drivers/sn/ioc4.c

   1 /*
   2  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   3  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   4  * for more details.
   5  *
   6  * Copyright (C) 2005 Silicon Graphics, Inc.  All Rights Reserved.
   7  */
   8
   9 /* This file contains the master driver module for use by SGI IOC4 subdrivers.
  10  *
  11  * It allocates any resources shared between multiple subdevices, and
  12  * provides accessor functions (where needed) and the like for those
  13  * resources.  It also provides a mechanism for the subdevice modules
  14  * to support loading and unloading.
  15  *
  16  * Non-shared resources (e.g. external interrupt A_INT_OUT register page
  17  * alias, serial port and UART registers) are handled by the subdevice
  18  * modules themselves.
  19  *
  20  * This is all necessary because IOC4 is not implemented as a multi-function
  21  * PCI device, but an amalgamation of disparate registers for several
  22  * types of device (ATA, serial, external interrupts).  The normal
  23  * resource management in the kernel doesn't have quite the right interfaces
  24  * to handle this situation (e.g. multiple modules can't claim the same
  25  * PCI ID), thus this IOC4 master module.
  26  */
  27
  28 #include <linux/errno.h>
  29 #include <linux/module.h>
  30 #include <linux/pci.h>
  31 #include <linux/ioc4.h>
  32 #include <linux/mmtimer.h>
  33 #include <linux/rtc.h>
  34 #include <linux/mutex.h>
  35 #include <asm/sn/addrs.h>
  36 #include <asm/sn/clksupport.h>
  37 #include <asm/sn/shub_mmr.h>
  38
  39 /***************
  40  * Definitions *
  41  ***************/
  42
  43 /* Tweakable values */
  44
  45 /* PCI bus speed detection/calibration */
  46 #define IOC4_CALIBRATE_COUNT 63 /* Calibration cycle period */
  47 #define IOC4_CALIBRATE_CYCLES 256       /* Average over this many cycles */
  48 #define IOC4_CALIBRATE_DISCARD 2        /* Discard first few cycles */
  49 #define IOC4_CALIBRATE_LOW_MHZ 25       /* Lower bound on bus speed sanity */
  50 #define IOC4_CALIBRATE_HIGH_MHZ 75      /* Upper bound on bus speed sanity */
  51 #define IOC4_CALIBRATE_DEFAULT_MHZ 66   /* Assumed if sanity check fails */
  52
  53 /************************
  54  * Submodule management *
  55  ************************/
  56
  57 static DEFINE_MUTEX(ioc4_mutex);
  58
  59 static LIST_HEAD(ioc4_devices);
  60 static LIST_HEAD(ioc4_submodules);
  61
  62 /* Register an IOC4 submodule */
  63 int
  64 ioc4_register_submodule(struct ioc4_submodule *is)
  65 {
  66         struct ioc4_driver_data *idd;
  67
  68         mutex_lock(&ioc4_mutex);
  69         list_add(&is->is_list, &ioc4_submodules);
  70
  71         /* Initialize submodule for each IOC4 */
  72         if (!is->is_probe)
  73                 goto out;
  74
  75         list_for_each_entry(idd, &ioc4_devices, idd_list) {
  76                 if (is->is_probe(idd)) {
  77                         printk(KERN_WARNING
  78                                "%s: IOC4 submodule %s probe failed "
  79                                "for pci_dev %s",
  80                                __FUNCTION__, module_name(is->is_owner),
  81                                pci_name(idd->idd_pdev));
  82                 }
  83         }
  84  out:
  85         mutex_unlock(&ioc4_mutex);
  86         return 0;
  87 }
  88
  89 /* Unregister an IOC4 submodule */
  90 void
  91 ioc4_unregister_submodule(struct ioc4_submodule *is)
  92 {
  93         struct ioc4_driver_data *idd;
  94
  95         mutex_lock(&ioc4_mutex);
  96         list_del(&is->is_list);
  97
  98         /* Remove submodule for each IOC4 */
  99         if (!is->is_remove)
 100                 goto out;
 101
 102         list_for_each_entry(idd, &ioc4_devices, idd_list) {
 103                 if (is->is_remove(idd)) {
