arch/blackfin/kernel/bfin_dma_5xx.c

   1 /*
   2  * bfin_dma_5xx.c - Blackfin DMA implementation
   3  *
   4  * Copyright 2004-2008 Analog Devices Inc.
   5  * Licensed under the GPL-2 or later.
   6  */
   7
   8 #include <linux/errno.h>
   9 #include <linux/interrupt.h>
  10 #include <linux/kernel.h>
  11 #include <linux/module.h>
  12 #include <linux/param.h>
  13 #include <linux/proc_fs.h>
  14 #include <linux/sched.h>
  15 #include <linux/seq_file.h>
  16 #include <linux/spinlock.h>
  17
  18 #include <asm/blackfin.h>
  19 #include <asm/cacheflush.h>
  20 #include <asm/dma.h>
  21 #include <asm/uaccess.h>
  22
  23 /*
  24  * To make sure we work around 05000119 - we always check DMA_DONE bit,
  25  * never the DMA_RUN bit
  26  */
  27
  28 struct dma_channel dma_ch[MAX_DMA_CHANNELS];
  29 EXPORT_SYMBOL(dma_ch);
  30
  31 static int __init blackfin_dma_init(void)
  32 {
  33         int i;
  34
  35         printk(KERN_INFO "Blackfin DMA Controller\n");
  36
  37         for (i = 0; i < MAX_DMA_CHANNELS; i++) {
  38                 dma_ch[i].chan_status = DMA_CHANNEL_FREE;
  39                 dma_ch[i].regs = dma_io_base_addr[i];
  40                 mutex_init(&(dma_ch[i].dmalock));
  41         }
  42         /* Mark MEMDMA Channel 0 as requested since we're using it internally */
  43         request_dma(CH_MEM_STREAM0_DEST, "Blackfin dma_memcpy");
  44         request_dma(CH_MEM_STREAM0_SRC, "Blackfin dma_memcpy");
  45
  46 #if defined(CONFIG_DEB_DMA_URGENT)
  47         bfin_write_EBIU_DDRQUE(bfin_read_EBIU_DDRQUE()
  48                          | DEB1_URGENT | DEB2_URGENT | DEB3_URGENT);
  49 #endif
  50
  51         return 0;
  52 }
  53 arch_initcall(blackfin_dma_init);
  54
  55 #ifdef CONFIG_PROC_FS
  56 static int proc_dma_show(struct seq_file *m, void *v)
  57 {
  58         int i;
  59
  60         for (i = 0; i < MAX_DMA_CHANNELS; ++i)
  61                 if (dma_ch[i].chan_status != DMA_CHANNEL_FREE)
  62                         seq_printf(m, "%2d: %s\n", i, dma_ch[i].device_id);
  63
  64         return 0;
  65 }
  66
  67 static int proc_dma_open(struct inode *inode, struct file *file)
  68 {
  69         return single_open(file, proc_dma_show, NULL);
  70 }
  71
  72 static const struct file_operations proc_dma_operations = {
  73         .open           = proc_dma_open,
  74         .read           = seq_read,
  75         .llseek         = seq_lseek,
  76         .release        = single_release,
  77 };
  78
  79 static int __init proc_dma_init(void)
  80 {
  81         return proc_create("dma", 0, NULL, &proc_dma_operations) != NULL;
  82 }
  83 late_initcall(proc_dma_init);
  84 #endif
  85
  86 /**
  87  *      request_dma - request a DMA channel
  88  *
  89  * Request the specific DMA channel from the system if it's available.
