Quelle  mpc512x_lpbfifo.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * The driver for Freescale MPC512x LocalPlus Bus FIFO
 * (called SCLPC in the Reference Manual).
 *
 * Copyright (C) 2013-2015 Alexander Popov <alex.popov@linux.com>.
 */

#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <asm/mpc5121.h>
#include <asm/io.h>
#include <linux/spinlock.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/dmaengine.h>
#include <linux/dma-direction.h>
#include <linux/dma-mapping.h>

#define DRV_NAME "mpc512x_lpbfifo"

struct cs_range {
 u32 csnum;
 u32 base; /* must be zero */
 u32 addr;
 u32 size;
};

static struct lpbfifo_data {
 spinlock_t lock; /* for protecting lpbfifo_data */
 phys_addr_t regs_phys;
 resource_size_t regs_size;
 struct mpc512x_lpbfifo __iomem *regs;
 int irq;
 struct cs_range *cs_ranges;
 size_t cs_n;
 struct dma_chan *chan;
 struct mpc512x_lpbfifo_request *req;
 dma_addr_t ram_bus_addr;
 bool wait_lpbfifo_irq;
 bool wait_lpbfifo_callback;
} lpbfifo;

/*
 * A data transfer from RAM to some device on LPB is finished
 * when both mpc512x_lpbfifo_irq() and mpc512x_lpbfifo_callback()
 * have been called. We execute the callback registered in
 * mpc512x_lpbfifo_request just after that.
 * But for a data transfer from some device on LPB to RAM we don't enable
 * LPBFIFO interrupt because clearing MPC512X_SCLPC_SUCCESS interrupt flag
 * automatically disables LPBFIFO reading request to the DMA controller
 * and the data transfer hangs. So the callback registered in
 * mpc512x_lpbfifo_request is executed at the end of mpc512x_lpbfifo_callback().
 */

/*
 * mpc512x_lpbfifo_irq - IRQ handler for LPB FIFO
 */
static irqreturn_t mpc512x_lpbfifo_irq(int irq, void *param)
{
 struct device *dev = (struct device *)param;
 struct mpc512x_lpbfifo_request *req = NULL;
 unsigned long flags;
 u32 status;

 spin_lock_irqsave(&lpbfifo.lock, flags);

 if (!lpbfifo.regs)
  goto end;

 req = lpbfifo.req;
 if (!req || req->dir == MPC512X_LPBFIFO_REQ_DIR_READ) {
  dev_err(dev, "bogus LPBFIFO IRQ\n");
  goto end;
 }

 status = in_be32(&lpbfifo.regs->status);
 if (status != MPC512X_SCLPC_SUCCESS) {
  dev_err(dev, "DMA transfer from RAM to peripheral failed\n");
  out_be32(&lpbfifo.regs->enable,
    MPC512X_SCLPC_RESET | MPC512X_SCLPC_FIFO_RESET);
  goto end;
 }
 /* Clear the interrupt flag */
 out_be32(&lpbfifo.regs->status, MPC512X_SCLPC_SUCCESS);

 lpbfifo.wait_lpbfifo_irq = false;

 if (lpbfifo.wait_lpbfifo_callback)
  goto end;

 /* Transfer is finished, set the FIFO as idle */
 lpbfifo.req = NULL;

 spin_unlock_irqrestore(&lpbfifo.lock, flags);

 if (req->callback)
  req->callback(req);

 return IRQ_HANDLED;

 end:
 spin_unlock_irqrestore(&lpbfifo.lock, flags);
 return IRQ_HANDLED;
}

/*
 * mpc512x_lpbfifo_callback is called by DMA driver when
 * DMA transaction is finished.
 */
static void mpc512x_lpbfifo_callback(void *param)
{
 unsigned long flags;
 struct mpc512x_lpbfifo_request *req = NULL;
 enum dma_data_direction dir;

 spin_lock_irqsave(&lpbfifo.lock, flags);

 if (!lpbfifo.regs) {
  spin_unlock_irqrestore(&lpbfifo.lock, flags);
  return;
 }

 req = lpbfifo.req;
 if (!req) {
  pr_err("bogus LPBFIFO callback\n");
  spin_unlock_irqrestore(&lpbfifo.lock, flags);
  return;
 }

