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/frame.h>
  44 #include <machine/intr.h>
  45
  46 #include <dev/fdt/fdt_common.h>
  47 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  48 #include <dev/ofw/ofw_bus.h>
  49 #include <dev/ofw/ofw_bus_subr.h>
  50
  51 #include <machine/bus.h>
  52 #include <machine/fdt.h>
  53
  54 #define SP804_TIMER1_LOAD       0x00
  55 #define SP804_TIMER1_VALUE      0x04
  56 #define SP804_TIMER1_CONTROL    0x08
  57 #define         TIMER_CONTROL_EN        (1 << 7)
  58 #define         TIMER_CONTROL_FREERUN   (0 << 6)
  59 #define         TIMER_CONTROL_PERIODIC  (1 << 6)
  60 #define         TIMER_CONTROL_INTREN    (1 << 5)
  61 #define         TIMER_CONTROL_DIV1      (0 << 2)
  62 #define         TIMER_CONTROL_DIV16     (1 << 2)
  63 #define         TIMER_CONTROL_DIV256    (2 << 2)
  64 #define         TIMER_CONTROL_32BIT     (1 << 1)
  65 #define         TIMER_CONTROL_ONESHOT   (1 << 0)
  66 #define SP804_TIMER1_INTCLR     0x0C
  67 #define SP804_TIMER1_RIS        0x10
  68 #define SP804_TIMER1_MIS        0x14
  69 #define SP804_TIMER1_BGLOAD     0x18
  70 #define SP804_TIMER2_LOAD       0x20
  71 #define SP804_TIMER2_VALUE      0x24
  72 #define SP804_TIMER2_CONTROL    0x28
  73 #define SP804_TIMER2_INTCLR     0x2C
  74 #define SP804_TIMER2_RIS        0x30
  75 #define SP804_TIMER2_MIS        0x34
  76 #define SP804_TIMER2_BGLOAD     0x38
  77
  78 #define SP804_PERIPH_ID0        0xFE0
  79 #define SP804_PERIPH_ID1        0xFE4
  80 #define SP804_PERIPH_ID2        0xFE8
  81 #define SP804_PERIPH_ID3        0xFEC
  82 #define SP804_PRIMECELL_ID0     0xFF0
  83 #define SP804_PRIMECELL_ID1     0xFF4
  84 #define SP804_PRIMECELL_ID2     0xFF8
  85 #define SP804_PRIMECELL_ID3     0xFFC
  86
  87 #define DEFAULT_FREQUENCY       1000000
  88 /*
  89  * QEMU seems to have problem with full frequency
  90  */
  91 #define DEFAULT_DIVISOR         16
  92 #define DEFAULT_CONTROL_DIV     TIMER_CONTROL_DIV16
  93
  94 struct sp804_timer_softc {
  95         struct resource*        mem_res;
  96         struct resource*        irq_res;
  97         void*                   intr_hl;
  98         uint32_t                sysclk_freq;
  99         bus_space_tag_t         bst;
 100         bus_space_handle_t      bsh;
 101         struct timecounter      tc;
 102         bool                    et_enabled;
 103         struct eventtimer       et;
 104 };
 105
 106 /* Read/Write macros for Timer used as timecounter */
 107 #define sp804_timer_tc_read_4(reg)              \
 108         bus_space_read_4(sc->bst, sc->bsh, reg)
 109
 110 #define sp804_timer_tc_write_4(reg, val)        \
 111         bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh, reg, val)
 112
 113 static unsigned sp804_timer_tc_get_timecount(struct timecounter *);
 114
 115 static unsigned
 116 sp804_timer_tc_get_timecount(struct timecounter *tc)
 117 {
 118         struct sp804_timer_softc *sc = tc->tc_priv;
 119         return 0xffffffff - sp804_timer_tc_read_4(SP804_TIMER1_VALUE);
 120 }
 121
 122 static int
 123 sp804_timer_start(struct eventtimer *et, sbintime_t first, sbintime_t period)
 124 {
 125         struct sp804_timer_softc *sc = et->et_priv;
 126         uint32_t count, reg;
 127
 128         if (first != 0) {
 129                 sc->et_enabled = 1;
 130