  90  */
  91 int request_dma(unsigned int channel, const char *device_id)
  92 {
  93         pr_debug("request_dma() : BEGIN \n");
  94
  95         if (device_id == NULL)
  96                 printk(KERN_WARNING "request_dma(%u): no device_id given\n", channel);
  97
  98 #if defined(CONFIG_BF561) && ANOMALY_05000182
  99         if (channel >= CH_IMEM_STREAM0_DEST && channel <= CH_IMEM_STREAM1_DEST) {
 100                 if (get_cclk() > 500000000) {
 101                         printk(KERN_WARNING
 102                                "Request IMDMA failed due to ANOMALY 05000182\n");
 103                         return -EFAULT;
 104                 }
 105         }
 106 #endif
 107
 108         mutex_lock(&(dma_ch[channel].dmalock));
 109
 110         if ((dma_ch[channel].chan_status == DMA_CHANNEL_REQUESTED)
 111             || (dma_ch[channel].chan_status == DMA_CHANNEL_ENABLED)) {
 112                 mutex_unlock(&(dma_ch[channel].dmalock));
 113                 pr_debug("DMA CHANNEL IN USE  \n");
 114                 return -EBUSY;
 115         } else {
 116                 dma_ch[channel].chan_status = DMA_CHANNEL_REQUESTED;
 117                 pr_debug("DMA CHANNEL IS ALLOCATED  \n");
 118         }
 119
 120         mutex_unlock(&(dma_ch[channel].dmalock));
 121
 122 #ifdef CONFIG_BF54x
 123         if (channel >= CH_UART2_RX && channel <= CH_UART3_TX) {
 124                 unsigned int per_map;
 125                 per_map = dma_ch[channel].regs->peripheral_map & 0xFFF;
 126                 if (strncmp(device_id, "BFIN_UART", 9) == 0)
 127                         dma_ch[channel].regs->peripheral_map = per_map |
 128                                 ((channel - CH_UART2_RX + 0xC)<<12);
 129                 else
 130                         dma_ch[channel].regs->peripheral_map = per_map |
 131                                 ((channel - CH_UART2_RX + 0x6)<<12);
 132         }
 133 #endif
 134
 135         dma_ch[channel].device_id = device_id;
 136         dma_ch[channel].irq = 0;
 137
 138         /* This is to be enabled by putting a restriction -
 139          * you have to request DMA, before doing any operations on
 140          * descriptor/channel
 141          */
 142         pr_debug("request_dma() : END  \n");
 143         return 0;
 144 }
 145 EXPORT_SYMBOL(request_dma);
 146
 147 int set_dma_callback(unsigned int channel, irq_handler_t callback, void *data)
 148 {
 149         BUG_ON(!(dma_ch[channel].chan_status != DMA_CHANNEL_FREE
 150                && channel < MAX_DMA_CHANNELS));
 151
 152         if (callback != NULL) {
 153                 int ret;
 154                 unsigned int irq = channel2irq(channel);
 155
 156                 ret = request_irq(irq, callback, IRQF_DISABLED,
 157                         dma_ch[channel].device_id, data);
 158                 if (ret)
 159                         return ret;
 160
 161                 dma_ch[channel].irq = irq;
 162                 dma_ch[channel].data = data;
 163         }
 164         return 0;
 165 }
 166 EXPORT_SYMBOL(set_dma_callback);
 167
 168 /**
 169  *      clear_dma_buffer - clear DMA fifos for specified channel
 170  *
 171  * Set the Buffer Clear bit in the Configuration register of specific DMA
 172  * channel. This will stop the descriptor based DMA operation.
 173  */
 174 static void clear_dma_buffer(unsigned int channel)
 175 {
 176         dma_ch[channel].regs->cfg |= RESTART;
 177         SSYNC();
 178         dma_ch[channel].regs->cfg &= ~RESTART;
 179 }
 180
 181 void free_dma(unsigned int channel)
 182 {
 183         pr_debug("freedma() : BEGIN \n");
 184         BUG_ON(!(dma_ch[channel].chan_status != DMA_CHANNEL_FREE
 185                && channel < MAX_DMA_CHANNELS));
 186
 187         /* Halt the DMA */
 188         disable_dma(channel);
 189         clear_dma_buffer(channel);
 190
 191         if (dma_ch[channel].irq)
 192                 free_irq(dma_ch[channel].irq, dma_ch[channel].data);
 193
 194         /* Clear the DMA Variable in the Channel */
 195         mutex_lock(&(dma_ch[channel].dmalock));
 196         dma_ch[channel].chan_status = DMA_CHANNEL_FREE;
 197         mutex_unlock(&(dma_ch[channel].dmalock));
 198
 199         pr_debug("freedma() : END \n");
 200 }
 201 EXPORT_SYMBOL(free_dma);
 202
 203 #ifdef CONFIG_PM
 204 # ifndef MAX_DMA_SUSPEND_CHANNELS
 205 #  define MAX_DMA_SUSPEND_CHANNELS MAX_DMA_CHANNELS
 206 # endif
 207 int blackfin_dma_suspend(void)
 208 {
 209         int i;
 210
 211         for (i = 0; i < MAX_DMA_SUSPEND_CHANNELS; ++i) {
 212                 if (dma_ch[i].chan_status == DMA_CHANNEL_ENABLED) {
 213                         printk(KERN_ERR "DMA Channel %d failed to suspend\n", i);
 214                         return -EBUSY;
 215                 }
 216
 217                 dma_ch[i].saved_peripheral_map = dma_ch[i].regs->peripheral_map;
 218         }
 219
 220         return 0;
 221 }
 222
 223 void blackfin_dma_resume(void)
 224 {
 225         int i;
 226         for (i = 0; i < MAX_DMA_SUSPEND_CHANNELS; ++i)
 227                 dma_ch[i].regs->peripheral_map = dma_ch[i].saved_peripheral_map;
 228 }
 229 #endif
 230
 231 /**
 232  *      blackfin_dma_early_init - minimal DMA init
 233  *
 234  * Setup a few DMA registers so we can safely do DMA transfers early on in
 235  * the kernel booting process.  Really this just means using dma_memcpy().
