sys/arm/versatile/sp804.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2012 Oleksandr Tymoshenko <gonzo@freebsd.org>
   3  * Copyright (c) 2012 Damjan Marion <dmarion@freebsd.org>
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  25  * SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include <sys/cdefs.h>
  29 __FBSDID("$FreeBSD$");
  30
  31 #include <sys/param.h>
  32 #include <sys/systm.h>
  33 #include <sys/bus.h>
  34 #include <sys/kernel.h>
  35 #include <sys/module.h>
  36 #include <sys/malloc.h>
  37 #include <sys/rman.h>
  38 #include <sys/timeet.h>
  39 #include <sys/timetc.h>
  40 #include <sys/watchdog.h>
  41 #include <machine/bus.h>
  42 #include <machine/cpu.h>
  43 #include <machine/intr.h>
  44
  45 #include <dev/fdt/fdt_common.h>
  46 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  47 #include <dev/ofw/ofw_bus.h>
  48 #include <dev/ofw/ofw_bus_subr.h>
  49
  50 #include <machine/bus.h>
  51
  52 #define SP804_TIMER1_LOAD       0x00
  53 #define SP804_TIMER1_VALUE      0x04
  54 #define SP804_TIMER1_CONTROL    0x08
  55 #define         TIMER_CONTROL_EN        (1 << 7)
  56 #define         TIMER_CONTROL_FREERUN   (0 << 6)
  57 #define         TIMER_CONTROL_PERIODIC  (1 << 6)
  58 #define         TIMER_CONTROL_INTREN    (1 << 5)
  59 #define         TIMER_CONTROL_DIV1      (0 << 2)
  60 #define         TIMER_CONTROL_DIV16     (1 << 2)
  61 #define         TIMER_CONTROL_DIV256    (2 << 2)
  62 #define         TIMER_CONTROL_32BIT     (1 << 1)
  63 #define         TIMER_CONTROL_ONESHOT   (1 << 0)
  64 #define SP804_TIMER1_INTCLR     0x0C
  65 #define SP804_TIMER1_RIS        0x10
  66 #define SP804_TIMER1_MIS        0x14
  67 #define SP804_TIMER1_BGLOAD     0x18
  68 #define SP804_TIMER2_LOAD       0x20
  69 #define SP804_TIMER2_VALUE      0x24
  70 #define SP804_TIMER2_CONTROL    0x28
  71 #define SP804_TIMER2_INTCLR     0x2C
  72 #define SP804_TIMER2_RIS        0x30
  73 #define SP804_TIMER2_MIS        0x34
  74 #define SP804_TIMER2_BGLOAD     0x38
  75
  76 #define SP804_PERIPH_ID0        0xFE0
  77 #define SP804_PERIPH_ID1        0xFE4
  78 #define SP804_PERIPH_ID2        0xFE8
  79 #define SP804_PERIPH_ID3        0xFEC
  80 #define SP804_PRIMECELL_ID0     0xFF0
  81 #define SP804_PRIMECELL_ID1     0xFF4
  82 #define SP804_PRIMECELL_ID2     0xFF8
  83 #define SP804_PRIMECELL_ID3     0xFFC
  84
  85 #define DEFAULT_FREQUENCY       1000000
  86 /*
  87  * QEMU seems to have problem with full frequency
  88  */
  89 #define DEFAULT_DIVISOR         16
  90 #define DEFAULT_CONTROL_DIV     TIMER_CONTROL_DIV16
  91
  92 struct sp804_timer_softc {
  93         struct resource*        mem_res;
  94         struct resource*        irq_res;
  95         void*                   intr_hl;
  96         uint32_t                sysclk_freq;
  97         bus_space_tag_t         bst;
  98         bus_space_handle_t      bsh;
  99         struct timecounter      tc;
 100         bool                    et_enabled;
 101         struct eventtimer       et;
 102         int                     timer_initialized;
 103 };
 104
 105 /* Read/Write macros for Timer used as timecounter */
 106 #define sp804_timer_tc_read_4(reg)              \
 107         bus_space_read_4(sc->bst, sc->bsh, reg)
 108
 109 #define sp804_timer_tc_write_4(reg, val)        \
 110         bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh, reg, val)
 111
 112 static unsigned sp804_timer_tc_get_timecount(struct timecounter *);
 113
 114 static unsigned
 115 sp804_timer_tc_get_timecount(struct timecounter *tc)
 116 {
 117         struct sp804_timer_softc *sc = tc->tc_priv;
 118         return 0xffffffff - sp804_timer_tc_read_4(SP804_TIMER1_VALUE);
 119 }
 120
 121 static int
 122 sp804_timer_start(struct eventtimer *et, sbintime_t first, sbintime_t period)
 123 {
 124         struct sp804_timer_softc *sc = et->et_priv;
 125         uint32_t count, reg;
 126
 127         if (first != 0) {
 128                 sc->et_enabled = 1;
 129
 130                 count = ((uint32_t)et->et_frequency * first) >> 32;
 131