 104                         printk(KERN_WARNING
 105                                "%s: IOC4 submodule %s remove failed "
 106                                "for pci_dev %s.\n",
 107                                __FUNCTION__, module_name(is->is_owner),
 108                                pci_name(idd->idd_pdev));
 109                 }
 110         }
 111  out:
 112         mutex_unlock(&ioc4_mutex);
 113 }
 114
 115 /*********************
 116  * Device management *
 117  *********************/
 118
 119 #define IOC4_CALIBRATE_LOW_LIMIT \
 120         (1000*IOC4_EXTINT_COUNT_DIVISOR/IOC4_CALIBRATE_LOW_MHZ)
 121 #define IOC4_CALIBRATE_HIGH_LIMIT \
 122         (1000*IOC4_EXTINT_COUNT_DIVISOR/IOC4_CALIBRATE_HIGH_MHZ)
 123 #define IOC4_CALIBRATE_DEFAULT \
 124         (1000*IOC4_EXTINT_COUNT_DIVISOR/IOC4_CALIBRATE_DEFAULT_MHZ)
 125
 126 #define IOC4_CALIBRATE_END \
 127         (IOC4_CALIBRATE_CYCLES + IOC4_CALIBRATE_DISCARD)
 128
 129 #define IOC4_INT_OUT_MODE_TOGGLE 0x7    /* Toggle INT_OUT every COUNT+1 ticks */
 130
 131 /* Determines external interrupt output clock period of the PCI bus an
 132  * IOC4 is attached to.  This value can be used to determine the PCI
 133  * bus speed.
 134  *
 135  * IOC4 has a design feature that various internal timers are derived from
 136  * the PCI bus clock.  This causes IOC4 device drivers to need to take the
 137  * bus speed into account when setting various register values (e.g. INT_OUT
 138  * register COUNT field, UART divisors, etc).  Since this information is
 139  * needed by several subdrivers, it is determined by the main IOC4 driver,
 140  * even though the following code utilizes external interrupt registers
 141  * to perform the speed calculation.
 142  */
 143 static void
 144 ioc4_clock_calibrate(struct ioc4_driver_data *idd)
 145 {
 146         extern unsigned long sn_rtc_cycles_per_second;
 147         union ioc4_int_out int_out;
 148         union ioc4_gpcr gpcr;
 149         unsigned int state, last_state = 1;
 150         uint64_t start = 0, end, period;
 151         unsigned int count = 0;
 152
 153         /* Enable output */
 154         gpcr.raw = 0;
 155         gpcr.fields.dir = IOC4_GPCR_DIR_0;
 156         gpcr.fields.int_out_en = 1;
 157         writel(gpcr.raw, &idd->idd_misc_regs->gpcr_s.raw);
 158
 159         /* Reset to power-on state */
 160         writel(0, &idd->idd_misc_regs->int_out.raw);
 161         mmiowb();
 162
 163         /* Set up square wave */
 164         int_out.raw = 0;
 165         int_out.fields.count = IOC4_CALIBRATE_COUNT;
 166         int_out.fields.mode = IOC4_INT_OUT_MODE_TOGGLE;
 167         int_out.fields.diag = 0;
 168         writel(int_out.raw, &idd->idd_misc_regs->int_out.raw);
 169         mmiowb();
 170
 171         /* Check square wave period averaged over some number of cycles */
 172         do {
 173                 int_out.raw = readl(&idd->idd_misc_regs->int_out.raw);
 174                 state = int_out.fields.int_out;
 175                 if (!last_state && state) {
 176                         count++;
 177                         if (count == IOC4_CALIBRATE_END) {
 178                                 end = rtc_time();
 179                                 break;
 180                         } else if (count == IOC4_CALIBRATE_DISCARD)
 181                                 start = rtc_time();
 182                 }
 183                 last_state = state;
 184         } while (1);
 185
 186         /* Calculation rearranged to preserve intermediate precision.
 187          * Logically:
 188          * 1. "end - start" gives us number of RTC cycles over all the
 189          *    square wave cycles measured.
 190          * 2. Divide by number of square wave cycles to get number of
 191          *    RTC cycles per square wave cycle.