 236  */
 237 void __init blackfin_dma_early_init(void)
 238 {
 239         bfin_write_MDMA_S0_CONFIG(0);
 240         bfin_write_MDMA_S1_CONFIG(0);
 241 }
 242
 243 void __init early_dma_memcpy(void *pdst, const void *psrc, size_t size)
 244 {
 245         unsigned long dst = (unsigned long)pdst;
 246         unsigned long src = (unsigned long)psrc;
 247         struct dma_register *dst_ch, *src_ch;
 248
 249         /* We assume that everything is 4 byte aligned, so include
 250          * a basic sanity check
 251          */
 252         BUG_ON(dst % 4);
 253         BUG_ON(src % 4);
 254         BUG_ON(size % 4);
 255
 256         src_ch = 0;
 257         /* Find an avalible memDMA channel */
 258         while (1) {
 259                 if (src_ch == (struct dma_register *)MDMA_S0_NEXT_DESC_PTR) {
 260                         dst_ch = (struct dma_register *)MDMA_D1_NEXT_DESC_PTR;
 261                         src_ch = (struct dma_register *)MDMA_S1_NEXT_DESC_PTR;
 262                 } else {
 263                         dst_ch = (struct dma_register *)MDMA_D0_NEXT_DESC_PTR;
 264                         src_ch = (struct dma_register *)MDMA_S0_NEXT_DESC_PTR;
 265                 }
 266
 267                 if (!bfin_read16(&src_ch->cfg))
 268                         break;
 269                 else if (bfin_read16(&dst_ch->irq_status) & DMA_DONE) {
 270                         bfin_write16(&src_ch->cfg, 0);
 271                         break;
 272                 }
 273         }
 274
 275         /* Force a sync in case a previous config reset on this channel
 276          * occurred.  This is needed so subsequent writes to DMA registers
 277          * are not spuriously lost/corrupted.
 278          */
 279         __builtin_bfin_ssync();
 280
 281         /* Destination */
 282         bfin_write32(&dst_ch->start_addr, dst);
 283         bfin_write16(&dst_ch->x_count, size >> 2);
 284         bfin_write16(&dst_ch->x_modify, 1 << 2);
 285         bfin_write16(&dst_ch->irq_status, DMA_DONE | DMA_ERR);
 286
 287         /* Source */
 288         bfin_write32(&src_ch->start_addr, src);
 289         bfin_write16(&src_ch->x_count, size >> 2);
 290         bfin_write16(&src_ch->x_modify, 1 << 2);
 291         bfin_write16(&src_ch->irq_status, DMA_DONE | DMA_ERR);
 292
 293         /* Enable */
 294         bfin_write16(&src_ch->cfg, DMAEN | WDSIZE_32);
 295         bfin_write16(&dst_ch->cfg, WNR | DI_EN | DMAEN | WDSIZE_32);
 296
 297         /* Since we are atomic now, don't use the workaround ssync */
 298         __builtin_bfin_ssync();
 299 }
 300
 301 void __init early_dma_memcpy_done(void)
 302 {
 303         while ((bfin_read_MDMA_S0_CONFIG() && !(bfin_read_MDMA_D0_IRQ_STATUS() & DMA_DONE)) ||
 304                (bfin_read_MDMA_S1_CONFIG() && !(bfin_read_MDMA_D1_IRQ_STATUS() & DMA_DONE)))
 305                 continue;
 306
 307         bfin_write_MDMA_D0_IRQ_STATUS(DMA_DONE | DMA_ERR);
 308         bfin_write_MDMA_D1_IRQ_STATUS(DMA_DONE | DMA_ERR);
 309         /*
 310          * Now that DMA is done, we would normally flush cache, but
 311          * i/d cache isn't running this early, so we don't bother,
 312          * and just clear out the DMA channel for next time
 313          */
 314         bfin_write_MDMA_S0_CONFIG(0);
 315         bfin_write_MDMA_S1_CONFIG(0);
 316         bfin_write_MDMA_D0_CONFIG(0);
 317         bfin_write_MDMA_D1_CONFIG(0);
 318
 319         __builtin_bfin_ssync();
 320 }
 321
 322 /**
 323  *      __dma_memcpy - program the MDMA registers
 324  *
 325  * Actually program MDMA0 and wait for the transfer to finish.  Disable IRQs
 326  * while programming registers so that everything is fully configured.  Wait
 327  * for DMA to finish with IRQs enabled.  If interrupted, the initial DMA_DONE
 328  * check will make sure we don't clobber any existing transfer.