 /* Release the mapping */
 if (req->dir == MPC512X_LPBFIFO_REQ_DIR_WRITE)
  dir = DMA_TO_DEVICE;
 else
  dir = DMA_FROM_DEVICE;
 dma_unmap_single(lpbfifo.chan->device->dev,
   lpbfifo.ram_bus_addr, req->size, dir);

 lpbfifo.wait_lpbfifo_callback = false;

 if (!lpbfifo.wait_lpbfifo_irq) {
  /* Transfer is finished, set the FIFO as idle */
  lpbfifo.req = NULL;

  spin_unlock_irqrestore(&lpbfifo.lock, flags);

  if (req->callback)
   req->callback(req);
 } else {
  spin_unlock_irqrestore(&lpbfifo.lock, flags);
 }
}

static int mpc512x_lpbfifo_kick(void)
{
 u32 bits;
 bool no_incr = false;
 u32 bpt = 32; /* max bytes per LPBFIFO transaction involving DMA */
 u32 cs = 0;
 size_t i;
 struct dma_device *dma_dev = NULL;
 struct scatterlist sg;
 enum dma_data_direction dir;
 struct dma_slave_config dma_conf = {};
 struct dma_async_tx_descriptor *dma_tx = NULL;
 dma_cookie_t cookie;
 int ret;

 /*
  * 1. Fit the requirements:
  * - the packet size must be a multiple of 4 since FIFO Data Word
  *    Register allows only full-word access according the Reference
  *    Manual;
  * - the physical address of the device on LPB and the packet size
  *    must be aligned on BPT (bytes per transaction) or 8-bytes
  *    boundary according the Reference Manual;
  * - but we choose DMA maxburst equal (or very close to) BPT to prevent
  *    DMA controller from overtaking FIFO and causing FIFO underflow
  *    error. So we force the packet size to be aligned on BPT boundary
  *    not to confuse DMA driver which requires the packet size to be
  *    aligned on maxburst boundary;
  * - BPT should be set to the LPB device port size for operation with
  *    disabled auto-incrementing according Reference Manual.
 */
 if (lpbfifo.req->size == 0 || !IS_ALIGNED(lpbfifo.req->size, 4))
  return -EINVAL;

 if (lpbfifo.req->portsize != LPB_DEV_PORTSIZE_UNDEFINED) {
  bpt = lpbfifo.req->portsize;
  no_incr = true;
 }

 while (bpt > 1) {
  if (IS_ALIGNED(lpbfifo.req->dev_phys_addr, min(bpt, 0x8u)) &&
     IS_ALIGNED(lpbfifo.req->size, bpt)) {
   break;
  }

  if (no_incr)
   return -EINVAL;

  bpt >>= 1;
 }
 dma_conf.dst_maxburst = max(bpt, 0x4u) / 4;
 dma_conf.src_maxburst = max(bpt, 0x4u) / 4;

 for (i = 0; i < lpbfifo.cs_n; i++) {
  phys_addr_t cs_start = lpbfifo.cs_ranges[i].addr;
  phys_addr_t cs_end = cs_start + lpbfifo.cs_ranges[i].size;
  phys_addr_t access_start = lpbfifo.req->dev_phys_addr;
  phys_addr_t access_end = access_start + lpbfifo.req->size;

  if (access_start >= cs_start && access_end <= cs_end) {
   cs = lpbfifo.cs_ranges[i].csnum;
   break;
  }
 }
 if (i == lpbfifo.cs_n)
  return -EFAULT;

 /* 2. Prepare DMA */
 dma_dev = lpbfifo.chan->device;

 if (lpbfifo.req->dir == MPC512X_LPBFIFO_REQ_DIR_WRITE) {
  dir = DMA_TO_DEVICE;
  dma_conf.direction = DMA_MEM_TO_DEV;
  dma_conf.dst_addr = lpbfifo.regs_phys +
    offsetof(struct mpc512x_lpbfifo, data_word);
 } else {
  dir = DMA_FROM_DEVICE;
  dma_conf.direction = DMA_DEV_TO_MEM;
  dma_conf.src_addr = lpbfifo.regs_phys +
    offsetof(struct mpc512x_lpbfifo, data_word);
 }
 dma_conf.dst_addr_width = DMA_SLAVE_BUSWIDTH_4_BYTES;
 dma_conf.src_addr_width = DMA_SLAVE_BUSWIDTH_4_BYTES;

 /* Make DMA channel work with LPB FIFO data register */
 if (dma_dev->device_config(lpbfifo.chan, &dma_conf))
  return -EINVAL;

 sg_init_table(&sg, 1);

 sg_dma_address(&sg) = dma_map_single(dma_dev->dev,
   lpbfifo.req->ram_virt_addr, lpbfifo.req->size, dir);
 if (dma_mapping_error(dma_dev->dev, sg_dma_address(&sg)))
  return -EFAULT;

 lpbfifo.ram_bus_addr = sg_dma_address(&sg); /* For freeing later */

 sg_dma_len(&sg) = lpbfifo.req->size;

 dma_tx = dmaengine_prep_slave_sg(lpbfifo.chan, &sg,
      1, dma_conf.direction, 0);
 if (!dma_tx) {
  ret = -ENOSPC;
  goto err_dma_prep;
 }
 dma_tx->callback = mpc512x_lpbfifo_callback;
 dma_tx->callback_param = NULL;

