sound/soc/fsl/fsl_dma.c

   1 /*
   2  * Freescale DMA ALSA SoC PCM driver
   3  *
   4  * Author: Timur Tabi <timur@freescale.com>
   5  *
   6  * Copyright 2007-2010 Freescale Semiconductor, Inc.
   7  *
   8  * This file is licensed under the terms of the GNU General Public License
   9  * version 2.  This program is licensed "as is" without any warranty of any
  10  * kind, whether express or implied.
  11  *
  12  * This driver implements ASoC support for the Elo DMA controller, which is
  13  * the DMA controller on Freescale 83xx, 85xx, and 86xx SOCs. In ALSA terms,
  14  * the PCM driver is what handles the DMA buffer.
  15  */
  16
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/init.h>
  19 #include <linux/platform_device.h>
  20 #include <linux/dma-mapping.h>
  21 #include <linux/interrupt.h>
  22 #include <linux/delay.h>
  23 #include <linux/gfp.h>
  24 #include <linux/of_platform.h>
  25 #include <linux/list.h>
  26 #include <linux/slab.h>
  27
  28 #include <sound/core.h>
  29 #include <sound/pcm.h>
  30 #include <sound/pcm_params.h>
  31 #include <sound/soc.h>
  32
  33 #include <asm/io.h>
  34
  35 #include "fsl_dma.h"
  36 #include "fsl_ssi.h"    /* For the offset of stx0 and srx0 */
  37
  38 /*
  39  * The formats that the DMA controller supports, which is anything
  40  * that is 8, 16, or 32 bits.
  41  */
  42 #define FSLDMA_PCM_FORMATS (SNDRV_PCM_FMTBIT_S8         | \
  43                             SNDRV_PCM_FMTBIT_U8         | \
  44                             SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE     | \
  45                             SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_BE     | \
  46                             SNDRV_PCM_FMTBIT_U16_LE     | \
  47                             SNDRV_PCM_FMTBIT_U16_BE     | \
  48                             SNDRV_PCM_FMTBIT_S24_LE     | \
  49                             SNDRV_PCM_FMTBIT_S24_BE     | \
  50                             SNDRV_PCM_FMTBIT_U24_LE     | \
  51                             SNDRV_PCM_FMTBIT_U24_BE     | \
  52                             SNDRV_PCM_FMTBIT_S32_LE     | \
  53                             SNDRV_PCM_FMTBIT_S32_BE     | \
  54                             SNDRV_PCM_FMTBIT_U32_LE     | \
  55                             SNDRV_PCM_FMTBIT_U32_BE)
  56
  57 #define FSLDMA_PCM_RATES (SNDRV_PCM_RATE_5512 | SNDRV_PCM_RATE_8000_192000 | \
  58                           SNDRV_PCM_RATE_CONTINUOUS)
  59
  60 struct dma_object {
  61         struct snd_soc_platform_driver dai;
  62         dma_addr_t ssi_stx_phys;
  63         dma_addr_t ssi_srx_phys;
  64         unsigned int ssi_fifo_depth;
  65         struct ccsr_dma_channel __iomem *channel;
  66         unsigned int irq;
  67         bool assigned;
  68         char path[1];
  69 };
  70
  71 /*
  72  * The number of DMA links to use.  Two is the bare minimum, but if you
  73  * have really small links you might need more.
  74  */
  75 #define NUM_DMA_LINKS   2
  76
  77 /** fsl_dma_private: p-substream DMA data
  78  *
  79  * Each substream has a 1-to-1 association with a DMA channel.
  80  *
  81  * The link[] array is first because it needs to be aligned on a 32-byte
  82  * boundary, so putting it first will ensure alignment without padding the
  83  * structure.
  84  *
  85  * @link[]: array of link descriptors
  86  * @dma_channel: pointer to the DMA channel's registers
  87  * @irq: IRQ for this DMA channel
  88  * @substream: pointer to the substream object, needed by the ISR
  89  * @ssi_sxx_phys: bus address of the STX or SRX register to use
  90  * @ld_buf_phys: physical address of the LD buffer
  91  * @current_link: index into link[] of the link currently being processed
  92  * @dma_buf_phys: physical address of the DMA buffer
  93  * @dma_buf_next: physical address of the next period to process
  94  * @dma_buf_end: physical address of the byte after the end of the DMA
  95  * @buffer period_size: the size of a single period
  96  * @num_periods: the number of periods in the DMA buffer
  97  */
  98 struct fsl_dma_private {
  99         struct fsl_dma_link_descriptor link[NUM_DMA_LINKS];
 100         struct ccsr_dma_channel __iomem *dma_channel;
 101         unsigned int irq;
 102         struct snd_pcm_substream *substream;
 103         dma_addr_t ssi_sxx_phys;
 104         unsigned int ssi_fifo_depth;
 105         dma_addr_t ld_buf_phys;
 106         unsigned int current_link;
 107         dma_addr_t dma_buf_phys;
 108         dma_addr_t dma_buf_next;
 109         dma_addr_t dma_buf_end;
 110         size_t period_size;
 111         unsigned int num_periods;
 112 };
 113
 114 /**
 115  * fsl_dma_hardare: define characteristics of the PCM hardware.
 116  *
 117  * The PCM hardware is the Freescale DMA controller.  This structure defines
 118  * the capabilities of that hardware.
 119  *
 120  * Since the sampling rate and data format are not controlled by the DMA
 121  * controller, we specify no limits for those values.  The only exception is
 122  * period_bytes_min, which is set to a reasonably low value to prevent the
 123  * DMA controller from generating too many interrupts per second.