 329  */
 330 static void __dma_memcpy(u32 daddr, s16 dmod, u32 saddr, s16 smod, size_t cnt, u32 conf)
 331 {
 332         static DEFINE_SPINLOCK(mdma_lock);
 333         unsigned long flags;
 334
 335         spin_lock_irqsave(&mdma_lock, flags);
 336
 337         /* Force a sync in case a previous config reset on this channel
 338          * occurred.  This is needed so subsequent writes to DMA registers
 339          * are not spuriously lost/corrupted.  Do it under irq lock and
 340          * without the anomaly version (because we are atomic already).
 341          */
 342         __builtin_bfin_ssync();
 343
 344         if (bfin_read_MDMA_S0_CONFIG())
 345                 while (!(bfin_read_MDMA_D0_IRQ_STATUS() & DMA_DONE))
 346                         continue;
 347
 348         if (conf & DMA2D) {
 349                 /* For larger bit sizes, we've already divided down cnt so it
 350                  * is no longer a multiple of 64k.  So we have to break down
 351                  * the limit here so it is a multiple of the incoming size.
 352                  * There is no limitation here in terms of total size other
 353                  * than the hardware though as the bits lost in the shift are
 354                  * made up by MODIFY (== we can hit the whole address space).
 355                  * X: (2^(16 - 0)) * 1 == (2^(16 - 1)) * 2 == (2^(16 - 2)) * 4
 356                  */
 357                 u32 shift = abs(dmod) >> 1;
 358                 size_t ycnt = cnt >> (16 - shift);
 359                 cnt = 1 << (16 - shift);
 360                 bfin_write_MDMA_D0_Y_COUNT(ycnt);
 361                 bfin_write_MDMA_S0_Y_COUNT(ycnt);
 362                 bfin_write_MDMA_D0_Y_MODIFY(dmod);
 363                 bfin_write_MDMA_S0_Y_MODIFY(smod);
 364         }
 365
 366         bfin_write_MDMA_D0_START_ADDR(daddr);
 367         bfin_write_MDMA_D0_X_COUNT(cnt);
 368         bfin_write_MDMA_D0_X_MODIFY(dmod);
 369         bfin_write_MDMA_D0_IRQ_STATUS(DMA_DONE | DMA_ERR);
 370
 371         bfin_write_MDMA_S0_START_ADDR(saddr);
 372         bfin_write_MDMA_S0_X_COUNT(cnt);
 373         bfin_write_MDMA_S0_X_MODIFY(smod);
 374         bfin_write_MDMA_S0_IRQ_STATUS(DMA_DONE | DMA_ERR);
 375
 376         bfin_write_MDMA_S0_CONFIG(DMAEN | conf);
 377         bfin_write_MDMA_D0_CONFIG(WNR | DI_EN | DMAEN | conf);
 378
 379         spin_unlock_irqrestore(&mdma_lock, flags);
 380
 381         SSYNC();
 382
 383         while (!(bfin_read_MDMA_D0_IRQ_STATUS() & DMA_DONE))
 384                 if (bfin_read_MDMA_S0_CONFIG())
 385                         continue;
 386                 else
 387                         return;
 388
 389         bfin_write_MDMA_D0_IRQ_STATUS(DMA_DONE | DMA_ERR);
 390
 391         bfin_write_MDMA_S0_CONFIG(0);
 392         bfin_write_MDMA_D0_CONFIG(0);
 393 }
 394
 395 /**
 396  *      _dma_memcpy - translate C memcpy settings into MDMA settings
 397  *
 398  * Handle all the high level steps before we touch the MDMA registers.  So
 399  * handle direction, tweaking of sizes, and formatting of addresses.
