check it every apparent 200us to make sure we don't get too far off
321  * if we happen to be interrupted during the delay.
322  */
323
324 static void
325 twdelayn(int n)
326 {
327 #ifdef HIRESTIME
328   int t, d;
329   struct timeval tv;
330   microtime(&tv);
331   t = tv.tv_usec;
332   t += n;
333 #endif /* HIRESTIME */
334   while(n > 0) {
335     twdelay25();
336     n -= 25;
337 #ifdef HIRESTIME
338     if((n & 0x7) == 0) {
339       microtime(&tv);
340       d = tv.tv_usec - t;
341       if(d >= 0 && d < 1000000) return;
342     }
343 #endif /* HIRESTIME */
344   }
345 }
346
347 static int
348 twprobe(struct isa_device *idp)
349 {
350   struct tw_sc sc;
351   int d;
352   int tries;
353
354   sc.sc_port = idp->id_iobase;
355   /* Search for the zero crossing signal at ports, bit combinations. */
356   tw_zcport = tw_control;
357   tw_zcmask = TWC_SYNC;
358   sc.sc_xphase = inb(idp->id_iobase + tw_zcport) & tw_zcmask;
359   if(wait_for_zero(&sc) < 0) {
360     tw_zcport = tw_status;
361     tw_zcmask = TWS_OUT;
362     sc.sc_xphase = inb(idp->id_iobase + tw_zcport) & tw_zcmask;
363   }
364   if(wait_for_zero(&sc) < 0)
365     return(0);
366   /*
367    * Iteratively check the timing of a few sync transitions, and adjust
368    * the loop delay counter, if necessary, to bring the timing reported
369    * by wait_for_zero() close to HALFCYCLE.  Give up if anything
370    * ridiculous happens.
371    */
372   if(twdelaycount == 0) {  /* Only adjust timing for first unit */
373     twdelaycount = TWDELAYCOUNT;
374     for(tries = 0; tries < 10; tries++) {
375       sc.sc_xphase = inb(idp->id_iobase + tw_zcport) & tw_zcmask;
376       if(wait_for_zero(&sc) >= 0) {
377         d = wait_for_zero(&sc);
378         if(d <= HALFCYCLE/100 || d >= HALFCYCLE*100) {
379           twdelaycount = 0;
380           return(0);
381         }
382         twdelaycount = (twdelaycount * d)/HALFCYCLE;
383       }
384     }
385   }
386   /*
387    * Now do a final check, just to make sure
388    */
389   sc.sc_xphase = inb(idp->id_iobase + tw_zcport) & tw_zcmask;
390   if(wait_for_zero(&sc) >= 0) {
391     d = wait_for_zero(&sc);
392     if(d <= (HALFCYCLE * 110)/100 && d >= (HALFCYCLE * 90)/100) return(8);
393   }
394   return(0);
395 }
396
397 static int
398 twattach(struct isa_device *idp)
399 {
400   struct tw_sc *sc;
401   int   unit;
402
403   idp->id_intr = (inthand2_t *)twintr;
404   sc = &tw_sc[unit = idp->id_unit];
405   sc->sc_port = idp->id_iobase;
406   sc->sc_state = 0;
407   sc->sc_rcount = 0;
408   callout_init(&sc->abortrcv_ch);
409   cdevsw_add(&tw_cdevsw, -1, unit);
410   make_dev(&tw_cdevsw, unit, 0, 0, 0600, "tw%d", unit);
411   return (1);
412 }
413
414 int
415 twopen(dev_t dev, int flag, int mode, struct thread *td)
416 {
417   struct tw_sc *sc = &tw_sc[TWUNIT(dev)];
418
419   crit_enter();
420   if(sc->sc_state == 0) {
421     sc->sc_state = TWS_OPEN;
422     sc->sc_nextin = sc->sc_nextout = 0;
423     sc->sc_pktsize = 0;
424     outb(sc->sc_port+tw_control, TWC_ENA);
425   }
426   crit_exit();
427   return(0);
428 }
429
430 int
431 twclose(dev_t dev, int flag, int mode, struct thread *td)
432 {
433   struct tw_sc *sc = &tw_sc[TWUNIT(dev)];
434
435   crit_enter();
436   sc->sc_state = 0;
437   outb(sc->sc_port+tw_control, 0);
438   crit_exit();
439   return(0);
440 }
441
442 int
443 twread(dev_t dev, struct uio *uio, int ioflag)
444 {
445   u_char buf[3];
446   struct tw_sc *sc = &tw_sc[TWUNIT(dev)];
447   int error, cnt;
448
449   crit_enter();
450   cnt = MIN(uio->uio_resid, 3);
451   if((error = twgetbytes(sc, buf, cnt)) == 0) {
452     error = uiomove(buf, cnt, uio);
453   }
454   crit_exit();
455   return(error);
456 }
457
458 int
459 twwrite(dev_t dev, struct uio *uio, int ioflag)
460 {
461   struct tw_sc *sc;
462   int house, key, reps;
463   int error;
464   int cnt;
465
466   sc = &tw_sc[TWUNIT(dev)];
467   /*
468    * Note: Although I had intended to allow concurrent transmitters,
469    * there is a potential problem here if two processes both write
470    * into the sc_pkt buffer at the same time.  The following code
471    * is an additional critical section that needs to be synchronized.
