sys/arm/broadcom/bcm2835/bcm2835_bsc.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2001 Tsubai Masanari.
   3  * Copyright (c) 2012 Oleksandr Tymoshenko <gonzo@freebsd.org>
   4  * Copyright (c) 2013 Luiz Otavio O Souza <loos@freebsd.org>
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  *
  28  */
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/systm.h>
  34 #include <sys/kernel.h>
  35 #include <sys/lock.h>
  36 #include <sys/module.h>
  37 #include <sys/mutex.h>
  38 #include <sys/bus.h>
  39 #include <machine/resource.h>
  40 #include <machine/bus.h>
  41 #include <sys/rman.h>
  42 #include <sys/sysctl.h>
  43
  44 #include <dev/iicbus/iicbus.h>
  45 #include <dev/iicbus/iiconf.h>
  46 #include <dev/ofw/ofw_bus.h>
  47 #include <dev/ofw/ofw_bus_subr.h>
  48
  49 #include <arm/broadcom/bcm2835/bcm2835_gpio.h>
  50 #include <arm/broadcom/bcm2835/bcm2835_bscreg.h>
  51 #include <arm/broadcom/bcm2835/bcm2835_bscvar.h>
  52
  53 #include "iicbus_if.h"
  54
  55 static void bcm_bsc_intr(void *);
  56 static int bcm_bsc_detach(device_t);
  57
  58 static void
  59 bcm_bsc_modifyreg(struct bcm_bsc_softc *sc, uint32_t off, uint32_t mask,
  60         uint32_t value)
  61 {
  62         uint32_t reg;
  63
  64         mtx_assert(&sc->sc_mtx, MA_OWNED);
  65         reg = BCM_BSC_READ(sc, off);
  66         reg &= ~mask;
  67         reg |= value;
  68         BCM_BSC_WRITE(sc, off, reg);
  69 }
  70
  71 static int
  72 bcm_bsc_clock_proc(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
  73 {
  74         struct bcm_bsc_softc *sc;
  75         uint32_t clk;
  76
  77         sc = (struct bcm_bsc_softc *)arg1;
  78         BCM_BSC_LOCK(sc);
  79         clk = BCM_BSC_READ(sc, BCM_BSC_CLOCK);
  80         BCM_BSC_UNLOCK(sc);
  81         clk &= 0xffff;
  82         if (clk == 0)
  83                 clk = 32768;
  84         clk = BCM_BSC_CORE_CLK / clk;
  85
  86         return (sysctl_handle_int(oidp, &clk, 0, req));
  87 }
  88
  89 static int
  90 bcm_bsc_clkt_proc(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
  91 {
  92         struct bcm_bsc_softc *sc;
  93         uint32_t clkt;
  94         int error;
  95
  96         sc = (struct bcm_bsc_softc *)arg1;
  97
  98         BCM_BSC_LOCK(sc);
  99         clkt = BCM_BSC_READ(sc, BCM_BSC_CLKT);
 100         BCM_BSC_UNLOCK(sc);
 101         clkt &= 0xffff;
 102         error = sysctl_handle_int(oidp, &clkt, sizeof(clkt), req);
 103         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 104                 return (error);
 105
 106         BCM_BSC_LOCK(sc);
 107         BCM_BSC_WRITE(sc, BCM_BSC_CLKT, clkt & 0xffff);
 108         BCM_BSC_UNLOCK(sc);
 109
 110         return (0);
 111 }
 112
 113 static int
 114 bcm_bsc_fall_proc(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 115 {
 116         struct bcm_bsc_softc *sc;
 117         uint32_t clk, reg;
 118         int error;
 119
 120         sc = (struct bcm_bsc_softc *)arg1;
 121
 122         BCM_BSC_LOCK(sc);
 123         reg = BCM_BSC_READ(sc, BCM_BSC_DELAY);
 124         BCM_BSC_UNLOCK(sc);
 125         reg >>= 16;
 126         error = sysctl_handle_int(oidp, &reg, sizeof(reg), req);
 127         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 128                 return (error);
 129
 130         BCM_BSC_LOCK(sc);
 131         clk = BCM_BSC_READ(sc, BCM_BSC_CLOCK);
 132         clk = BCM_BSC_CORE_CLK / clk;
 133         if (reg > clk / 2)