 124  *
 125  * Since each link descriptor has a 32-bit byte count field, we set
 126  * period_bytes_max to the largest 32-bit number.  We also have no maximum
 127  * number of periods.
 128  *
 129  * Note that we specify SNDRV_PCM_INFO_JOINT_DUPLEX here, but only because a
 130  * limitation in the SSI driver requires the sample rates for playback and
 131  * capture to be the same.
 132  */
 133 static const struct snd_pcm_hardware fsl_dma_hardware = {
 134
 135         .info                   = SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
 136                                   SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
 137                                   SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID |
 138                                   SNDRV_PCM_INFO_JOINT_DUPLEX |
 139                                   SNDRV_PCM_INFO_PAUSE,
 140         .formats                = FSLDMA_PCM_FORMATS,
 141         .rates                  = FSLDMA_PCM_RATES,
 142         .rate_min               = 5512,
 143         .rate_max               = 192000,
 144         .period_bytes_min       = 512,          /* A reasonable limit */
 145         .period_bytes_max       = (u32) -1,
 146         .periods_min            = NUM_DMA_LINKS,
 147         .periods_max            = (unsigned int) -1,
 148         .buffer_bytes_max       = 128 * 1024,   /* A reasonable limit */
 149 };
 150
 151 /**
 152  * fsl_dma_abort_stream: tell ALSA that the DMA transfer has aborted
 153  *
 154  * This function should be called by the ISR whenever the DMA controller
 155  * halts data transfer.
 156  */
 157 static void fsl_dma_abort_stream(struct snd_pcm_substream *substream)
 158 {
 159         unsigned long flags;
 160
 161         snd_pcm_stream_lock_irqsave(substream, flags);
 162
 163         if (snd_pcm_running(substream))
 164                 snd_pcm_stop(substream, SNDRV_PCM_STATE_XRUN);
 165
 166         snd_pcm_stream_unlock_irqrestore(substream, flags);
 167 }
 168
 169 /**
 170  * fsl_dma_update_pointers - update LD pointers to point to the next period
 171  *
 172  * As each period is completed, this function changes the the link
 173  * descriptor pointers for that period to point to the next period.
 174  */
 175 static void fsl_dma_update_pointers(struct fsl_dma_private *dma_private)
 176 {
 177         struct fsl_dma_link_descriptor *link =
 178                 &dma_private->link[dma_private->current_link];
 179
 180         /* Update our link descriptors to point to the next period. On a 36-bit
 181          * system, we also need to update the ESAD bits.  We also set (keep) the
 182          * snoop bits.  See the comments in fsl_dma_hw_params() about snooping.
 183          */
 184         if (dma_private->substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK) {
 185                 link->source_addr = cpu_to_be32(dma_private->dma_buf_next);
 186 #ifdef CONFIG_PHYS_64BIT
 187                 link->source_attr = cpu_to_be32(CCSR_DMA_ATR_SNOOP |
 188                         upper_32_bits(dma_private->dma_buf_next));
 189 #endif
 190         } else {
 191                 link->dest_addr = cpu_to_be32(dma_private->dma_buf_next);
 192 #ifdef CONFIG_PHYS_64BIT
 193                 link->dest_attr = cpu_to_be32(CCSR_DMA_ATR_SNOOP |
 194                         upper_32_bits(dma_private->dma_buf_next));
 195 #endif
 196         }
 197
 198         /* Update our variables for next time */
 199         dma_private->dma_buf_next += dma_private->period_size;
 200
 201         if (dma_private->dma_buf_next >= dma_private->dma_buf_end)
 202                 dma_private->dma_buf_next = dma_private->dma_buf_phys;
 203
 204         if (++dma_private->current_link >= NUM_DMA_LINKS)
 205                 dma_private->current_link = 0;
 206 }
 207
 208 /**
 209  * fsl_dma_isr: interrupt handler for the DMA controller
 210  *
 211  * @irq: IRQ of the DMA channel
 212  * @dev_id: pointer to the dma_private structure for this DMA channel
 213  */
 214 static irqreturn_t fsl_dma_isr(int irq, void *dev_id)
 215 {
 216         struct fsl_dma_private *dma_private = dev_id;
 217         struct snd_pcm_substream *substream = dma_private->substream;
 218         struct snd_soc_pcm_runtime *rtd = substream->private_data;
 219         struct device *dev = rtd->platform->dev;
 220         struct ccsr_dma_channel __iomem *dma_channel = dma_private->dma_channel;
 221         irqreturn_t ret = IRQ_NONE;
 222         u32 sr, sr2 = 0;
 223
 224         /* We got an interrupt, so read the status register to see what we
 225            were interrupted for.
 226          */
 227         sr = in_be32(&dma_channel->sr);
 228
 229         if (sr & CCSR_DMA_SR_TE) {
 230                 dev_err(dev, "dma transmit error\n");
 231                 fsl_dma_abort_stream(substream);
 232                 sr2 |= CCSR_DMA_SR_TE;
 233                 ret = IRQ_HANDLED;
 234         }
 235
 236         if (sr & CCSR_DMA_SR_CH)
 237                 ret = IRQ_HANDLED;
 238
 239         if (sr & CCSR_DMA_SR_PE) {
 240                 dev_err(dev, "dma programming error\n");
 241                 fsl_dma_abort_stream(substream);
 242                 sr2 |= CCSR_DMA_SR_PE;
 243                 ret = IRQ_HANDLED;
 244         }
 245
 246         if (sr & CCSR_DMA_SR_EOLNI) {
 247                 sr2 |= CCSR_DMA_SR_EOLNI;
 248                 ret = IRQ_HANDLED;
 249         }
 250
 251         if (sr & CCSR_DMA_SR_CB)
 252                 ret = IRQ_HANDLED;
 253
 254         if (sr & CCSR_DMA_SR_EOSI) {
 255                 /* Tell ALSA we completed a period. */
 256                 snd_pcm_period_elapsed(substream);
 257
 258                 /*
 259                  * Update our link descriptors to point to the next period. We
 260                  * only need to do this if the number of periods is not equal to
 261                  * the number of links.