 132                 sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER2_LOAD, count);
 133                 reg = TIMER_CONTROL_32BIT | TIMER_CONTROL_INTREN |
 134                     TIMER_CONTROL_PERIODIC | DEFAULT_CONTROL_DIV |
 135                     TIMER_CONTROL_EN;
 136                 sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER2_CONTROL, reg);
 137
 138                 return (0);
 139         }
 140
 141         if (period != 0) {
 142                 panic("period");
 143         }
 144
 145         return (EINVAL);
 146 }
 147
 148 static int
 149 sp804_timer_stop(struct eventtimer *et)
 150 {
 151         struct sp804_timer_softc *sc = et->et_priv;
 152         uint32_t reg;
 153
 154         sc->et_enabled = 0;
 155         reg = sp804_timer_tc_read_4(SP804_TIMER2_CONTROL);
 156         reg &= ~(TIMER_CONTROL_EN);
 157         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER2_CONTROL, reg);
 158
 159         return (0);
 160 }
 161
 162 static int
 163 sp804_timer_intr(void *arg)
 164 {
 165         struct sp804_timer_softc *sc = arg;
 166         static uint32_t prev = 0;
 167         uint32_t x = 0;
 168
 169         x = sp804_timer_tc_read_4(SP804_TIMER1_VALUE);
 170
 171         prev =x ;
 172         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER2_INTCLR, 1);
 173         if (sc->et_enabled) {
 174                 if (sc->et.et_active) {
 175                         sc->et.et_event_cb(&sc->et, sc->et.et_arg);
 176                 }
 177         }
 178
 179         return (FILTER_HANDLED);
 180 }
 181
 182 static int
 183 sp804_timer_probe(device_t dev)
 184 {
 185
 186         if (!ofw_bus_status_okay(dev))
 187                 return (ENXIO);
 188
 189         if (ofw_bus_is_compatible(dev, "arm,sp804")) {
 190                 device_set_desc(dev, "SP804 System Timer");
 191                 return (BUS_PROBE_DEFAULT);
 192         }
 193
 194         return (ENXIO);
 195 }
 196
 197 static int
 198 sp804_timer_attach(device_t dev)
 199 {
 200         struct sp804_timer_softc *sc = device_get_softc(dev);
 201         int rid = 0;
 202         int i;
 203         uint32_t id, reg;
 204         phandle_t node;
 205         pcell_t clock;
 206
 207         sc->mem_res = bus_alloc_resource_any(dev, SYS_RES_MEMORY, &rid, RF_ACTIVE);
 208         if (sc->mem_res == NULL) {
 209                 device_printf(dev, "could not allocate memory resource\n");
 210                 return (ENXIO);
 211         }
 212
 213         sc->bst = rman_get_bustag(sc->mem_res);
 214         sc->bsh = rman_get_bushandle(sc->mem_res);
 215
 216         /* Request the IRQ resources */
 217         sc->irq_res =  bus_alloc_resource_any(dev, SYS_RES_IRQ, &rid, RF_ACTIVE);
 218         if (sc->irq_res == NULL) {
 219                 device_printf(dev, "Error: could not allocate irq resources\n");
 220                 return (ENXIO);
 221         }
 222
 223         sc->sysclk_freq = DEFAULT_FREQUENCY;
 224         /* Get the base clock frequency */
 225         node = ofw_bus_get_node(dev);
 226         if ((OF_getprop(node, "clock-frequency", &clock, sizeof(clock))) > 0) {
 227                 sc->sysclk_freq = fdt32_to_cpu(clock);
 228         }
 229
 230         /* Setup and enable the timer */
 231         if (bus_setup_intr(dev, sc->irq_res, INTR_TYPE_CLK,
 232                         sp804_timer_intr, NULL, sc,
 233                         &sc->intr_hl) != 0) {
 234                 bus_release_resource(dev, SYS_RES_IRQ, rid,
 235                         sc->irq_res);
 236                 device_printf(dev, "Unable to setup the clock irq handler.\n");
 237                 return (ENXIO);
 238         }
 239
 240         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER1_CONTROL, 0);
 241         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER2_CONTROL, 0);
 242
 243         /*
 244          * Timer 1, timecounter
 245          */
 246         sc->tc.tc_frequency = sc->sysclk_freq;
 247         sc->tc.tc_name = "SP804-1";
 248         sc->tc.tc_get_timecount = sp804_timer_tc_get_timecount;