 /* 3. Prepare FIFO */
 out_be32(&lpbfifo.regs->enable,
    MPC512X_SCLPC_RESET | MPC512X_SCLPC_FIFO_RESET);
 out_be32(&lpbfifo.regs->enable, 0x0);

 /*
  * Configure the watermarks for write operation (RAM->DMA->FIFO->dev):
  * - high watermark 7 words according the Reference Manual,
  * - low watermark 512 bytes (half of the FIFO).
  * These watermarks don't work for read operation since the
  * MPC512X_SCLPC_FLUSH bit is set (according the Reference Manual).
 */
 out_be32(&lpbfifo.regs->fifo_ctrl, MPC512X_SCLPC_FIFO_CTRL(0x7));
 out_be32(&lpbfifo.regs->fifo_alarm, MPC512X_SCLPC_FIFO_ALARM(0x200));

 /*
  * Start address is a physical address of the region which belongs
  * to the device on the LocalPlus Bus
 */
 out_be32(&lpbfifo.regs->start_addr, lpbfifo.req->dev_phys_addr);

 /*
  * Configure chip select, transfer direction, address increment option
  * and bytes per transaction option
 */
 bits = MPC512X_SCLPC_CS(cs);
 if (lpbfifo.req->dir == MPC512X_LPBFIFO_REQ_DIR_READ)
  bits |= MPC512X_SCLPC_READ | MPC512X_SCLPC_FLUSH;
 if (no_incr)
  bits |= MPC512X_SCLPC_DAI;
 bits |= MPC512X_SCLPC_BPT(bpt);
 out_be32(&lpbfifo.regs->ctrl, bits);

 /* Unmask irqs */
 bits = MPC512X_SCLPC_ENABLE | MPC512X_SCLPC_ABORT_INT_ENABLE;
 if (lpbfifo.req->dir == MPC512X_LPBFIFO_REQ_DIR_WRITE)
  bits |= MPC512X_SCLPC_NORM_INT_ENABLE;
 else
  lpbfifo.wait_lpbfifo_irq = false;

 out_be32(&lpbfifo.regs->enable, bits);

 /* 4. Set packet size and kick FIFO off */
 bits = lpbfifo.req->size | MPC512X_SCLPC_START;
 out_be32(&lpbfifo.regs->pkt_size, bits);

 /* 5. Finally kick DMA off */
 cookie = dma_tx->tx_submit(dma_tx);
 if (dma_submit_error(cookie)) {
  ret = -ENOSPC;
  goto err_dma_submit;
 }

 return 0;

 err_dma_submit:
 out_be32(&lpbfifo.regs->enable,
    MPC512X_SCLPC_RESET | MPC512X_SCLPC_FIFO_RESET);
 err_dma_prep:
 dma_unmap_single(dma_dev->dev, sg_dma_address(&sg),
      lpbfifo.req->size, dir);
 return ret;
}

static int mpc512x_lpbfifo_submit_locked(struct mpc512x_lpbfifo_request *req)
{
 int ret = 0;

 if (!lpbfifo.regs)
  return -ENODEV;

 /* Check whether a transfer is in progress */
 if (lpbfifo.req)
  return -EBUSY;

 lpbfifo.wait_lpbfifo_irq = true;
 lpbfifo.wait_lpbfifo_callback = true;
 lpbfifo.req = req;

 ret = mpc512x_lpbfifo_kick();
 if (ret != 0)
  lpbfifo.req = NULL; /* Set the FIFO as idle */

 return ret;
}

int mpc512x_lpbfifo_submit(struct mpc512x_lpbfifo_request *req)
{
 unsigned long flags;
 int ret = 0;

 spin_lock_irqsave(&lpbfifo.lock, flags);
 ret = mpc512x_lpbfifo_submit_locked(req);
 spin_unlock_irqrestore(&lpbfifo.lock, flags);

 return ret;
}
EXPORT_SYMBOL(mpc512x_lpbfifo_submit);