 400  */
 401 static void *_dma_memcpy(void *pdst, const void *psrc, size_t size)
 402 {
 403         u32 conf, shift;
 404         s16 mod;
 405         unsigned long dst = (unsigned long)pdst;
 406         unsigned long src = (unsigned long)psrc;
 407
 408         if (size == 0)
 409                 return NULL;
 410
 411         if (dst % 4 == 0 && src % 4 == 0 && size % 4 == 0) {
 412                 conf = WDSIZE_32;
 413                 shift = 2;
 414         } else if (dst % 2 == 0 && src % 2 == 0 && size % 2 == 0) {
 415                 conf = WDSIZE_16;
 416                 shift = 1;
 417         } else {
 418                 conf = WDSIZE_8;
 419                 shift = 0;
 420         }
 421
 422         /* If the two memory regions have a chance of overlapping, make
 423          * sure the memcpy still works as expected.  Do this by having the
 424          * copy run backwards instead.
 425          */
 426         mod = 1 << shift;
 427         if (src < dst) {
 428                 mod *= -1;
 429                 dst += size + mod;
 430                 src += size + mod;
 431         }
 432         size >>= shift;
 433
 434         if (size > 0x10000)
 435                 conf |= DMA2D;
 436
 437         __dma_memcpy(dst, mod, src, mod, size, conf);
 438
 439         return pdst;
 440 }
 441
 442 /**
 443  *      dma_memcpy - DMA memcpy under mutex lock
 444  *
 445  * Do not check arguments before starting the DMA memcpy.  Break the transfer
 446  * up into two pieces.  The first transfer is in multiples of 64k and the
 447  * second transfer is the piece smaller than 64k.
 448  */
 449 void *dma_memcpy(void *pdst, const void *psrc, size_t size)
 450 {
 451         unsigned long dst = (unsigned long)pdst;
 452         unsigned long src = (unsigned long)psrc;
 453         size_t bulk, rest;
 454
 455         if (bfin_addr_dcacheable(src))
 456                 blackfin_dcache_flush_range(src, src + size);
 457
 458         if (bfin_addr_dcacheable(dst))
 459                 blackfin_dcache_invalidate_range(dst, dst + size);
 460
 461         bulk = size & ~0xffff;
 462         rest = size - bulk;
 463         if (bulk)
 464                 _dma_memcpy(pdst, psrc, bulk);
 465         _dma_memcpy(pdst + bulk, psrc + bulk, rest);
 466         return pdst;
 467 }
 468 EXPORT_SYMBOL(dma_memcpy);
 469
 470 /**
 471  *      safe_dma_memcpy - DMA memcpy w/argument checking
 472  *
 473  * Verify arguments are safe before heading to dma_memcpy().
 474  */
 475 void *safe_dma_memcpy(void *dst, const void *src, size_t size)
 476 {
 477         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, dst, size))
 478                 return NULL;
 479         if (!access_ok(VERIFY_READ, src, size))
 480                 return NULL;
 481         return dma_memcpy(dst, src, size);
 482 }
 483 EXPORT_SYMBOL(safe_dma_memcpy);
 484
 485 static void _dma_out(unsigned long addr, unsigned long buf, unsigned short len,
 486                      u16 size, u16 dma_size)
 487 {
 488         blackfin_dcache_flush_range(buf, buf + len * size);
 489         __dma_memcpy(addr, 0, buf, size, len, dma_size);
 490 }
 491
 492 static void _dma_in(unsigned long addr, unsigned long buf, unsigned short len,
 493                     u16 size, u16 dma_size)
 494 {
 495         blackfin_dcache_invalidate_range(buf, buf + len * size);
 496         __dma_memcpy(buf, size, addr, 0, len, dma_size);
 497 }
 498
 499 #define MAKE_DMA_IO(io, bwl, isize, dmasize, cnst) \
 500 void dma_##io##s##bwl(unsigned long addr, cnst void *buf, unsigned short len) \
 501 { \
 502         _dma_##io(addr, (unsigned long)buf, len, isize, WDSIZE_##dmasize); \
 503 } \
 504 EXPORT_SYMBOL(dma_##io##s##bwl)
 505 MAKE_DMA_IO(out, b, 1,  8, const);
 506 MAKE_DMA_IO(in,  b, 1,  8, );
 507 MAKE_DMA_IO(out, w, 2, 16, const);
 508 MAKE_DMA_IO(in,  w, 2, 16, );
 509 MAKE_DMA_IO(out, l, 4, 32, const);
 510 MAKE_DMA_IO(in,  l, 4, 32, );