 192          * 3. Divide by 2*(int_out.fields.count+1), which is the formula
 193          *    by which the IOC4 generates the square wave, to get the
 194          *    number of RTC cycles per IOC4 INT_OUT count.
 195          * 4. Divide by sn_rtc_cycles_per_second to get seconds per
 196          *    count.
 197          * 5. Multiply by 1E9 to get nanoseconds per count.
 198          */
 199         period = ((end - start) * 1000000000) /
 200             (IOC4_CALIBRATE_CYCLES * 2 * (IOC4_CALIBRATE_COUNT + 1)
 201              * sn_rtc_cycles_per_second);
 202
 203         /* Bounds check the result. */
 204         if (period > IOC4_CALIBRATE_LOW_LIMIT ||
 205             period < IOC4_CALIBRATE_HIGH_LIMIT) {
 206                 printk(KERN_INFO
 207                        "IOC4 %s: Clock calibration failed.  Assuming"
 208                        "PCI clock is %d ns.\n",
 209                        pci_name(idd->idd_pdev),
 210                        IOC4_CALIBRATE_DEFAULT / IOC4_EXTINT_COUNT_DIVISOR);
 211                 period = IOC4_CALIBRATE_DEFAULT;
 212         } else {
 213                 printk(KERN_DEBUG
 214                        "IOC4 %s: PCI clock is %ld ns.\n",
 215                        pci_name(idd->idd_pdev),
 216                        period / IOC4_EXTINT_COUNT_DIVISOR);
 217         }
 218
 219         /* Remember results.  We store the extint clock period rather
 220          * than the PCI clock period so that greater precision is
 221          * retained.  Divide by IOC4_EXTINT_COUNT_DIVISOR to get
 222          * PCI clock period.
 223          */
 224         idd->count_period = period;
 225 }
 226
 227 /* There are three variants of IOC4 cards: IO9, IO10, and PCI-RT.
 228  * Each brings out different combinations of IOC4 signals, thus.
 229  * the IOC4 subdrivers need to know to which we're attached.
 230  *
 231  * We look for the presence of a SCSI (IO9) or SATA (IO10) controller
 232  * on the same PCI bus at slot number 3 to differentiate IO9 from IO10.
 233  * If neither is present, it's a PCI-RT.
 234  */
 235 static unsigned int
 236 ioc4_variant(struct ioc4_driver_data *idd)
 237 {
 238         struct pci_dev *pdev = NULL;
 239         int found = 0;
 240
 241         /* IO9: Look for a QLogic ISP 12160 at the same bus and slot 3. */
 242         do {
 243                 pdev = pci_get_device(PCI_VENDOR_ID_QLOGIC,
 244                                       PCI_DEVICE_ID_QLOGIC_ISP12160, pdev);
 245                 if (pdev &&
 246                     idd->idd_pdev->bus->number == pdev->bus->number &&
 247                     3 == PCI_SLOT(pdev->devfn))
 248                         found = 1;
 249                 pci_dev_put(pdev);
 250         } while (pdev && !found);
 251         if (NULL != pdev)
 252                 return IOC4_VARIANT_IO9;
 253
 254         /* IO10: Look for a Vitesse VSC 7174 at the same bus and slot 3. */
 255         pdev = NULL;
 256         do {
 257                 pdev = pci_get_device(PCI_VENDOR_ID_VITESSE,
 258                                       PCI_DEVICE_ID_VITESSE_VSC7174, pdev);
 259                 if (pdev &&
 260                     idd->idd_pdev->bus->number == pdev->bus->number &&
 261                     3 == PCI_SLOT(pdev->devfn))
 262                         found = 1;
 263                 pci_dev_put(pdev);
 264         } while (pdev && !found);
 265         if (NULL != pdev)
 266                 return IOC4_VARIANT_IO10;
 267
 268         /* PCI-RT: No SCSI/SATA controller will be present */
 269         return IOC4_VARIANT_PCI_RT;
 270 }
 271
 272 /* Adds a new instance of an IOC4 card */
 273 static int
 274 ioc4_probe(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *pci_id)
 275 {
 276         struct ioc4_driver_data *idd;
 277         struct ioc4_submodule *is;
 278         uint32_t pcmd;
 279         int ret;
 280
 281         /* Enable IOC4 and take ownership of it */
 282         if ((ret = pci_enable_device(pdev))) {
 283                 printk(KERN_WARNING
 284                        "%s: Failed to enable IOC4 device for pci_dev %s.\n",
 285                        __FUNCTION__, pci_name(pdev));
 286                 goto out;
 287         }
 288         pci_set_master(pdev);
 289
 290         /* Set up per-IOC4 data */
 291         idd = kmalloc(sizeof(struct ioc4_driver_data), GFP_KERNEL);
 292         if (!idd) {
 293                 printk(KERN_WARNING
 294                        "%s: Failed to allocate IOC4 data for pci_dev %s.\n",
 295                        __FUNCTION__, pci_name(pdev));
 296                 ret = -ENODEV;
 297                 goto out_idd;
 298         }
 299         idd->idd_pdev = pdev;
 300         idd->idd_pci_id = pci_id;
 301
 302         /* Map IOC4 misc registers.  These are shared between subdevices
 303          * so the main IOC4 module manages them.