/*
 * LPBFIFO driver uses "ranges" property of "localbus" device tree node
 * for being able to determine the chip select number of a client device
 * ordering a DMA transfer.
 */
static int get_cs_ranges(struct device *dev)
{
 int ret = -ENODEV;
 struct device_node *lb_node;
 size_t i = 0;
 struct of_range_parser parser;
 struct of_range range;

 lb_node = of_find_compatible_node(NULL, NULL, "fsl,mpc5121-localbus");
 if (!lb_node)
  return ret;

 of_range_parser_init(&parser, lb_node);
 lpbfifo.cs_n = of_range_count(&parser);

 lpbfifo.cs_ranges = devm_kcalloc(dev, lpbfifo.cs_n,
     sizeof(struct cs_range), GFP_KERNEL);
 if (!lpbfifo.cs_ranges)
  goto end;

 for_each_of_range(&parser, &range) {
  u32 base = lower_32_bits(range.bus_addr);
  if (base)
   goto end;

  lpbfifo.cs_ranges[i].csnum = upper_32_bits(range.bus_addr);
  lpbfifo.cs_ranges[i].base = base;
  lpbfifo.cs_ranges[i].addr = range.cpu_addr;
  lpbfifo.cs_ranges[i].size = range.size;
  i++;
 }

 ret = 0;

 end:
 of_node_put(lb_node);
 return ret;
}

static int mpc512x_lpbfifo_probe(struct platform_device *pdev)
{
 struct resource r;
 int ret = 0;

 memset(&lpbfifo, 0, sizeof(struct lpbfifo_data));
 spin_lock_init(&lpbfifo.lock);

 lpbfifo.chan = dma_request_chan(&pdev->dev, "rx-tx");
 if (IS_ERR(lpbfifo.chan))
  return PTR_ERR(lpbfifo.chan);

 if (of_address_to_resource(pdev->dev.of_node, 0, &r) != 0) {
  dev_err(&pdev->dev, "bad 'reg' in 'sclpc' device tree node\n");
  ret = -ENODEV;
  goto err0;
 }

 lpbfifo.regs_phys = r.start;
 lpbfifo.regs_size = resource_size(&r);

 if (!devm_request_mem_region(&pdev->dev, lpbfifo.regs_phys,
     lpbfifo.regs_size, DRV_NAME)) {
  dev_err(&pdev->dev, "unable to request region\n");
  ret = -EBUSY;
  goto err0;
 }

 lpbfifo.regs = devm_ioremap(&pdev->dev,
     lpbfifo.regs_phys, lpbfifo.regs_size);
 if (!lpbfifo.regs) {
  dev_err(&pdev->dev, "mapping registers failed\n");
  ret = -ENOMEM;
  goto err0;
 }

 out_be32(&lpbfifo.regs->enable,
    MPC512X_SCLPC_RESET | MPC512X_SCLPC_FIFO_RESET);

 if (get_cs_ranges(&pdev->dev) != 0) {
  dev_err(&pdev->dev, "bad '/localbus' device tree node\n");
  ret = -ENODEV;
  goto err0;
 }

 lpbfifo.irq = irq_of_parse_and_map(pdev->dev.of_node, 0);
 if (!lpbfifo.irq) {
  dev_err(&pdev->dev, "mapping irq failed\n");
  ret = -ENODEV;
  goto err0;
 }

 if (request_irq(lpbfifo.irq, mpc512x_lpbfifo_irq, 0,
      DRV_NAME, &pdev->dev) != 0) {
  dev_err(&pdev->dev, "requesting irq failed\n");
  ret = -ENODEV;
  goto err1;
 }

 dev_info(&pdev->dev, "probe succeeded\n");
 return 0;

 err1:
 irq_dispose_mapping(lpbfifo.irq);
 err0:
 dma_release_channel(lpbfifo.chan);
 return ret;
}

static void mpc512x_lpbfifo_remove(struct platform_device *pdev)
{
 unsigned long flags;
 struct dma_device *dma_dev = lpbfifo.chan->device;
 struct mpc512x_lpbfifo __iomem *regs = NULL;

 spin_lock_irqsave(&lpbfifo.lock, flags);
 regs = lpbfifo.regs;
 lpbfifo.regs = NULL;
 spin_unlock_irqrestore(&lpbfifo.lock, flags);

 dma_dev->device_terminate_all(lpbfifo.chan);
 out_be32(®s->enable, MPC512X_SCLPC_RESET | MPC512X_SCLPC_FIFO_RESET);

 free_irq(lpbfifo.irq, &pdev->dev);
 irq_dispose_mapping(lpbfifo.irq);
 dma_release_channel(lpbfifo.chan);
}

static const struct of_device_id mpc512x_lpbfifo_match[] = {
 { .compatible = "fsl,mpc512x-lpbfifo", },
 {},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, mpc512x_lpbfifo_match);

static struct platform_driver mpc512x_lpbfifo_driver = {
 .probe = mpc512x_lpbfifo_probe,
 .remove = mpc512x_lpbfifo_remove,
 .driver = {
  .name = DRV_NAME,
  .of_match_table = mpc512x_lpbfifo_match,
 },
};

module_platform_driver(mpc512x_lpbfifo_driver);

MODULE_AUTHOR("Alexander Popov <alex.popov@linux.com>");
MODULE_DESCRIPTION("MPC512x LocalPlus Bus FIFO device driver");
MODULE_LICENSE("GPL v2");