Quelle  i2c-algo-pcf.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * i2c-algo-pcf.c i2c driver algorithms for PCF8584 adapters
 *
 *   Copyright (C) 1995-1997 Simon G. Vogl
 *     1998-2000 Hans Berglund
 *
 * With some changes from Kyösti Mälkki <kmalkki@cc.hut.fi> and
 * Frodo Looijaard <frodol@dds.nl>, and also from Martin Bailey
 * <mbailey@littlefeet-inc.com>
 *
 * Partially rewriten by Oleg I. Vdovikin <vdovikin@jscc.ru> to handle multiple
 * messages, proper stop/repstart signaling during receive, added detect code
 */

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/i2c-algo-pcf.h>
#include <linux/string_choices.h>
#include "i2c-algo-pcf.h"


#define DEB2(x) if (i2c_debug >= 2) x
#define DEB3(x) if (i2c_debug >= 3) x /* print several statistical values */
#define DEBPROTO(x) if (i2c_debug >= 9) x;
 /* debug the protocol by showing transferred bits */
#define DEF_TIMEOUT 16

/*
 * module parameters:
 */
static int i2c_debug;

/* setting states on the bus with the right timing: */

#define set_pcf(adap, ctl, val) adap->setpcf(adap->data, ctl, val)
#define get_pcf(adap, ctl) adap->getpcf(adap->data, ctl)
#define get_own(adap) adap->getown(adap->data)
#define get_clock(adap) adap->getclock(adap->data)
#define i2c_outb(adap, val) adap->setpcf(adap->data, 0, val)
#define i2c_inb(adap) adap->getpcf(adap->data, 0)

/* other auxiliary functions */

static void i2c_start(struct i2c_algo_pcf_data *adap)
{
 DEBPROTO(printk(KERN_DEBUG "S "));
 set_pcf(adap, 1, I2C_PCF_START);
}

static void i2c_repstart(struct i2c_algo_pcf_data *adap)
{
 DEBPROTO(printk(" Sr "));
 set_pcf(adap, 1, I2C_PCF_REPSTART);
}

static void i2c_stop(struct i2c_algo_pcf_data *adap)
{
 DEBPROTO(printk("P\n"));
 set_pcf(adap, 1, I2C_PCF_STOP);
}

static void handle_lab(struct i2c_algo_pcf_data *adap, const int *status)
{
 DEB2(printk(KERN_INFO
  "i2c-algo-pcf.o: lost arbitration (CSR 0x%02x)\n",
  *status));
 /*
  * Cleanup from LAB -- reset and enable ESO.
  * This resets the PCF8584; since we've lost the bus, no
  * further attempts should be made by callers to clean up
  * (no i2c_stop() etc.)
 */
 set_pcf(adap, 1, I2C_PCF_PIN);
 set_pcf(adap, 1, I2C_PCF_ESO);
 /*
  * We pause for a time period sufficient for any running
  * I2C transaction to complete -- the arbitration logic won't
  * work properly until the next START is seen.
  * It is assumed the bus driver or client has set a proper value.
  *
  * REVISIT: should probably use msleep instead of mdelay if we
  * know we can sleep.
 */
 if (adap->lab_mdelay)
  mdelay(adap->lab_mdelay);

 DEB2(printk(KERN_INFO
  "i2c-algo-pcf.o: reset LAB condition (CSR 0x%02x)\n",
  get_pcf(adap, 1)));
}

static int wait_for_bb(struct i2c_algo_pcf_data *adap)
{

 int timeout = DEF_TIMEOUT;
 int status;

 status = get_pcf(adap, 1);

 while (!(status & I2C_PCF_BB) && --timeout) {
  udelay(100); /* wait for 100 us */
  status = get_pcf(adap, 1);
 }

 if (timeout == 0) {
  printk(KERN_ERR "Timeout waiting for Bus Busy\n");
  return -ETIMEDOUT;
 }

 return 0;
}

static int wait_for_pin(struct i2c_algo_pcf_data *adap, int *status)
{

 int timeout = DEF_TIMEOUT;

 *status = get_pcf(adap, 1);

 while ((*status & I2C_PCF_PIN) && --timeout) {
  adap->waitforpin(adap->data);
  *status = get_pcf(adap, 1);
 }
 if (*status & I2C_PCF_LAB) {
  handle_lab(adap, status);
  return -EINTR;
 }

 if (timeout == 0)
  return -ETIMEDOUT;

 return 0;
}

/*
 * This should perform the 'PCF8584 initialization sequence' as described
 * in the Philips IC12 data book (1995, Aug 29).
 * There should be a 30 clock cycle wait after reset, I assume this
 * has been fulfilled.
 * There should be a delay at the end equal to the longest I2C message
 * to synchronize the BB-bit (in multimaster systems). How long is
 * this? I assume 1 second is always long enough.
 *
 * vdovikin: added detect code for PCF8584
 */
static int pcf_init_8584 (struct i2c_algo_pcf_data *adap)
{
 unsigned char temp;