 134                 reg = clk / 2 - 1;
 135         bcm_bsc_modifyreg(sc, BCM_BSC_DELAY, 0xffff0000, reg << 16);
 136         BCM_BSC_UNLOCK(sc);
 137
 138         return (0);
 139 }
 140
 141 static int
 142 bcm_bsc_rise_proc(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 143 {
 144         struct bcm_bsc_softc *sc;
 145         uint32_t clk, reg;
 146         int error;
 147
 148         sc = (struct bcm_bsc_softc *)arg1;
 149
 150         BCM_BSC_LOCK(sc);
 151         reg = BCM_BSC_READ(sc, BCM_BSC_DELAY);
 152         BCM_BSC_UNLOCK(sc);
 153         reg &= 0xffff;
 154         error = sysctl_handle_int(oidp, &reg, sizeof(reg), req);
 155         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 156                 return (error);
 157
 158         BCM_BSC_LOCK(sc);
 159         clk = BCM_BSC_READ(sc, BCM_BSC_CLOCK);
 160         clk = BCM_BSC_CORE_CLK / clk;
 161         if (reg > clk / 2)
 162                 reg = clk / 2 - 1;
 163         bcm_bsc_modifyreg(sc, BCM_BSC_DELAY, 0xffff, reg);
 164         BCM_BSC_UNLOCK(sc);
 165
 166         return (0);
 167 }
 168
 169 static void
 170 bcm_bsc_sysctl_init(struct bcm_bsc_softc *sc)
 171 {
 172         struct sysctl_ctx_list *ctx;
 173         struct sysctl_oid *tree_node;
 174         struct sysctl_oid_list *tree;
 175
 176         /*
 177          * Add system sysctl tree/handlers.
 178          */
 179         ctx = device_get_sysctl_ctx(sc->sc_dev);
 180         tree_node = device_get_sysctl_tree(sc->sc_dev);
 181         tree = SYSCTL_CHILDREN(tree_node);
 182         SYSCTL_ADD_PROC(ctx, tree, OID_AUTO, "frequency",
 183             CTLFLAG_RW | CTLTYPE_UINT, sc, sizeof(*sc),
 184             bcm_bsc_clock_proc, "IU", "I2C BUS clock frequency");
 185         SYSCTL_ADD_PROC(ctx, tree, OID_AUTO, "clock_stretch",
 186             CTLFLAG_RW | CTLTYPE_UINT, sc, sizeof(*sc),
 187             bcm_bsc_clkt_proc, "IU", "I2C BUS clock stretch timeout");
 188         SYSCTL_ADD_PROC(ctx, tree, OID_AUTO, "fall_edge_delay",
 189             CTLFLAG_RW | CTLTYPE_UINT, sc, sizeof(*sc),
 190             bcm_bsc_fall_proc, "IU", "I2C BUS falling edge delay");
 191         SYSCTL_ADD_PROC(ctx, tree, OID_AUTO, "rise_edge_delay",
 192             CTLFLAG_RW | CTLTYPE_UINT, sc, sizeof(*sc),
 193             bcm_bsc_rise_proc, "IU", "I2C BUS rising edge delay");
 194 }
 195
 196 static void
 197 bcm_bsc_reset(struct bcm_bsc_softc *sc)
 198 {
 199
 200         /* Enable the BSC Controller, disable interrupts. */
 201         BCM_BSC_WRITE(sc, BCM_BSC_CTRL, BCM_BSC_CTRL_I2CEN);
 202         /* Clear pending interrupts. */
 203         BCM_BSC_WRITE(sc, BCM_BSC_STATUS, BCM_BSC_STATUS_CLKT |
 204             BCM_BSC_STATUS_ERR | BCM_BSC_STATUS_DONE);
 205         /* Clear the FIFO. */
 206         bcm_bsc_modifyreg(sc, BCM_BSC_CTRL, BCM_BSC_CTRL_CLEAR0,
 207             BCM_BSC_CTRL_CLEAR0);
 208 }
 209
 210 static int
 211 bcm_bsc_probe(device_t dev)
 212 {
 213
 214         if (!ofw_bus_status_okay(dev))
 215                 return (ENXIO);
 216
 217         if (!ofw_bus_is_compatible(dev, "broadcom,bcm2835-bsc"))
 218                 return (ENXIO);
 219
 220         device_set_desc(dev, "BCM2708/2835 BSC controller");
 221
 222         return (BUS_PROBE_DEFAULT);
 223 }
 224
 225 static int
 226 bcm_bsc_attach(device_t dev)
 227 {
 228         struct bcm_bsc_softc *sc;
 229         unsigned long start;
 230         device_t gpio;