 262                  */
 263                 if (dma_private->num_periods != NUM_DMA_LINKS)
 264                         fsl_dma_update_pointers(dma_private);
 265
 266                 sr2 |= CCSR_DMA_SR_EOSI;
 267                 ret = IRQ_HANDLED;
 268         }
 269
 270         if (sr & CCSR_DMA_SR_EOLSI) {
 271                 sr2 |= CCSR_DMA_SR_EOLSI;
 272                 ret = IRQ_HANDLED;
 273         }
 274
 275         /* Clear the bits that we set */
 276         if (sr2)
 277                 out_be32(&dma_channel->sr, sr2);
 278
 279         return ret;
 280 }
 281
 282 /**
 283  * fsl_dma_new: initialize this PCM driver.
 284  *
 285  * This function is called when the codec driver calls snd_soc_new_pcms(),
 286  * once for each .dai_link in the machine driver's snd_soc_card
 287  * structure.
 288  *
 289  * snd_dma_alloc_pages() is just a front-end to dma_alloc_coherent(), which
 290  * (currently) always allocates the DMA buffer in lowmem, even if GFP_HIGHMEM
 291  * is specified. Therefore, any DMA buffers we allocate will always be in low
 292  * memory, but we support for 36-bit physical addresses anyway.
 293  *
 294  * Regardless of where the memory is actually allocated, since the device can
 295  * technically DMA to any 36-bit address, we do need to set the DMA mask to 36.
 296  */
 297 static int fsl_dma_new(struct snd_soc_pcm_runtime *rtd)
 298 {
 299         struct snd_card *card = rtd->card->snd_card;
 300         struct snd_soc_dai *dai = rtd->cpu_dai;
 301         struct snd_pcm *pcm = rtd->pcm;
 302         static u64 fsl_dma_dmamask = DMA_BIT_MASK(36);
 303         int ret;
 304
 305         if (!card->dev->dma_mask)
 306                 card->dev->dma_mask = &fsl_dma_dmamask;
 307
 308         if (!card->dev->coherent_dma_mask)
 309                 card->dev->coherent_dma_mask = fsl_dma_dmamask;
 310
 311         /* Some codecs have separate DAIs for playback and capture, so we
 312          * should allocate a DMA buffer only for the streams that are valid.
 313          */
 314
 315         if (pcm->streams[0].substream) {
 316                 ret = snd_dma_alloc_pages(SNDRV_DMA_TYPE_DEV, card->dev,
 317                         fsl_dma_hardware.buffer_bytes_max,
 318                         &pcm->streams[0].substream->dma_buffer);
 319                 if (ret) {
 320                         dev_err(card->dev, "can't alloc playback dma buffer\n");
 321                         return ret;
 322                 }
 323         }
 324
 325         if (pcm->streams[1].substream) {
 326                 ret = snd_dma_alloc_pages(SNDRV_DMA_TYPE_DEV, card->dev,
 327                         fsl_dma_hardware.buffer_bytes_max,
 328                         &pcm->streams[1].substream->dma_buffer);
 329                 if (ret) {
 330                         dev_err(card->dev, "can't alloc capture dma buffer\n");
 331                         snd_dma_free_pages(&pcm->streams[0].substream->dma_buffer);
 332                         return ret;
 333                 }
 334         }
 335
 336         return 0;
 337 }
 338
 339 /**
 340  * fsl_dma_open: open a new substream.
 341  *
 342  * Each substream has its own DMA buffer.
 343  *
 344  * ALSA divides the DMA buffer into N periods.  We create NUM_DMA_LINKS link
 345  * descriptors that ping-pong from one period to the next.  For example, if
 346  * there are six periods and two link descriptors, this is how they look
 347  * before playback starts:
 348  *
 349  *                 The last link descriptor
 350  *   ____________  points back to the first
 351  *  |            |
 352  *  V            |
 353  *  ___    ___   |
 354  * |   |->|   |->|
 355  * |___|  |___|
 356  *   |      |
 357  *   |      |
 358  *   V      V
 359  *  _________________________________________
 360  * |      |      |      |      |      |      |  The DMA buffer is
 361  * |      |      |      |      |      |      |    divided into 6 parts
 362  * |______|______|______|______|______|______|
 363  *
 364  * and here's how they look after the first period is finished playing:
 365  *
 366  *   ____________
 367  *  |            |
 368  *  V            |
 369  *  ___    ___   |
 370  * |   |->|   |->|
 371  * |___|  |___|
 372  *   |      |
 373  *   |______________
 374  *          |       |
 375  *          V       V
 376  *  _________________________________________
 377  * |      |      |      |      |      |      |
 378  * |      |      |      |      |      |      |
 379  * |______|______|______|______|______|______|
 380  *
 381  * The first link descriptor now points to the third period.  The DMA
 382  * controller is currently playing the second period.  When it finishes, it
 383  * will jump back to the first descriptor and play the third period.