 304          */
 305         idd->idd_bar0 = pci_resource_start(idd->idd_pdev, 0);
 306         if (!idd->idd_bar0) {
 307                 printk(KERN_WARNING
 308                        "%s: Unable to find IOC4 misc resource "
 309                        "for pci_dev %s.\n",
 310                        __FUNCTION__, pci_name(idd->idd_pdev));
 311                 ret = -ENODEV;
 312                 goto out_pci;
 313         }
 314         if (!request_region(idd->idd_bar0, sizeof(struct ioc4_misc_regs),
 315                             "ioc4_misc")) {
 316                 printk(KERN_WARNING
 317                        "%s: Unable to request IOC4 misc region "
 318                        "for pci_dev %s.\n",
 319                        __FUNCTION__, pci_name(idd->idd_pdev));
 320                 ret = -ENODEV;
 321                 goto out_pci;
 322         }
 323         idd->idd_misc_regs = ioremap(idd->idd_bar0,
 324                                      sizeof(struct ioc4_misc_regs));
 325         if (!idd->idd_misc_regs) {
 326                 printk(KERN_WARNING
 327                        "%s: Unable to remap IOC4 misc region "
 328                        "for pci_dev %s.\n",
 329                        __FUNCTION__, pci_name(idd->idd_pdev));
 330                 ret = -ENODEV;
 331                 goto out_misc_region;
 332         }
 333
 334         /* Failsafe portion of per-IOC4 initialization */
 335
 336         /* Detect card variant */
 337         idd->idd_variant = ioc4_variant(idd);
 338         printk(KERN_INFO "IOC4 %s: %s card detected.\n", pci_name(pdev),
 339                idd->idd_variant == IOC4_VARIANT_IO9 ? "IO9" :
 340                idd->idd_variant == IOC4_VARIANT_PCI_RT ? "PCI-RT" :
 341                idd->idd_variant == IOC4_VARIANT_IO10 ? "IO10" : "unknown");
 342
 343         /* Initialize IOC4 */
 344         pci_read_config_dword(idd->idd_pdev, PCI_COMMAND, &pcmd);
 345         pci_write_config_dword(idd->idd_pdev, PCI_COMMAND,
 346                                pcmd | PCI_COMMAND_PARITY | PCI_COMMAND_SERR);
 347
 348         /* Determine PCI clock */
 349         ioc4_clock_calibrate(idd);
 350
 351         /* Disable/clear all interrupts.  Need to do this here lest
 352          * one submodule request the shared IOC4 IRQ, but interrupt
 353          * is generated by a different subdevice.