472    */
473   crit_enter();
474   cnt = MIN(3 - sc->sc_pktsize, uio->uio_resid);
475   error = uiomove(&(sc->sc_pkt[sc->sc_pktsize]), cnt, uio);
476   if(error) {
477     crit_exit();
478     return(error);
479   }
480   sc->sc_pktsize += cnt;
481   if(sc->sc_pktsize < 3) {  /* Only transmit 3-byte packets */
482     crit_exit();
483     return(0);
484   }
485   sc->sc_pktsize = 0;
486   /*
487    * Collect house code, key code, and rep count, and check for sanity.
488    */
489   house = sc->sc_pkt[0];
490   key = sc->sc_pkt[1];
491   reps = sc->sc_pkt[2];
492   if(house >= 16 || key >= 32) {
493     crit_exit();
494     return(ENODEV);
495   }
496   /*
497    * Synchronize with the receiver operating in the bottom half, and
498    * also with concurrent transmitters.
499    * We don't want to interfere with a packet currently being received,
500    * and we would like the receiver to recognize when a packet has
501    * originated locally.
502    */
503   while(sc->sc_state & (TWS_RCVING | TWS_XMITTING)) {
504     error = tsleep((caddr_t)sc, PCATCH, "twwrite", 0);
505     if(error) {
506       crit_exit();
507       return(error);
508     }
509   }
510   sc->sc_state |= TWS_XMITTING;
511   /*
512    * Everything looks OK, let's do the transmission.
513    */
514   crit_exit(); /* Enable interrupts because this takes a LONG time */
515   error = twsend(sc, house, key, reps);
516   crit_enter();
517   sc->sc_state &= ~TWS_XMITTING;
518   wakeup((caddr_t)sc);
519   crit_exit();
520   if(error) return(EIO);
521   else return(0);
522 }
523
524 /*
525  * Determine if there is data available for reading
526  */
527
528 int
529 twpoll(dev_t dev, int events, struct thread *td)
530 {
531   struct tw_sc *sc;
532   int revents = 0;
533
534   sc = &tw_sc[TWUNIT(dev)];
535   crit_enter();
536   /* XXX is this correct?  the original code didn't test select rw mode!! */
537   if (events & (POLLIN | POLLRDNORM)) {
538     if(sc->sc_nextin != sc->sc_nextout)
539       revents |= events & (POLLIN | POLLRDNORM);
540     else
541       selrecord(td, &sc->sc_selp);
542   }
543   crit_exit();
544   return(revents);
545 }
546
547 /*
548  * X-10 Protocol
549  */
550
551 #define X10_START_LENGTH 4
552 static char X10_START[] = { 1, 1, 1, 0 };
553
554 /*
555  * Each bit of the 4-bit house code and 5-bit key code
556  * is transmitted twice, once in true form, and then in
557  * complemented form.  This is already taken into account
558  * in the following tables.