 DEB3(printk(KERN_DEBUG "i2c-algo-pcf.o: PCF state 0x%02x\n",
    get_pcf(adap, 1)));

 /* S1=0x80: S0 selected, serial interface off */
 set_pcf(adap, 1, I2C_PCF_PIN);
 /*
  * check to see S1 now used as R/W ctrl -
  * PCF8584 does that when ESO is zero
 */
 if (((temp = get_pcf(adap, 1)) & 0x7f) != (0)) {
  DEB2(printk(KERN_ERR "i2c-algo-pcf.o: PCF detection failed -- can't select S0 (0x%02x).\n", temp));
  return -ENXIO; /* definitely not PCF8584 */
 }

 /* load own address in S0, effective address is (own << 1) */
 i2c_outb(adap, get_own(adap));
 /* check it's really written */
 if ((temp = i2c_inb(adap)) != get_own(adap)) {
  DEB2(printk(KERN_ERR "i2c-algo-pcf.o: PCF detection failed -- can't set S0 (0x%02x).\n", temp));
  return -ENXIO;
 }

 /* S1=0xA0, next byte in S2 */
 set_pcf(adap, 1, I2C_PCF_PIN | I2C_PCF_ES1);
 /* check to see S2 now selected */
 if (((temp = get_pcf(adap, 1)) & 0x7f) != I2C_PCF_ES1) {
  DEB2(printk(KERN_ERR "i2c-algo-pcf.o: PCF detection failed -- can't select S2 (0x%02x).\n", temp));
  return -ENXIO;
 }

 /* load clock register S2 */
 i2c_outb(adap, get_clock(adap));
 /* check it's really written, the only 5 lowest bits does matter */
 if (((temp = i2c_inb(adap)) & 0x1f) != get_clock(adap)) {
  DEB2(printk(KERN_ERR "i2c-algo-pcf.o: PCF detection failed -- can't set S2 (0x%02x).\n", temp));
  return -ENXIO;
 }

 /* Enable serial interface, idle, S0 selected */
 set_pcf(adap, 1, I2C_PCF_IDLE);

 /* check to see PCF is really idled and we can access status register */
 if ((temp = get_pcf(adap, 1)) != (I2C_PCF_PIN | I2C_PCF_BB)) {
  DEB2(printk(KERN_ERR "i2c-algo-pcf.o: PCF detection failed -- can't select S1` (0x%02x).\n", temp));
  return -ENXIO;
 }

 printk(KERN_DEBUG "i2c-algo-pcf.o: detected and initialized PCF8584.\n");

 return 0;
}

static int pcf_sendbytes(struct i2c_adapter *i2c_adap, const char *buf,
    int count, int last)
{
 struct i2c_algo_pcf_data *adap = i2c_adap->algo_data;
 int wrcount, status, timeout;

 for (wrcount=0; wrcount<count; ++wrcount) {
  DEB2(dev_dbg(&i2c_adap->dev, "i2c_write: writing %2.2X\n",
    buf[wrcount] & 0xff));
  i2c_outb(adap, buf[wrcount]);
  timeout = wait_for_pin(adap, &status);
  if (timeout) {
   if (timeout == -EINTR)
    return -EINTR; /* arbitration lost */

   i2c_stop(adap);
   dev_err(&i2c_adap->dev, "i2c_write: error - timeout.\n");
   return -EREMOTEIO; /* got a better one ?? */
  }
  if (status & I2C_PCF_LRB) {
   i2c_stop(adap);
   dev_err(&i2c_adap->dev, "i2c_write: error - no ack.\n");
   return -EREMOTEIO; /* got a better one ?? */
  }
 }
 if (last)
  i2c_stop(adap);
 else
  i2c_repstart(adap);

 return wrcount;
}

static int pcf_readbytes(struct i2c_adapter *i2c_adap, char *buf,
    int count, int last)
{
 int i, status;
 struct i2c_algo_pcf_data *adap = i2c_adap->algo_data;
 int wfp;

 /* increment number of bytes to read by one -- read dummy byte */
 for (i = 0; i <= count; i++) {

  if ((wfp = wait_for_pin(adap, &status))) {
   if (wfp == -EINTR)
    return -EINTR; /* arbitration lost */

   i2c_stop(adap);
   dev_err(&i2c_adap->dev, "pcf_readbytes timed out.\n");
   return -1;
  }

  if ((status & I2C_PCF_LRB) && (i != count)) {
   i2c_stop(adap);
   dev_err(&i2c_adap->dev, "i2c_read: i2c_inb, No ack.\n");
   return -1;
  }

  if (i == count - 1) {
   set_pcf(adap, 1, I2C_PCF_ESO);
  } else if (i == count) {
   if (last)
    i2c_stop(adap);
   else
    i2c_repstart(adap);
  }

  if (i)
   buf[i - 1] = i2c_inb(adap);
  else
   i2c_inb(adap); /* dummy read */
 }

 return i - 1;
}


static int pcf_doAddress(struct i2c_algo_pcf_data *adap,
    struct i2c_msg *msg)
{
 unsigned char addr = i2c_8bit_addr_from_msg(msg);

 if (msg->flags & I2C_M_REV_DIR_ADDR)
  addr ^= 1;
 i2c_outb(adap, addr);

 return 0;
}

static int pcf_xfer(struct i2c_adapter *i2c_adap,
      struct i2c_msg *msgs,
      int num)
{
 struct i2c_algo_pcf_data *adap = i2c_adap->algo_data;
 struct i2c_msg *pmsg;
 int i;
 int ret=0, timeout, status;

 if (adap->xfer_begin)
  adap->xfer_begin(adap->data);