 354          */
 355         /* Disable */
 356         writel(~0, &idd->idd_misc_regs->other_iec.raw);
 357         writel(~0, &idd->idd_misc_regs->sio_iec);
 358         /* Clear (i.e. acknowledge) */
 359         writel(~0, &idd->idd_misc_regs->other_ir.raw);
 360         writel(~0, &idd->idd_misc_regs->sio_ir);
 361
 362         /* Track PCI-device specific data */
 363         idd->idd_serial_data = NULL;
 364         pci_set_drvdata(idd->idd_pdev, idd);
 365
 366         mutex_lock(&ioc4_mutex);
 367         list_add_tail(&idd->idd_list, &ioc4_devices);
 368
 369         /* Add this IOC4 to all submodules */
 370         list_for_each_entry(is, &ioc4_submodules, is_list) {
 371                 if (is->is_probe && is->is_probe(idd)) {
 372                         printk(KERN_WARNING
 373                                "%s: IOC4 submodule 0x%s probe failed "
 374                                "for pci_dev %s.\n",
 375                                __FUNCTION__, module_name(is->is_owner),
 376                                pci_name(idd->idd_pdev));
 377                 }
 378         }
 379         mutex_unlock(&ioc4_mutex);
 380
 381         return 0;
 382
 383 out_misc_region:
 384         release_region(idd->idd_bar0, sizeof(struct ioc4_misc_regs));
 385 out_pci:
 386         kfree(idd);
 387 out_idd:
 388         pci_disable_device(pdev);
 389 out:
 390         return ret;
 391 }
 392
 393 /* Removes a particular instance of an IOC4 card. */
 394 static void
 395 ioc4_remove(struct pci_dev *pdev)
 396 {
 397         struct ioc4_submodule *is;
 398         struct ioc4_driver_data *idd;
 399
 400         idd = pci_get_drvdata(pdev);
 401
 402         /* Remove this IOC4 from all submodules */
 403         mutex_lock(&ioc4_mutex);
 404         list_for_each_entry(is, &ioc4_submodules, is_list) {
 405                 if (is->is_remove && is->is_remove(idd)) {
 406                         printk(KERN_WARNING
 407                                "%s: IOC4 submodule 0x%s remove failed "
 408                                "for pci_dev %s.\n",
 409                                __FUNCTION__, module_name(is->is_owner),
 410                                pci_name(idd->idd_pdev));
 411                 }
 412         }
 413         mutex_unlock(&ioc4_mutex);
 414
 415         /* Release resources */
 416         iounmap(idd->idd_misc_regs);
 417         if (!idd->idd_bar0) {
 418                 printk(KERN_WARNING
 419                        "%s: Unable to get IOC4 misc mapping for pci_dev %s. "
 420                        "Device removal may be incomplete.\n",
 421                        __FUNCTION__, pci_name(idd->idd_pdev));
 422         }
 423         release_region(idd->idd_bar0, sizeof(struct ioc4_misc_regs));
 424
 425         /* Disable IOC4 and relinquish */
 426         pci_disable_device(pdev);
 427
 428         /* Remove and free driver data */
 429         mutex_lock(&ioc4_mutex);
 430         list_del(&idd->idd_list);
 431         mutex_unlock(&ioc4_mutex);
 432         kfree(idd);
 433 }
 434
 435 static struct pci_device_id ioc4_id_table[] = {
 436         {PCI_VENDOR_ID_SGI, PCI_DEVICE_ID_SGI_IOC4, PCI_ANY_ID,
 437          PCI_ANY_ID, 0x0b4000, 0xFFFFFF},
 438         {0}
 439 };
 440
 441 static struct pci_driver ioc4_driver = {
 442         .name = "IOC4",
 443         .id_table = ioc4_id_table,
 444         .probe = ioc4_probe,
 445         .remove = ioc4_remove,
 446 };
 447
 448 MODULE_DEVICE_TABLE(pci, ioc4_id_table);
 449
 450 /*********************
 451  * Module management *
 452  *********************/
 453
 454 /* Module load */
 455 static int __devinit
 456 ioc4_init(void)
 457 {
 458         return pci_register_driver(&ioc4_driver);
 459 }
 460
 461 /* Module unload */
 462 static void __devexit
 463 ioc4_exit(void)
 464 {
 465         pci_unregister_driver(&ioc4_driver);
 466 }
 467
 468 module_init(ioc4_init);
 469 module_exit(ioc4_exit);
 470
 471 MODULE_AUTHOR("Brent Casavant - Silicon Graphics, Inc. <bcasavan@sgi.com>");
 472 MODULE_DESCRIPTION("PCI driver master module for SGI IOC4 Base-IO Card");
 473 MODULE_LICENSE("GPL");
 474
 475 EXPORT_SYMBOL(ioc4_register_submodule);
 476 EXPORT_SYMBOL(ioc4_unregister_submodule);