559  */
560
561 #define X10_HOUSE_LENGTH 8
562 static char X10_HOUSE[16][8] = {
563         { 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1 },             /* A = 0110 */
564         { 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1 },             /* B = 1110 */
565         { 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1 },             /* C = 0010 */
566         { 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1 },             /* D = 1010 */
567         { 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 0 },             /* E = 0001 */
568         { 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0 },             /* F = 1001 */
569         { 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0 },             /* G = 0101 */
570         { 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0 },             /* H = 1101 */
571         { 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0 },             /* I = 0111 */
572         { 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0 },             /* J = 1111 */
573         { 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0 },             /* K = 0011 */
574         { 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0 },             /* L = 1011 */
575         { 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1 },             /* M = 0000 */
576         { 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1 },             /* N = 1000 */
577         { 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1 },             /* O = 0100 */
578         { 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1 }              /* P = 1100 */
579 };
580
581 #define X10_KEY_LENGTH 10
582 static char X10_KEY[32][10] = {
583         { 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1 },       /* 01100 => 1 */
584         { 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1 },       /* 11100 => 2 */
585         { 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1 },       /* 00100 => 3 */
586         { 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1 },       /* 10100 => 4 */
587         { 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1 },       /* 00010 => 5 */
588         { 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1 },       /* 10010 => 6 */
589         { 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1 },       /* 01010 => 7 */
590         { 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1 },       /* 11010 => 8 */
591         { 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1 },       /* 01110 => 9 */
592         { 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1 },       /* 11110 => 10 */
593         { 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1 },       /* 00110 => 11 */
594         { 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1 },       /* 10110 => 12 */
595         { 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1 },       /* 00000 => 13 */
596         { 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1 },       /* 10000 => 14 */
597         { 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1 },       /* 01000 => 15 */
598         { 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1 },       /* 11000 => 16 */
599         { 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 0 },       /* 00001 => All Units Off */
600         { 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0 },       /* 00011 => All Units On */
601         { 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0 },       /* 00101 => On */
602         { 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0 },       /* 00111 => Off */
603         { 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0 },       /* 01001 => Dim */
604         { 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0 },       /* 01011 => Bright */
605         { 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0 },       /* 01101 => All LIGHTS Off */
606         { 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0 },       /* 01111 => Extended Code */
607         { 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 0 },       /* 10001 => Hail Request */
608         { 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0 },       /* 10011 => Hail Acknowledge */
609         { 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0 },       /* 10101 => Preset Dim 0 */
610         { 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0 },       /* 10111 => Preset Dim 1 */
611         { 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1 },       /* 11000 => Extended Data (analog) */
612         { 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0 },       /* 11011 => Status = on */
613         { 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0 },       /* 11101 => Status = off */
614         { 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0 }        /* 11111 => Status request */
615 };
616
617 /*
618  * Tables for mapping received X-10 code back to house/key number.
619  */
620
621 static short X10_HOUSE_INV[16] = {
622       12,  4,  2, 10, 14,  6,  0,  8,
623       13,  5,  3, 11, 15,  7,  1,  9
624 };
625
626 static short X10_KEY_INV[32] = { 
627       12, 16,  4, 17,  2, 18, 10, 19,
628       14, 20,  6, 21,  0, 22,  8, 23,
629       13, 24,  5, 25,  3, 26, 11, 27,
630       15, 28,  7, 29,  1, 30,  9, 31
631 };
632
633 static char *X10_KEY_LABEL[32] = {
634  "1",
635  "2",
636  "3",
637  "4",
638  "5",
639  "6",
640  "7",
641  "8",
642  "9",
643  "10",
644  "11",
645  "12",
646  "13",
647  "14",
648  "15",
649  "16",
650  "All Units Off",
651  "All Units On",
652  "On",
653  "Off",
654  "Dim",
655  "Bright",
656  "All LIGHTS Off",
657  "Extended Code",
658  "Hail Request",
659  "Hail Acknowledge",
660  "Preset Dim 0",
661  "Preset Dim 1",
662  "Extended Data (analog)",
663  "Status = on",
664  "Status = off",
665  "Status request"
666 };
667 /*
668  * Transmit a packet containing house code h and key code k
669  */
670
671 #define TWRETRY         10              /* Try 10 times to sync with AC line */
672
673 static int
674 twsend(struct tw_sc *sc, int h, int k, int cnt)
675 {
676   int i;
677   int port = sc->sc_port;
678
679   /*
680    * Make sure we get a reliable sync with a power line zero crossing
681    */
682   for(i = 0; i < TWRETRY; i++) {
683     if(wait_for_zero(sc) > 100) goto insync;
684   }
685   log(LOG_ERR, "TWXMIT: failed to sync.\n");
686   return(-1);
687
688  insync:
689   /*
690    * Be sure to leave 3 cycles space between transmissions
691    */
692   for(i = 6; i > 0; i--)
693         if(next_zero(sc) < 0) return(-1);
694   /*
695    * The packet is transmitted cnt times, with no gaps.