 384  *
 385  * There are four reasons we do this:
 386  *
 387  * 1. The only way to get the DMA controller to automatically restart the
 388  *    transfer when it gets to the end of the buffer is to use chaining
 389  *    mode.  Basic direct mode doesn't offer that feature.
 390  * 2. We need to receive an interrupt at the end of every period.  The DMA
 391  *    controller can generate an interrupt at the end of every link transfer
 392  *    (aka segment).  Making each period into a DMA segment will give us the
 393  *    interrupts we need.
 394  * 3. By creating only two link descriptors, regardless of the number of
 395  *    periods, we do not need to reallocate the link descriptors if the
 396  *    number of periods changes.
 397  * 4. All of the audio data is still stored in a single, contiguous DMA
 398  *    buffer, which is what ALSA expects.  We're just dividing it into
 399  *    contiguous parts, and creating a link descriptor for each one.
 400  */
 401 static int fsl_dma_open(struct snd_pcm_substream *substream)
 402 {
 403         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
 404         struct snd_soc_pcm_runtime *rtd = substream->private_data;
 405         struct device *dev = rtd->platform->dev;
 406         struct dma_object *dma =
 407                 container_of(rtd->platform->driver, struct dma_object, dai);
 408         struct fsl_dma_private *dma_private;
 409         struct ccsr_dma_channel __iomem *dma_channel;
 410         dma_addr_t ld_buf_phys;
 411         u64 temp_link;          /* Pointer to next link descriptor */
 412         u32 mr;
 413         unsigned int channel;
 414         int ret = 0;
 415         unsigned int i;
 416
 417         /*
 418          * Reject any DMA buffer whose size is not a multiple of the period
 419          * size.  We need to make sure that the DMA buffer can be evenly divided
 420          * into periods.
 421          */
 422         ret = snd_pcm_hw_constraint_integer(runtime,
 423                 SNDRV_PCM_HW_PARAM_PERIODS);
 424         if (ret < 0) {
 425                 dev_err(dev, "invalid buffer size\n");
 426                 return ret;
 427         }
 428
 429         channel = substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK ? 0 : 1;
 430
 431         if (dma->assigned) {
 432                 dev_err(dev, "dma channel already assigned\n");
 433                 return -EBUSY;
 434         }
 435
 436         dma_private = dma_alloc_coherent(dev, sizeof(struct fsl_dma_private),
 437                                          &ld_buf_phys, GFP_KERNEL);
 438         if (!dma_private) {
 439                 dev_err(dev, "can't allocate dma private data\n");
 440                 return -ENOMEM;
 441         }
 442         if (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK)
 443                 dma_private->ssi_sxx_phys = dma->ssi_stx_phys;
 444         else
 445                 dma_private->ssi_sxx_phys = dma->ssi_srx_phys;
 446
 447         dma_private->ssi_fifo_depth = dma->ssi_fifo_depth;
 448         dma_private->dma_channel = dma->channel;
 449         dma_private->irq = dma->irq;
 450         dma_private->substream = substream;
 451         dma_private->ld_buf_phys = ld_buf_phys;
 452         dma_private->dma_buf_phys = substream->dma_buffer.addr;
 453
 454         ret = request_irq(dma_private->irq, fsl_dma_isr, 0, "fsldma-audio",
 455                           dma_private);
 456         if (ret) {
 457                 dev_err(dev, "can't register ISR for IRQ %u (ret=%i)\n",
 458                         dma_private->irq, ret);
 459                 dma_free_coherent(dev, sizeof(struct fsl_dma_private),
 460                         dma_private, dma_private->ld_buf_phys);
 461                 return ret;
 462         }
 463
 464         dma->assigned = 1;
 465
 466         snd_pcm_set_runtime_buffer(substream, &substream->dma_buffer);
 467         snd_soc_set_runtime_hwparams(substream, &fsl_dma_hardware);
 468         runtime->private_data = dma_private;
 469
 470         /* Program the fixed DMA controller parameters */
 471
 472         dma_channel = dma_private->dma_channel;
 473
 474         temp_link = dma_private->ld_buf_phys +
 475                 sizeof(struct fsl_dma_link_descriptor);
 476
 477         for (i = 0; i < NUM_DMA_LINKS; i++) {
 478                 dma_private->link[i].next = cpu_to_be64(temp_link);
 479
 480                 temp_link += sizeof(struct fsl_dma_link_descriptor);
 481         }
 482         /* The last link descriptor points to the first */
 483         dma_private->link[i - 1].next = cpu_to_be64(dma_private->ld_buf_phys);
 484
 485         /* Tell the DMA controller where the first link descriptor is */
 486         out_be32(&dma_channel->clndar,
 487                 CCSR_DMA_CLNDAR_ADDR(dma_private->ld_buf_phys));
 488         out_be32(&dma_channel->eclndar,
 489                 CCSR_DMA_ECLNDAR_ADDR(dma_private->ld_buf_phys));
 490
 491         /* The manual says the BCR must be clear before enabling EMP */
 492         out_be32(&dma_channel->bcr, 0);
 493
 494         /*
 495          * Program the mode register for interrupts, external master control,
 496          * and source/destination hold.  Also clear the Channel Abort bit.
 497          */
 498         mr = in_be32(&dma_channel->mr) &
 499                 ~(CCSR_DMA_MR_CA | CCSR_DMA_MR_DAHE | CCSR_DMA_MR_SAHE);
 500
 501         /*
 502          * We want External Master Start and External Master Pause enabled,
 503          * because the SSI is controlling the DMA controller.  We want the DMA
 504          * controller to be set up in advance, and then we signal only the SSI
 505          * to start transferring.