 231         int i, rid;
 232
 233         sc = device_get_softc(dev);
 234         sc->sc_dev = dev;
 235
 236         rid = 0;
 237         sc->sc_mem_res = bus_alloc_resource_any(dev, SYS_RES_MEMORY, &rid,
 238             RF_ACTIVE);
 239         if (!sc->sc_mem_res) {
 240                 device_printf(dev, "cannot allocate memory window\n");
 241                 return (ENXIO);
 242         }
 243
 244         sc->sc_bst = rman_get_bustag(sc->sc_mem_res);
 245         sc->sc_bsh = rman_get_bushandle(sc->sc_mem_res);
 246
 247         /* Check the unit we are attaching by its base address. */
 248         start = rman_get_start(sc->sc_mem_res);
 249         for (i = 0; i < nitems(bcm_bsc_pins); i++) {
 250                 if (bcm_bsc_pins[i].start == start)
 251                         break;
 252         }
 253         if (i == nitems(bcm_bsc_pins)) {
 254                 device_printf(dev, "only bsc0 and bsc1 are supported\n");
 255                 bus_release_resource(dev, SYS_RES_MEMORY, 0, sc->sc_mem_res);
 256                 return (ENXIO);
 257         }
 258
 259         /*
 260          * Configure the GPIO pins to ALT0 function to enable BSC control
 261          * over the pins.
 262          */
 263         gpio = devclass_get_device(devclass_find("gpio"), 0);
 264         if (!gpio) {
 265                 device_printf(dev, "cannot find gpio0\n");
 266                 bus_release_resource(dev, SYS_RES_MEMORY, 0, sc->sc_mem_res);
 267                 return (ENXIO);
 268         }
 269         bcm_gpio_set_alternate(gpio, bcm_bsc_pins[i].sda, BCM_GPIO_ALT0);
 270         bcm_gpio_set_alternate(gpio, bcm_bsc_pins[i].scl, BCM_GPIO_ALT0);
 271
 272         rid = 0;
 273         sc->sc_irq_res = bus_alloc_resource_any(dev, SYS_RES_IRQ, &rid,
 274             RF_ACTIVE | RF_SHAREABLE);
 275         if (!sc->sc_irq_res) {
 276                 bus_release_resource(dev, SYS_RES_MEMORY, 0, sc->sc_mem_res);
 277                 device_printf(dev, "cannot allocate interrupt\n");
 278                 return (ENXIO);
 279         }
 280
 281         /* Hook up our interrupt handler. */
 282         if (bus_setup_intr(dev, sc->sc_irq_res, INTR_TYPE_MISC | INTR_MPSAFE,
 283             NULL, bcm_bsc_intr, sc, &sc->sc_intrhand)) {
 284                 bus_release_resource(dev, SYS_RES_IRQ, 0, sc->sc_irq_res);
 285                 bus_release_resource(dev, SYS_RES_MEMORY, 0, sc->sc_mem_res);
 286                 device_printf(dev, "cannot setup the interrupt handler\n");
 287                 return (ENXIO);
 288         }
 289
 290         mtx_init(&sc->sc_mtx, "bcm_bsc", NULL, MTX_DEF);
 291
 292         bcm_bsc_sysctl_init(sc);
 293
 294         /* Enable the BSC controller.  Flush the FIFO. */
 295         BCM_BSC_LOCK(sc);
 296         bcm_bsc_reset(sc);
 297         BCM_BSC_UNLOCK(sc);
 298
 299         sc->sc_iicbus = device_add_child(dev, "iicbus", -1);
 300         if (sc->sc_iicbus == NULL) {
 301                 bcm_bsc_detach(dev);
 302                 return (ENXIO);
 303         }
 304
 305         return (bus_generic_attach(dev));
 306 }
 307
 308 static int
 309 bcm_bsc_detach(device_t dev)
 310 {
 311         struct bcm_bsc_softc *sc;
 312
 313         bus_generic_detach(dev);
 314
 315         sc = device_get_softc(dev);
 316         mtx_destroy(&sc->sc_mtx);
 317         if (sc->sc_intrhand)
 318                 bus_teardown_intr(dev, sc->sc_irq_res, sc->sc_intrhand);