696    */
697   while(cnt--) {
698     /*
699      * Transmit the start code
700      */
701     for(i = 0; i < X10_START_LENGTH; i++) {
702       outb(port+tw_data, X10_START[i] ? 0xff : 0x00);  /* Waste no time! */
703 #ifdef HIRESTIME
704       if(i == 0) twsetuptimes(sc->sc_xtimes);
705       if(twchecktime(sc->sc_xtimes[i], HALFCYCLE/20) == 0) {
706         outb(port+tw_data, 0);
707         return(-1);
708       }
709 #endif /* HIRESTIME */
710       twdelayn(1000);   /* 1ms pulse width */
711       outb(port+tw_data, 0);
712       if(next_zero(sc) < 0) return(-1);
713     }
714     /*
715      * Transmit the house code
716      */
717     for(i = 0; i < X10_HOUSE_LENGTH; i++) {
718       outb(port+tw_data, X10_HOUSE[h][i] ? 0xff : 0x00);  /* Waste no time! */
719 #ifdef HIRESTIME
720       if(twchecktime(sc->sc_xtimes[i+X10_START_LENGTH], HALFCYCLE/20) == 0) {
721         outb(port+tw_data, 0);
722         return(-1);
723       }
724 #endif /* HIRESTIME */
725       twdelayn(1000);   /* 1ms pulse width */
726       outb(port+tw_data, 0);
727       if(next_zero(sc) < 0) return(-1);
728     }
729     /*
730      * Transmit the unit/key code
731      */
732     for(i = 0; i < X10_KEY_LENGTH; i++) {
733       outb(port+tw_data, X10_KEY[k][i] ? 0xff : 0x00);
734 #ifdef HIRESTIME
735       if(twchecktime(sc->sc_xtimes[i+X10_START_LENGTH+X10_HOUSE_LENGTH],
736                         HALFCYCLE/20) == 0) {
737         outb(port+tw_data, 0);
738         return(-1);
739       }
740 #endif /* HIRESTIME */
741       twdelayn(1000);   /* 1ms pulse width */
742       outb(port+tw_data, 0);
743       if(next_zero(sc) < 0) return(-1);
744     }
745   }
746   return(0);
747 }
748
749 /*
750  * Waste CPU cycles to get in sync with a power line zero crossing.
751  * The value returned is roughly how many microseconds we wasted before
752  * seeing the transition.  To avoid wasting time forever, we give up after
753  * waiting patiently for 1/4 sec (15 power line cycles at 60 Hz),
754  * which is more than the 11 cycles it takes to transmit a full
755  * X-10 packet.
756  */
757
758 static int
759 wait_for_zero(struct tw_sc *sc)
760 {
761   int i, old, new, max;
762   int port = sc->sc_port + tw_zcport;
763
764   old = sc->sc_xphase;
765   max = 10000;          /* 10000 * 25us = 0.25 sec */
766   i = 0;
767   while(max--) {
768     new = inb(port) & tw_zcmask;
769     if(new != old) {
770       sc->sc_xphase = new;
771       return(i*25);
772     }
773     i++;
774     twdelay25();
775   }
776   return(-1);
777 }
778
779 /*
780  * Wait for the next zero crossing transition, and if we don't have
781  * high-resolution time-of-day, check to see that the zero crossing
782  * appears to be arriving on schedule.
783  * We expect to be waiting almost a full half-cycle (8.333ms-1ms = 7.333ms).
784  * If we don't seem to wait very long, something is wrong (like we got
785  * preempted!) and we should abort the transmission because
786  * there's no telling how long it's really been since the
787  * last bit was transmitted.
788  */
789
790 static int
791 next_zero(struct tw_sc *sc)
792 {
793   int d;
794 #ifdef HIRESTIME
795   if((d = wait_for_zero(sc)) < 0) {
796 #else
797   if((d = wait_for_zero(sc)) < 6000 || d > 8500) {
798         /* No less than 6.0ms, no more than 8.5ms */
799 #endif /* HIRESTIME */
800     log(LOG_ERR, "TWXMIT framing error: %d\n", d);
801     return(-1);
802   }
803   return(0);
804 }
805
806 /*
807  * Put a three-byte packet into the circular buffer
808  * Should be called from a critical section.