 506          *
 507          * We want End-Of-Segment Interrupts enabled, because this will generate
 508          * an interrupt at the end of each segment (each link descriptor
 509          * represents one segment).  Each DMA segment is the same thing as an
 510          * ALSA period, so this is how we get an interrupt at the end of every
 511          * period.
 512          *
 513          * We want Error Interrupt enabled, so that we can get an error if
 514          * the DMA controller is mis-programmed somehow.
 515          */
 516         mr |= CCSR_DMA_MR_EOSIE | CCSR_DMA_MR_EIE | CCSR_DMA_MR_EMP_EN |
 517                 CCSR_DMA_MR_EMS_EN;
 518
 519         /* For playback, we want the destination address to be held.  For
 520            capture, set the source address to be held. */
 521         mr |= (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK) ?
 522                 CCSR_DMA_MR_DAHE : CCSR_DMA_MR_SAHE;
 523
 524         out_be32(&dma_channel->mr, mr);
 525
 526         return 0;
 527 }
 528
 529 /**
 530  * fsl_dma_hw_params: continue initializing the DMA links
 531  *
 532  * This function obtains hardware parameters about the opened stream and
 533  * programs the DMA controller accordingly.
 534  *
 535  * One drawback of big-endian is that when copying integers of different
 536  * sizes to a fixed-sized register, the address to which the integer must be
 537  * copied is dependent on the size of the integer.
 538  *
 539  * For example, if P is the address of a 32-bit register, and X is a 32-bit
 540  * integer, then X should be copied to address P.  However, if X is a 16-bit
 541  * integer, then it should be copied to P+2.  If X is an 8-bit register,
 542  * then it should be copied to P+3.
 543  *
 544  * So for playback of 8-bit samples, the DMA controller must transfer single
 545  * bytes from the DMA buffer to the last byte of the STX0 register, i.e.
 546  * offset by 3 bytes. For 16-bit samples, the offset is two bytes.
 547  *
 548  * For 24-bit samples, the offset is 1 byte.  However, the DMA controller
 549  * does not support 3-byte copies (the DAHTS register supports only 1, 2, 4,
 550  * and 8 bytes at a time).  So we do not support packed 24-bit samples.
 551  * 24-bit data must be padded to 32 bits.
 552  */
 553 static int fsl_dma_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
 554         struct snd_pcm_hw_params *hw_params)
 555 {
 556         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
 557         struct fsl_dma_private *dma_private = runtime->private_data;
 558         struct snd_soc_pcm_runtime *rtd = substream->private_data;
 559         struct device *dev = rtd->platform->dev;
 560
 561         /* Number of bits per sample */
 562         unsigned int sample_bits =
 563                 snd_pcm_format_physical_width(params_format(hw_params));
 564
 565         /* Number of bytes per frame */
 566         unsigned int sample_bytes = sample_bits / 8;
 567
 568         /* Bus address of SSI STX register */
 569         dma_addr_t ssi_sxx_phys = dma_private->ssi_sxx_phys;
 570
 571         /* Size of the DMA buffer, in bytes */
 572         size_t buffer_size = params_buffer_bytes(hw_params);
 573
 574         /* Number of bytes per period */
 575         size_t period_size = params_period_bytes(hw_params);
 576
 577         /* Pointer to next period */
 578         dma_addr_t temp_addr = substream->dma_buffer.addr;
 579
 580         /* Pointer to DMA controller */
 581         struct ccsr_dma_channel __iomem *dma_channel = dma_private->dma_channel;
 582
 583         u32 mr; /* DMA Mode Register */
 584
 585         unsigned int i;
 586
 587         /* Initialize our DMA tracking variables */
 588         dma_private->period_size = period_size;
 589         dma_private->num_periods = params_periods(hw_params);
 590         dma_private->dma_buf_end = dma_private->dma_buf_phys + buffer_size;
 591         dma_private->dma_buf_next = dma_private->dma_buf_phys +
 592                 (NUM_DMA_LINKS * period_size);
 593
 594         if (dma_private->dma_buf_next >= dma_private->dma_buf_end)
 595                 /* This happens if the number of periods == NUM_DMA_LINKS */
 596                 dma_private->dma_buf_next = dma_private->dma_buf_phys;
 597
 598         mr = in_be32(&dma_channel->mr) & ~(CCSR_DMA_MR_BWC_MASK |
 599                   CCSR_DMA_MR_SAHTS_MASK | CCSR_DMA_MR_DAHTS_MASK);
 600
 601         /* Due to a quirk of the SSI's STX register, the target address
 602          * for the DMA operations depends on the sample size.  So we calculate
 603          * that offset here.  While we're at it, also tell the DMA controller
 604          * how much data to transfer per sample.
 605          */
 606         switch (sample_bits) {
 607         case 8:
 608                 mr |= CCSR_DMA_MR_DAHTS_1 | CCSR_DMA_MR_SAHTS_1;
 609                 ssi_sxx_phys += 3;
 610                 break;
 611         case 16:
 612                 mr |= CCSR_DMA_MR_DAHTS_2 | CCSR_DMA_MR_SAHTS_2;
 613                 ssi_sxx_phys += 2;
 614                 break;
 615         case 32:
 616                 mr |= CCSR_DMA_MR_DAHTS_4 | CCSR_DMA_MR_SAHTS_4;
 617                 break;
 618         default:
 619                 /* We should never get here */
 620                 dev_err(dev, "unsupported sample size %u\n", sample_bits);
 621                 return -EINVAL;
 622         }
 623
 624         /*
 625          * BWC determines how many bytes are sent/received before the DMA
 626          * controller checks the SSI to see if it needs to stop. BWC should
 627          * always be a multiple of the frame size, so that we always transmit
 628          * whole frames.  Each frame occupies two slots in the FIFO.  The
 629          * parameter for CCSR_DMA_MR_BWC() is rounded down the next power of two
 630          * (MR[BWC] can only represent even powers of two).