 319         if (sc->sc_irq_res)
 320                 bus_release_resource(dev, SYS_RES_IRQ, 0, sc->sc_irq_res);
 321         if (sc->sc_mem_res)
 322                 bus_release_resource(dev, SYS_RES_MEMORY, 0, sc->sc_mem_res);
 323
 324         return (0);
 325 }
 326
 327 static void
 328 bcm_bsc_intr(void *arg)
 329 {
 330         struct bcm_bsc_softc *sc;
 331         uint32_t status;
 332
 333         sc = (struct bcm_bsc_softc *)arg;
 334
 335         BCM_BSC_LOCK(sc);
 336
 337         /* The I2C interrupt is shared among all the BSC controllers. */
 338         if ((sc->sc_flags & BCM_I2C_BUSY) == 0) {
 339                 BCM_BSC_UNLOCK(sc);
 340                 return;
 341         }
 342
 343         status = BCM_BSC_READ(sc, BCM_BSC_STATUS);
 344
 345         /* Check for errors. */
 346         if (status & (BCM_BSC_STATUS_CLKT | BCM_BSC_STATUS_ERR)) {
 347                 /* Disable interrupts. */
 348                 bcm_bsc_reset(sc);
 349                 sc->sc_flags |= BCM_I2C_ERROR;
 350                 wakeup(sc->sc_dev);
 351                 BCM_BSC_UNLOCK(sc);
 352                 return;
 353         }
 354
 355         if (sc->sc_flags & BCM_I2C_READ) {
 356                 while (sc->sc_resid > 0 && (status & BCM_BSC_STATUS_RXD)) {
 357                         *sc->sc_data++ = BCM_BSC_READ(sc, BCM_BSC_DATA);
 358                         sc->sc_resid--;
 359                         status = BCM_BSC_READ(sc, BCM_BSC_STATUS);
 360                 }
 361         } else {
 362                 while (sc->sc_resid > 0 && (status & BCM_BSC_STATUS_TXD)) {
 363                         BCM_BSC_WRITE(sc, BCM_BSC_DATA, *sc->sc_data++);
 364                         sc->sc_resid--;
 365                         status = BCM_BSC_READ(sc, BCM_BSC_STATUS);
 366                 }
 367         }
 368
 369         if (status & BCM_BSC_STATUS_DONE) {
 370                 /* Disable interrupts. */
 371                 bcm_bsc_reset(sc);
 372                 wakeup(sc->sc_dev);
 373         }
 374
 375         BCM_BSC_UNLOCK(sc);
 376 }
 377
 378 static int
 379 bcm_bsc_transfer(device_t dev, struct iic_msg *msgs, uint32_t nmsgs)
 380 {
 381         struct bcm_bsc_softc *sc;
 382         uint32_t intr, read, status;
 383         int i, err;
 384
 385         sc = device_get_softc(dev);
 386         BCM_BSC_LOCK(sc);
 387
 388         /* If the controller is busy wait until it is available. */
 389         while (sc->sc_flags & BCM_I2C_BUSY)
 390                 mtx_sleep(dev, &sc->sc_mtx, 0, "bscbusw", 0);
 391
 392         /* Now we have control over the BSC controller. */
 393         sc->sc_flags = BCM_I2C_BUSY;
 394
 395         /* Clear the FIFO and the pending interrupts. */
 396         bcm_bsc_reset(sc);
 397
 398         err = 0;
 399         for (i = 0; i < nmsgs; i++) {
 400
 401                 /* Write the slave address. */
 402                 BCM_BSC_WRITE(sc, BCM_BSC_SLAVE, msgs[i].slave >> 1);
 403
 404                 /* Write the data length. */
 405                 BCM_BSC_WRITE(sc, BCM_BSC_DLEN, msgs[i].len);
 406
 407                 sc->sc_data = msgs[i].buf;
 408                 sc->sc_resid = msgs[i].len;
 409                 if ((msgs[i].flags & IIC_M_RD) == 0) {
 410                         /* Fill up the TX FIFO. */
 411                         status = BCM_BSC_READ(sc, BCM_BSC_STATUS);
 412                         while (sc->sc_resid > 0 &&