809  */
810
811 static int
812 twputpkt(struct tw_sc *sc, u_char *p)
813 {
814   int i, next;
815
816   for(i = 0; i < 3; i++) {
817     next = sc->sc_nextin+1;
818     if(next >= TW_SIZE) next = 0;
819     if(next == sc->sc_nextout) {  /* Buffer full */
820 /*
821       log(LOG_ERR, "TWRCV: Buffer overrun\n");
822  */
823       return(1);
824     }
825     sc->sc_buf[sc->sc_nextin] = *p++;
826     sc->sc_nextin = next;
827   }
828   if(sc->sc_state & TWS_WANT) {
829     sc->sc_state &= ~TWS_WANT;
830     wakeup((caddr_t)(&sc->sc_buf));
831   }
832   selwakeup(&sc->sc_selp);
833   return(0);
834 }
835
836 /*
837  * Get bytes from the circular buffer
838  * Should be called from a critical section.
839  */
840
841 static int
842 twgetbytes(struct tw_sc *sc, u_char *p, int cnt)
843 {
844   int error;
845
846   while(cnt--) {
847     while(sc->sc_nextin == sc->sc_nextout) {  /* Buffer empty */
848       sc->sc_state |= TWS_WANT;
849       error = tsleep((caddr_t)(&sc->sc_buf), PCATCH, "twread", 0);
850       if(error) {
851         return(error);
852       }
853     }
854     *p++ = sc->sc_buf[sc->sc_nextout++];
855     if(sc->sc_nextout >= TW_SIZE) sc->sc_nextout = 0;
856   }
857   return(0);
858 }
859
860 /*
861  * Abort reception that has failed to complete in the required time.
862  */
863
864 static void
865 twabortrcv(void *arg)
866 {
867   struct tw_sc *sc = arg;
868   u_char pkt[3];
869
870   crit_enter();
871   sc->sc_state &= ~TWS_RCVING;
872   /* simply ignore single isolated interrupts. */
873   if (sc->sc_no_rcv > 1) {
874       sc->sc_flags |= TW_RCV_ERROR;
875       pkt[0] = sc->sc_flags;
876       pkt[1] = pkt[2] = 0;
877       twputpkt(sc, pkt);
878       log(LOG_ERR, "TWRCV: aborting (%x, %d)\n", sc->sc_bits, sc->sc_rcount);
879       twdebugtimes(sc);
880   }
881   wakeup((caddr_t)sc);
882   crit_exit();
883 }
884
885 static int
886 tw_is_within(int value, int expected, int tolerance)
887 {
888   int diff;
889   diff = value - expected;
890   if (diff < 0)
891     diff *= -1;
892   if (diff < tolerance)
893     return 1;
894   return 0;
895 }
896
897 /*
898  * This routine handles interrupts that occur when there is a falling
899  * transition on the RX input.  There isn't going to be a transition
900  * on every bit (some are zero), but if we are smart and keep track of
901  * how long it's been since the last interrupt (via the zero crossing
902  * detect line and/or high-resolution time-of-day routine), we can
903  * reconstruct the transmission without having to poll.
904  */
905
906 static void
907 twintr(void *arg)
908 {
909   int unit = (int)arg;
910   struct tw_sc *sc = &tw_sc[unit];
911   int port;
912   int newphase;
913   u_char pkt[3];
914   int delay = 0;
915   struct timeval tv;
916
917   port = sc->sc_port;
918   /*
919    * Ignore any interrupts that occur if the device is not open.
920    */
921   if(sc->sc_state == 0) return;
922   newphase = inb(port + tw_zcport) & tw_zcmask;
923   microtime(&tv);
924
925   /*
926    * NEW PACKET:
927    * If we aren't currently receiving a packet, set up a new packet
928    * and put in the first "1" bit that has just arrived.
929    * Arrange for the reception to be aborted if too much time goes by.