 631          *
 632          * To simplify the process, we set BWC to the largest value that is
 633          * less than or equal to the FIFO watermark.  For playback, this ensures
 634          * that we transfer the maximum amount without overrunning the FIFO.
 635          * For capture, this ensures that we transfer the maximum amount without
 636          * underrunning the FIFO.
 637          *
 638          * f = SSI FIFO depth
 639          * w = SSI watermark value (which equals f - 2)
 640          * b = DMA bandwidth count (in bytes)
 641          * s = sample size (in bytes, which equals frame_size * 2)
 642          *
 643          * For playback, we never transmit more than the transmit FIFO
 644          * watermark, otherwise we might write more data than the FIFO can hold.
 645          * The watermark is equal to the FIFO depth minus two.
 646          *
 647          * For capture, two equations must hold:
 648          *      w > f - (b / s)
 649          *      w >= b / s
 650          *
 651          * So, b > 2 * s, but b must also be <= s * w.  To simplify, we set
 652          * b = s * w, which is equal to
 653          *      (dma_private->ssi_fifo_depth - 2) * sample_bytes.
 654          */
 655         mr |= CCSR_DMA_MR_BWC((dma_private->ssi_fifo_depth - 2) * sample_bytes);
 656
 657         out_be32(&dma_channel->mr, mr);
 658
 659         for (i = 0; i < NUM_DMA_LINKS; i++) {
 660                 struct fsl_dma_link_descriptor *link = &dma_private->link[i];
 661
 662                 link->count = cpu_to_be32(period_size);
 663
 664                 /* The snoop bit tells the DMA controller whether it should tell
 665                  * the ECM to snoop during a read or write to an address. For
 666                  * audio, we use DMA to transfer data between memory and an I/O
 667                  * device (the SSI's STX0 or SRX0 register). Snooping is only
 668                  * needed if there is a cache, so we need to snoop memory
 669                  * addresses only.  For playback, that means we snoop the source
 670                  * but not the destination.  For capture, we snoop the
 671                  * destination but not the source.
 672                  *
 673                  * Note that failing to snoop properly is unlikely to cause
 674                  * cache incoherency if the period size is larger than the
 675                  * size of L1 cache.  This is because filling in one period will
 676                  * flush out the data for the previous period.  So if you
 677                  * increased period_bytes_min to a large enough size, you might
 678                  * get more performance by not snooping, and you'll still be
 679                  * okay.  You'll need to update fsl_dma_update_pointers() also.
 680                  */
 681                 if (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK) {
 682                         link->source_addr = cpu_to_be32(temp_addr);
 683                         link->source_attr = cpu_to_be32(CCSR_DMA_ATR_SNOOP |
 684                                 upper_32_bits(temp_addr));
 685
 686                         link->dest_addr = cpu_to_be32(ssi_sxx_phys);
 687                         link->dest_attr = cpu_to_be32(CCSR_DMA_ATR_NOSNOOP |
 688                                 upper_32_bits(ssi_sxx_phys));
 689                 } else {
 690                         link->source_addr = cpu_to_be32(ssi_sxx_phys);
 691                         link->source_attr = cpu_to_be32(CCSR_DMA_ATR_NOSNOOP |
 692                                 upper_32_bits(ssi_sxx_phys));
 693
 694                         link->dest_addr = cpu_to_be32(temp_addr);
 695                         link->dest_attr = cpu_to_be32(CCSR_DMA_ATR_SNOOP |
 696                                 upper_32_bits(temp_addr));
 697                 }
 698
 699                 temp_addr += period_size;
 700         }
 701
 702         return 0;
 703 }
 704
 705 /**
 706  * fsl_dma_pointer: determine the current position of the DMA transfer
 707  *
 708  * This function is called by ALSA when ALSA wants to know where in the
 709  * stream buffer the hardware currently is.
 710  *
 711  * For playback, the SAR register contains the physical address of the most
 712  * recent DMA transfer.  For capture, the value is in the DAR register.
 713  *
 714  * The base address of the buffer is stored in the source_addr field of the
 715  * first link descriptor.
 716  */
 717 static snd_pcm_uframes_t fsl_dma_pointer(struct snd_pcm_substream *substream)
 718 {
 719         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
 720         struct fsl_dma_private *dma_private = runtime->private_data;
 721         struct snd_soc_pcm_runtime *rtd = substream->private_data;
 722         struct device *dev = rtd->platform->dev;
 723         struct ccsr_dma_channel __iomem *dma_channel = dma_private->dma_channel;
 724         dma_addr_t position;
 725         snd_pcm_uframes_t frames;
 726
 727         /* Obtain the current DMA pointer, but don't read the ESAD bits if we
 728          * only have 32-bit DMA addresses.  This function is typically called
 729          * in interrupt context, so we need to optimize it.