 249         sc->tc.tc_poll_pps = NULL;
 250         sc->tc.tc_counter_mask = ~0u;
 251         sc->tc.tc_quality = 1000;
 252         sc->tc.tc_priv = sc;
 253
 254         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER1_VALUE, 0xffffffff);
 255         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER1_LOAD, 0xffffffff);
 256         reg = TIMER_CONTROL_PERIODIC | TIMER_CONTROL_32BIT;
 257         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER1_CONTROL, reg);
 258         reg |= TIMER_CONTROL_EN;
 259         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER1_CONTROL, reg);
 260         tc_init(&sc->tc);
 261
 262         /*
 263          * Timer 2, event timer
 264          */
 265         sc->et_enabled = 0;
 266         sc->et.et_name = "SP804-2";
 267         sc->et.et_flags = ET_FLAGS_PERIODIC | ET_FLAGS_ONESHOT;
 268         sc->et.et_quality = 1000;
 269         sc->et.et_frequency = sc->sysclk_freq / DEFAULT_DIVISOR;
 270         sc->et.et_min_period = (0x00000002LLU << 32) / sc->et.et_frequency;
 271         sc->et.et_max_period = (0xfffffffeLLU << 32) / sc->et.et_frequency;
 272         sc->et.et_start = sp804_timer_start;
 273         sc->et.et_stop = sp804_timer_stop;
 274         sc->et.et_priv = sc;
 275         et_register(&sc->et);
 276
 277         id = 0;
 278         for (i = 3; i >= 0; i--) {
 279                 id = (id << 8) |
 280                      (sp804_timer_tc_read_4(SP804_PERIPH_ID0 + i*4) & 0xff);
 281         }
 282
 283         device_printf(dev, "peripheral ID: %08x\n", id);
 284
 285         id = 0;
 286         for (i = 3; i >= 0; i--) {
 287                 id = (id << 8) |
 288                      (sp804_timer_tc_read_4(SP804_PRIMECELL_ID0 + i*4) & 0xff);
 289         }
 290
 291         device_printf(dev, "PrimeCell ID: %08x\n", id);
 292
 293         sc->timer_initialized = 1;
 294
 295         return (0);
 296 }
 297
 298 static device_method_t sp804_timer_methods[] = {
 299         DEVMETHOD(device_probe,         sp804_timer_probe),
 300         DEVMETHOD(device_attach,        sp804_timer_attach),
 301         { 0, 0 }
 302 };
 303
 304 static driver_t sp804_timer_driver = {
 305         "timer",
 306         sp804_timer_methods,
 307         sizeof(struct sp804_timer_softc),
 308 };
 309
 310 static devclass_t sp804_timer_devclass;
 311
 312 DRIVER_MODULE(sp804_timer, simplebus, sp804_timer_driver, sp804_timer_devclass, 0, 0);
 313
 314 void
 315 DELAY(int usec)
 316 {
 317         int32_t counts;
 318         uint32_t first, last;
 319         device_t timer_dev;
 320         struct sp804_timer_softc *sc;
 321         int timer_initialized = 0;
 322
 323         timer_dev = devclass_get_device(sp804_timer_devclass, 0);
 324
 325         if (timer_dev) {
 326                 sc = device_get_softc(timer_dev);
 327
 328                 if (sc)
 329                         timer_initialized = sc->timer_initialized;
 330         }
 331
 332         if (!timer_initialized) {
 333                 /*
 334                  * Timer is not initialized yet
 335                  */
 336                 for (; usec > 0; usec--)
 337                         for (counts = 200; counts > 0; counts--)
 338                                 /* Prevent gcc from optimizing  out the loop */
 339                                 cpufunc_nullop();
 340                 return;
 341         }
 342
 343         /* Get the number of times to count */
 344         counts = usec * ((sc->tc.tc_frequency / 1000000) + 1);
 345
 346         first = sp804_timer_tc_get_timecount(&sc->tc);
 347
 348         while (counts > 0) {
 349                 last = sp804_timer_tc_get_timecount(&sc->tc);
 350                 if (last == first)
 351                         continue;
 352                 if (last>first) {
 353                         counts -= (int32_t)(last - first);
 354                 } else {
 355                         counts -= (int32_t)((0xFFFFFFFF - first) + last);
 356                 }
 357                 first = last;
 358         }
 359 }