 /* Check for bus busy */
 timeout = wait_for_bb(adap);
 if (timeout) {
  DEB2(printk(KERN_ERR "i2c-algo-pcf.o: "
       "Timeout waiting for BB in pcf_xfer\n");)
  i = -EIO;
  goto out;
 }

 for (i = 0;ret >= 0 && i < num; i++) {
  pmsg = &msgs[i];

  DEB2(printk(KERN_DEBUG "i2c-algo-pcf.o: Doing %s %d bytes to 0x%02x - %d of %d messages\n",
       str_read_write(pmsg->flags & I2C_M_RD),
       pmsg->len, pmsg->addr, i + 1, num);)

  ret = pcf_doAddress(adap, pmsg);

  /* Send START */
  if (i == 0)
   i2c_start(adap);

  /* Wait for PIN (pending interrupt NOT) */
  timeout = wait_for_pin(adap, &status);
  if (timeout) {
   if (timeout == -EINTR) {
    /* arbitration lost */
    i = -EINTR;
    goto out;
   }
   i2c_stop(adap);
   DEB2(printk(KERN_ERR "i2c-algo-pcf.o: Timeout waiting "
        "for PIN(1) in pcf_xfer\n");)
   i = -EREMOTEIO;
   goto out;
  }

  /* Check LRB (last rcvd bit - slave ack) */
  if (status & I2C_PCF_LRB) {
   i2c_stop(adap);
   DEB2(printk(KERN_ERR "i2c-algo-pcf.o: No LRB(1) in pcf_xfer\n");)
   i = -EREMOTEIO;
   goto out;
  }

  DEB3(printk(KERN_DEBUG "i2c-algo-pcf.o: Msg %d, addr=0x%x, flags=0x%x, len=%d\n",
       i, msgs[i].addr, msgs[i].flags, msgs[i].len);)

  if (pmsg->flags & I2C_M_RD) {
   ret = pcf_readbytes(i2c_adap, pmsg->buf, pmsg->len,
         (i + 1 == num));

   if (ret != pmsg->len) {
    DEB2(printk(KERN_DEBUG "i2c-algo-pcf.o: fail: "
         "only read %d bytes.\n",ret));
   } else {
    DEB2(printk(KERN_DEBUG "i2c-algo-pcf.o: read %d bytes.\n",ret));
   }
  } else {
   ret = pcf_sendbytes(i2c_adap, pmsg->buf, pmsg->len,
         (i + 1 == num));

   if (ret != pmsg->len) {
    DEB2(printk(KERN_DEBUG "i2c-algo-pcf.o: fail: "
         "only wrote %d bytes.\n",ret));
   } else {
    DEB2(printk(KERN_DEBUG "i2c-algo-pcf.o: wrote %d bytes.\n",ret));
   }
  }
 }

out:
 if (adap->xfer_end)
  adap->xfer_end(adap->data);
 return i;
}

static u32 pcf_func(struct i2c_adapter *adap)
{
 return I2C_FUNC_I2C | I2C_FUNC_SMBUS_EMUL |
        I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING;
}

/* exported algorithm data: */
static const struct i2c_algorithm pcf_algo = {
 .xfer = pcf_xfer,
 .functionality = pcf_func,
};

/*
 * registering functions to load algorithms at runtime
 */
int i2c_pcf_add_bus(struct i2c_adapter *adap)
{
 struct i2c_algo_pcf_data *pcf_adap = adap->algo_data;
 int rval;

 DEB2(dev_dbg(&adap->dev, "hw routines registered.\n"));

 /* register new adapter to i2c module... */
 adap->algo = &pcf_algo;

 if ((rval = pcf_init_8584(pcf_adap)))
  return rval;

 rval = i2c_add_adapter(adap);

 return rval;
}
EXPORT_SYMBOL(i2c_pcf_add_bus);

MODULE_AUTHOR("Hans Berglund <hb@spacetec.no>");
MODULE_DESCRIPTION("I2C-Bus PCF8584 algorithm");
MODULE_LICENSE("GPL");

module_param(i2c_debug, int, S_IRUGO | S_IWUSR);
MODULE_PARM_DESC(i2c_debug,
 "debug level - 0 off; 1 normal; 2,3 more verbose; 9 pcf-protocol");