 730          */
 731         if (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK) {
 732                 position = in_be32(&dma_channel->sar);
 733 #ifdef CONFIG_PHYS_64BIT
 734                 position |= (u64)(in_be32(&dma_channel->satr) &
 735                                   CCSR_DMA_ATR_ESAD_MASK) << 32;
 736 #endif
 737         } else {
 738                 position = in_be32(&dma_channel->dar);
 739 #ifdef CONFIG_PHYS_64BIT
 740                 position |= (u64)(in_be32(&dma_channel->datr) &
 741                                   CCSR_DMA_ATR_ESAD_MASK) << 32;
 742 #endif
 743         }
 744
 745         /*
 746          * When capture is started, the SSI immediately starts to fill its FIFO.
 747          * This means that the DMA controller is not started until the FIFO is
 748          * full.  However, ALSA calls this function before that happens, when
 749          * MR.DAR is still zero.  In this case, just return zero to indicate
 750          * that nothing has been received yet.
 751          */
 752         if (!position)
 753                 return 0;
 754
 755         if ((position < dma_private->dma_buf_phys) ||
 756             (position > dma_private->dma_buf_end)) {
 757                 dev_err(dev, "dma pointer is out of range, halting stream\n");
 758                 return SNDRV_PCM_POS_XRUN;
 759         }
 760
 761         frames = bytes_to_frames(runtime, position - dma_private->dma_buf_phys);
 762
 763         /*
 764          * If the current address is just past the end of the buffer, wrap it
 765          * around.
 766          */
 767         if (frames == runtime->buffer_size)
 768                 frames = 0;
 769
 770         return frames;
 771 }
 772
 773 /**
 774  * fsl_dma_hw_free: release resources allocated in fsl_dma_hw_params()
 775  *
 776  * Release the resources allocated in fsl_dma_hw_params() and de-program the
 777  * registers.
 778  *
 779  * This function can be called multiple times.
 780  */
 781 static int fsl_dma_hw_free(struct snd_pcm_substream *substream)
 782 {
 783         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
 784         struct fsl_dma_private *dma_private = runtime->private_data;
 785
 786         if (dma_private) {
 787                 struct ccsr_dma_channel __iomem *dma_channel;
 788
 789                 dma_channel = dma_private->dma_channel;
 790
 791                 /* Stop the DMA */
 792                 out_be32(&dma_channel->mr, CCSR_DMA_MR_CA);
 793                 out_be32(&dma_channel->mr, 0);
 794
 795                 /* Reset all the other registers */
 796                 out_be32(&dma_channel->sr, -1);
 797                 out_be32(&dma_channel->clndar, 0);
 798                 out_be32(&dma_channel->eclndar, 0);
 799                 out_be32(&dma_channel->satr, 0);
 800                 out_be32(&dma_channel->sar, 0);
 801                 out_be32(&dma_channel->datr, 0);
 802                 out_be32(&dma_channel->dar, 0);
 803                 out_be32(&dma_channel->bcr, 0);
 804                 out_be32(&dma_channel->nlndar, 0);
 805                 out_be32(&dma_channel->enlndar, 0);
 806         }
 807
 808         return 0;
 809 }
 810
 811 /**
 812  * fsl_dma_close: close the stream.
 813  */
 814 static int fsl_dma_close(struct snd_pcm_substream *substream)
 815 {
 816         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
 817         struct fsl_dma_private *dma_private = runtime->private_data;
 818         struct snd_soc_pcm_runtime *rtd = substream->private_data;
 819         struct device *dev = rtd->platform->dev;
 820         struct dma_object *dma =
 821                 container_of(rtd->platform->driver, struct dma_object, dai);
 822
 823         if (dma_private) {
 824                 if (dma_private->irq)
 825                         free_irq(dma_private->irq, dma_private);
 826
 827                 if (dma_private->ld_buf_phys) {
 828                         dma_unmap_single(dev, dma_private->ld_buf_phys,
 829                                          sizeof(dma_private->link),
 830                                          DMA_TO_DEVICE);
 831                 }
 832
 833                 /* Deallocate the fsl_dma_private structure */
 834                 dma_free_coherent(dev, sizeof(struct fsl_dma_private),
 835                                   dma_private, dma_private->ld_buf_phys);
 836                 substream->runtime->private_data = NULL;
 837         }
 838
 839         dma->assigned = 0;
 840
 841         return 0;
 842 }
 843
 844 /*
 845  * Remove this PCM driver.
 846  */
 847 static void fsl_dma_free_dma_buffers(struct snd_pcm *pcm)
 848 {
 849         struct snd_pcm_substream *substream;
 850         unsigned int i;
 851
 852         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pcm->streams); i++) {
 853                 substream = pcm->streams[i].substream;
 854                 if (substream) {
 855                         snd_dma_free_pages(&substream->dma_buffer);
 856                         substream->dma_buffer.area = NULL;
 857                         substream->dma_buffer.addr = 0;
 858                 }
 859         }
 860 }
 861
 862 /**
 863  * find_ssi_node -- returns the SSI node that points to his DMA channel node
 864  *
 865  * Although this DMA driver attempts to operate independently of the other
 866  * devices, it still needs to determine some information about the SSI device
 867  * that it's working with.  Unfortunately, the device tree does not contain
 868  * a pointer from the DMA channel node to the SSI node -- the pointer goes the
 869  * other way.  So we need to scan the device tree for SSI nodes until we find
 870  * the one that points to the given DMA channel node.  It's ugly, but at least
 871  * it's contained in this one function.