 413                             (status & BCM_BSC_STATUS_TXD)) {
 414                                 BCM_BSC_WRITE(sc, BCM_BSC_DATA, *sc->sc_data);
 415                                 sc->sc_data++;
 416                                 sc->sc_resid--;
 417                                 status = BCM_BSC_READ(sc, BCM_BSC_STATUS);
 418                         }
 419                         read = 0;
 420                         intr = BCM_BSC_CTRL_INTT;
 421                         sc->sc_flags &= ~BCM_I2C_READ;
 422                 } else {
 423                         sc->sc_flags |= BCM_I2C_READ;
 424                         read = BCM_BSC_CTRL_READ;
 425                         intr = BCM_BSC_CTRL_INTR;
 426                 }
 427                 intr |= BCM_BSC_CTRL_INTD;
 428
 429                 /* Start the transfer. */
 430                 BCM_BSC_WRITE(sc, BCM_BSC_CTRL, BCM_BSC_CTRL_I2CEN |
 431                     BCM_BSC_CTRL_ST | read | intr);
 432
 433                 /* Wait for the transaction to complete. */
 434                 err = mtx_sleep(dev, &sc->sc_mtx, 0, "bsciow", hz);
 435
 436                 /* Check for errors. */
 437                 if (err == 0 && (sc->sc_flags & BCM_I2C_ERROR))
 438                         err = EIO;
 439                 if (err != 0)
 440                         break;
 441         }
 442
 443         /* Clean the controller flags. */
 444         sc->sc_flags = 0;
 445
 446         /* Wake up the threads waiting for bus. */
 447         wakeup(dev);
 448
 449         BCM_BSC_UNLOCK(sc);
 450
 451         return (err);
 452 }
 453
 454 static int
 455 bcm_bsc_iicbus_reset(device_t dev, u_char speed, u_char addr, u_char *oldaddr)
 456 {
 457         struct bcm_bsc_softc *sc;
 458         uint32_t busfreq;
 459
 460         sc = device_get_softc(dev);
 461         BCM_BSC_LOCK(sc);
 462         bcm_bsc_reset(sc);
 463         if (sc->sc_iicbus == NULL)
 464                 busfreq = 100000;
 465         else
 466                 busfreq = IICBUS_GET_FREQUENCY(sc->sc_iicbus, speed);
 467         BCM_BSC_WRITE(sc, BCM_BSC_CLOCK, BCM_BSC_CORE_CLK / busfreq);
 468         BCM_BSC_UNLOCK(sc);
 469
 470         return (IIC_ENOADDR);
 471 }
 472
 473 static phandle_t
 474 bcm_bsc_get_node(device_t bus, device_t dev)
 475 {
 476
 477         /* We only have one child, the I2C bus, which needs our own node. */
 478         return (ofw_bus_get_node(bus));
 479 }
 480
 481 static device_method_t bcm_bsc_methods[] = {
 482         /* Device interface */
 483         DEVMETHOD(device_probe,         bcm_bsc_probe),
 484         DEVMETHOD(device_attach,        bcm_bsc_attach),
 485         DEVMETHOD(device_detach,        bcm_bsc_detach),
 486
 487         /* iicbus interface */
 488         DEVMETHOD(iicbus_reset,         bcm_bsc_iicbus_reset),
 489         DEVMETHOD(iicbus_callback,      iicbus_null_callback),
 490         DEVMETHOD(iicbus_transfer,      bcm_bsc_transfer),
 491
 492         /* ofw_bus interface */
 493         DEVMETHOD(ofw_bus_get_node,     bcm_bsc_get_node),
 494
 495         DEVMETHOD_END
 496 };
 497
 498 static devclass_t bcm_bsc_devclass;
 499
 500 static driver_t bcm_bsc_driver = {
 501         "iichb",
 502         bcm_bsc_methods,
 503         sizeof(struct bcm_bsc_softc),
 504 };
 505
 506 DRIVER_MODULE(iicbus, bcm2835_bsc, iicbus_driver, iicbus_devclass, 0, 0);
 507 DRIVER_MODULE(bcm2835_bsc, simplebus, bcm_bsc_driver, bcm_bsc_devclass, 0, 0);