930    */
931   if((sc->sc_state & TWS_RCVING) == 0) {
932 #ifdef HIRESTIME
933     twsetuptimes(sc->sc_rtimes);
934 #endif /* HIRESTIME */
935     sc->sc_state |= TWS_RCVING;
936     sc->sc_rcount = 1;
937     if(sc->sc_state & TWS_XMITTING) sc->sc_flags = TW_RCV_LOCAL;
938     else sc->sc_flags = 0;
939     sc->sc_bits = 0;
940     sc->sc_rphase = newphase;
941     /* 3 cycles of silence = 3/60 = 1/20 = 50 msec */
942     callout_reset(&sc->abortrcv_ch, hz / 20, twabortrcv, sc);
943     sc->sc_rcv_time[0] = tv.tv_usec;
944     sc->sc_no_rcv = 1;
945     return;
946   }
947   callout_reset(&sc->abortrcv_ch, hz / 20, twabortrcv, sc);
948   newphase = inb(port + tw_zcport) & tw_zcmask;
949
950   /* enforce a minimum delay since the last interrupt */
951   delay = tv.tv_usec - sc->sc_rcv_time[sc->sc_no_rcv - 1];
952   if (delay < 0)
953     delay += 1000000;
954   if (delay < TW_MIN_DELAY)
955     return;
956
957   sc->sc_rcv_time[sc->sc_no_rcv] = tv.tv_usec;
958   if (sc->sc_rcv_time[sc->sc_no_rcv] < sc->sc_rcv_time[0])
959     sc->sc_rcv_time[sc->sc_no_rcv] += 1000000;
960   sc->sc_no_rcv++;
961
962   /*
963    * START CODE:
964    * The second and third bits are a special case.
965    */
966   if (sc->sc_rcount < 3) {
967     if (
968 #ifdef HIRESTIME
969         tw_is_within(delay, HALFCYCLE, HALFCYCLE / 6)
970 #else
971         newphase != sc->sc_rphase
972 #endif
973         ) {
974       sc->sc_rcount++;
975     } else {
976       /*
977        * Invalid start code -- abort reception.
978        */
979       sc->sc_state &= ~TWS_RCVING;
980       sc->sc_flags |= TW_RCV_ERROR;
981       callout_stop(&sc->abortrcv_ch);
982       log(LOG_ERR, "TWRCV: Invalid start code\n");
983       twdebugtimes(sc);
984       sc->sc_no_rcv = 0;
985       return;
986     }
987     if(sc->sc_rcount == 3) {
988       /*
989        * We've gotten three "1" bits in a row.  The start code
990        * is really 1110, but this might be followed by a zero
991        * bit from the house code, so if we wait any longer we
992        * might be confused about the first house code bit.
993        * So, we guess that the start code is correct and insert
994        * the trailing zero without actually having seen it.
995        * We don't change sc_rphase in this case, because two
996        * bit arrivals in a row preserve parity.
997        */
998       sc->sc_rcount++;
999       return;
1000     }
1001     /*
1002      * Update sc_rphase to the current phase before returning.
1003      */
1004     sc->sc_rphase = newphase;
1005     return;
1006   }
1007   /*
1008    * GENERAL CASE:
1009    * Now figure out what the current bit is that just arrived.
1010    * The X-10 protocol transmits each data bit twice: once in
1011    * true form and once in complemented form on the next half
1012    * cycle.  So, there will be at least one interrupt per bit.
1013    * By comparing the phase we see at the time of the interrupt
1014    * with the saved sc_rphase, we can tell on which half cycle
1015    * the interrupt occrred.  This assumes, of course, that the
1016    * packet is well-formed.  We do the best we can at trying to
1017    * catch errors by aborting if too much time has gone by, and
1018    * by tossing out a packet if too many bits arrive, but the
1019    * whole scheme is probably not as robust as if we had a nice
1020    * interrupt on every half cycle of the power line.
1021    * If we have high-resolution time-of-day routines, then we
1022    * can do a bit more sanity checking.
1023    */
1024
1025   /*
1026    * A complete packet is 22 half cycles.