 872  */
 873 static struct device_node *find_ssi_node(struct device_node *dma_channel_np)
 874 {
 875         struct device_node *ssi_np, *np;
 876
 877         for_each_compatible_node(ssi_np, NULL, "fsl,mpc8610-ssi") {
 878                 /* Check each DMA phandle to see if it points to us.  We
 879                  * assume that device_node pointers are a valid comparison.
 880                  */
 881                 np = of_parse_phandle(ssi_np, "fsl,playback-dma", 0);
 882                 of_node_put(np);
 883                 if (np == dma_channel_np)
 884                         return ssi_np;
 885
 886                 np = of_parse_phandle(ssi_np, "fsl,capture-dma", 0);
 887                 of_node_put(np);
 888                 if (np == dma_channel_np)
 889                         return ssi_np;
 890         }
 891
 892         return NULL;
 893 }
 894
 895 static struct snd_pcm_ops fsl_dma_ops = {
 896         .open           = fsl_dma_open,
 897         .close          = fsl_dma_close,
 898         .ioctl          = snd_pcm_lib_ioctl,
 899         .hw_params      = fsl_dma_hw_params,
 900         .hw_free        = fsl_dma_hw_free,
 901         .pointer        = fsl_dma_pointer,
 902 };
 903
 904 static int __devinit fsl_soc_dma_probe(struct platform_device *pdev)
 905  {
 906         struct dma_object *dma;
 907         struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
 908         struct device_node *ssi_np;
 909         struct resource res;
 910         const uint32_t *iprop;
 911         int ret;
 912
 913         /* Find the SSI node that points to us. */
 914         ssi_np = find_ssi_node(np);
 915         if (!ssi_np) {
 916                 dev_err(&pdev->dev, "cannot find parent SSI node\n");
 917                 return -ENODEV;
 918         }
 919
 920         ret = of_address_to_resource(ssi_np, 0, &res);
 921         if (ret) {
 922                 dev_err(&pdev->dev, "could not determine resources for %s\n",
 923                         ssi_np->full_name);
 924                 of_node_put(ssi_np);
 925                 return ret;
 926         }
 927
 928         dma = kzalloc(sizeof(*dma) + strlen(np->full_name), GFP_KERNEL);
 929         if (!dma) {
 930                 dev_err(&pdev->dev, "could not allocate dma object\n");
 931                 of_node_put(ssi_np);
 932                 return -ENOMEM;
 933         }
 934
 935         strcpy(dma->path, np->full_name);
 936         dma->dai.ops = &fsl_dma_ops;
 937         dma->dai.pcm_new = fsl_dma_new;
 938         dma->dai.pcm_free = fsl_dma_free_dma_buffers;
 939
 940         /* Store the SSI-specific information that we need */
 941         dma->ssi_stx_phys = res.start + offsetof(struct ccsr_ssi, stx0);
 942         dma->ssi_srx_phys = res.start + offsetof(struct ccsr_ssi, srx0);
 943
 944         iprop = of_get_property(ssi_np, "fsl,fifo-depth", NULL);
 945         if (iprop)
 946                 dma->ssi_fifo_depth = be32_to_cpup(iprop);
 947         else
 948                 /* Older 8610 DTs didn't have the fifo-depth property */
 949                 dma->ssi_fifo_depth = 8;
 950
 951         of_node_put(ssi_np);
 952
 953         ret = snd_soc_register_platform(&pdev->dev, &dma->dai);
 954         if (ret) {
 955                 dev_err(&pdev->dev, "could not register platform\n");
 956                 kfree(dma);
 957                 return ret;
 958         }
 959
 960         dma->channel = of_iomap(np, 0);
 961         dma->irq = irq_of_parse_and_map(np, 0);
 962
 963         dev_set_drvdata(&pdev->dev, dma);
 964
 965         return 0;
 966 }
 967
 968 static int __devexit fsl_soc_dma_remove(struct platform_device *pdev)
 969 {
 970         struct dma_object *dma = dev_get_drvdata(&pdev->dev);
 971
 972         snd_soc_unregister_platform(&pdev->dev);
 973         iounmap(dma->channel);
 974         irq_dispose_mapping(dma->irq);
 975         kfree(dma);
 976
 977         return 0;
 978 }
 979
 980 static const struct of_device_id fsl_soc_dma_ids[] = {
 981         { .compatible = "fsl,ssi-dma-channel", },
 982         {}
 983 };
 984 MODULE_DEVICE_TABLE(of, fsl_soc_dma_ids);
 985
 986 static struct platform_driver fsl_soc_dma_driver = {
 987         .driver = {
 988                 .name = "fsl-pcm-audio",
 989                 .owner = THIS_MODULE,
 990                 .of_match_table = fsl_soc_dma_ids,
 991         },
 992         .probe = fsl_soc_dma_probe,
 993         .remove = __devexit_p(fsl_soc_dma_remove),
 994 };
 995
 996 static int __init fsl_soc_dma_init(void)
 997 {
 998         pr_info("Freescale Elo DMA ASoC PCM Driver\n");
 999
1000         return platform_driver_register(&fsl_soc_dma_driver);
1001 }
1002
1003 static void __exit fsl_soc_dma_exit(void)
1004 {
1005         platform_driver_unregister(&fsl_soc_dma_driver);
1006 }
1007
1008 module_init(fsl_soc_dma_init);
1009 module_exit(fsl_soc_dma_exit);
1010
1011 MODULE_AUTHOR("Timur Tabi <timur@freescale.com>");
1012 MODULE_DESCRIPTION("Freescale Elo DMA ASoC PCM Driver");
1013 MODULE_LICENSE("GPL v2");