1027    */
1028   if(sc->sc_rcount <= 20) {
1029 #ifdef HIRESTIME
1030     int bit = 0, last_bit;
1031     if (sc->sc_rcount == 4)
1032       last_bit = 1;             /* Start (1110) ends in 10, a 'one' code. */
1033     else
1034       last_bit = sc->sc_bits & 0x1;
1035     if (   (   (last_bit == 1)
1036             && (tw_is_within(delay, HALFCYCLE * 2, HALFCYCLE / 6)))
1037         || (   (last_bit == 0)
1038             && (tw_is_within(delay, HALFCYCLE * 1, HALFCYCLE / 6))))
1039       bit = 1;
1040     else if (   (   (last_bit == 1)
1041                  && (tw_is_within(delay, HALFCYCLE * 3, HALFCYCLE / 6)))
1042              || (   (last_bit == 0)
1043                  && (tw_is_within(delay, HALFCYCLE * 2, HALFCYCLE / 6))))
1044       bit = 0;
1045     else {
1046       sc->sc_flags |= TW_RCV_ERROR;
1047       log(LOG_ERR, "TWRCV: %d cycle after %d bit, delay %d%%\n",
1048           sc->sc_rcount, last_bit, 100 * delay / HALFCYCLE);
1049     }
1050     sc->sc_bits = (sc->sc_bits << 1) | bit;
1051 #else
1052     sc->sc_bits = (sc->sc_bits << 1)
1053       | ((newphase == sc->sc_rphase) ? 0x0 : 0x1);
1054 #endif /* HIRESTIME */
1055     sc->sc_rcount += 2;
1056   }
1057   if(sc->sc_rcount >= 22 || sc->sc_flags & TW_RCV_ERROR) {
1058     if(sc->sc_rcount != 22) {
1059       sc->sc_flags |= TW_RCV_ERROR;
1060       pkt[0] = sc->sc_flags;
1061       pkt[1] = pkt[2] = 0;
1062     } else {
1063       pkt[0] = sc->sc_flags;
1064       pkt[1] = X10_HOUSE_INV[(sc->sc_bits & 0x1e0) >> 5];
1065       pkt[2] = X10_KEY_INV[sc->sc_bits & 0x1f];
1066     }
1067     sc->sc_state &= ~TWS_RCVING;
1068     twputpkt(sc, pkt);
1069     callout_stop(&sc->abortrcv_ch);
1070     if(sc->sc_flags & TW_RCV_ERROR) {
1071       log(LOG_ERR, "TWRCV: invalid packet: (%d, %x) %c %s\n",
1072           sc->sc_rcount, sc->sc_bits, 'A' + pkt[1], X10_KEY_LABEL[pkt[2]]);
1073       twdebugtimes(sc);
1074     } else {
1075 /*      log(LOG_ERR, "TWRCV: valid packet: (%d, %x) %c %s\n",
1076           sc->sc_rcount, sc->sc_bits, 'A' + pkt[1], X10_KEY_LABEL[pkt[2]]); */
1077     }
1078     sc->sc_rcount = 0;
1079     wakeup((caddr_t)sc);
1080   }
1081 }
1082
1083 static void
1084 twdebugtimes(struct tw_sc *sc)
1085 {
1086     int i;
1087     for (i = 0; (i < sc->sc_no_rcv) && (i < SC_RCV_TIME_LEN); i++)
1088         log(LOG_ERR, "TWRCV: interrupt %2d: %d\t%d%%\n", i, sc->sc_rcv_time[i],
1089             (sc->sc_rcv_time[i] - sc->sc_rcv_time[(i?i-1:0)])*100/HALFCYCLE);
1090 }
1091
1092 #ifdef HIRESTIME
1093 /*
1094  * Initialize an array of 22 times, starting from the current
1095  * microtime and continuing for the next 21 half cycles.
1096  * We use the times as a reference to make sure transmission
1097  * or reception is on schedule.
1098  */
1099
1100 static void
1101 twsetuptimes(int *a)
1102 {
1103   struct timeval tv;
1104   int i, t;
1105
1106   microtime(&tv);
1107   t = tv.tv_usec;
1108   for(i = 0; i < 22; i++) {
1109     *a++ = t;
1110     t += HALFCYCLE;
1111     if(t >= 1000000) t -= 1000000;
1112   }
1113 }
1114
1115 /*
1116  * Check the current time against a slot in a previously set up
1117  * timing array, and make sure that it looks like we are still
1118  * on schedule.
1119  */
1120
1121 static int
1122 twchecktime(int target, int tol)
1123 {
1124   struct timeval tv;
1125   int t, d;
1126
1127   microtime(&tv);
1128   t = tv.tv_usec;
1129   d = (target - t) >= 0 ? (target - t) : (t - target);
1130   if(d > 500000) d = 1000000-d;
1131   if(d <= tol && d >= -tol) {
1132     return(1);
1133   } else {
1134     return(0);
1135   }
1136 }
1137 #endif /* HIRESTIME */