 131                 count = ((uint32_t)et->et_frequency * first) >> 32;
 132
 133                 sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER2_LOAD, count);
 134                 reg = TIMER_CONTROL_32BIT | TIMER_CONTROL_INTREN |
 135                     TIMER_CONTROL_PERIODIC | DEFAULT_CONTROL_DIV |
 136                     TIMER_CONTROL_EN;
 137                 sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER2_CONTROL, reg);
 138
 139                 return (0);
 140         }
 141
 142         if (period != 0) {
 143                 panic("period");
 144         }
 145
 146         return (EINVAL);
 147 }
 148
 149 static int
 150 sp804_timer_stop(struct eventtimer *et)
 151 {
 152         struct sp804_timer_softc *sc = et->et_priv;
 153         uint32_t reg;
 154
 155         sc->et_enabled = 0;
 156         reg = sp804_timer_tc_read_4(SP804_TIMER2_CONTROL);
 157         reg &= ~(TIMER_CONTROL_EN);
 158         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER2_CONTROL, reg);
 159
 160         return (0);
 161 }
 162
 163 static int
 164 sp804_timer_intr(void *arg)
 165 {
 166         struct sp804_timer_softc *sc = arg;
 167         static uint32_t prev = 0;
 168         uint32_t x = 0;
 169
 170         x = sp804_timer_tc_read_4(SP804_TIMER1_VALUE);
 171
 172         prev =x ;
 173         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER2_INTCLR, 1);
 174         if (sc->et_enabled) {
 175                 if (sc->et.et_active) {
 176                         sc->et.et_event_cb(&sc->et, sc->et.et_arg);
 177                 }
 178         }
 179
 180         return (FILTER_HANDLED);
 181 }
 182
 183 static int
 184 sp804_timer_probe(device_t dev)
 185 {
 186
 187         if (ofw_bus_is_compatible(dev, "arm,sp804")) {
 188                 device_set_desc(dev, "SP804 System Timer");
 189                 return (BUS_PROBE_DEFAULT);
 190         }
 191
 192         return (ENXIO);
 193 }
 194
 195 static int
 196 sp804_timer_attach(device_t dev)
 197 {
 198         struct sp804_timer_softc *sc = device_get_softc(dev);
 199         int rid = 0;
 200         int i;
 201         uint32_t id, reg;
 202
 203         sc->mem_res = bus_alloc_resource_any(dev, SYS_RES_MEMORY, &rid, RF_ACTIVE);
 204         if (sc->mem_res == NULL) {
 205                 device_printf(dev, "could not allocate memory resource\n");
 206                 return (ENXIO);
 207         }
 208
 209         sc->bst = rman_get_bustag(sc->mem_res);
 210         sc->bsh = rman_get_bushandle(sc->mem_res);
 211
 212         /* Request the IRQ resources */
 213         sc->irq_res =  bus_alloc_resource_any(dev, SYS_RES_IRQ, &rid, RF_ACTIVE);
 214         if (sc->irq_res == NULL) {
 215                 device_printf(dev, "Error: could not allocate irq resources\n");
 216                 return (ENXIO);
 217         }
 218
 219         /* TODO: get frequency from FDT */
 220         sc->sysclk_freq = DEFAULT_FREQUENCY;
 221
 222         /* Setup and enable the timer */
 223         if (bus_setup_intr(dev, sc->irq_res, INTR_TYPE_CLK,
 224                         sp804_timer_intr, NULL, sc,
 225                         &sc->intr_hl) != 0) {
 226                 bus_release_resource(dev, SYS_RES_IRQ, rid,
 227                         sc->irq_res);
 228                 device_printf(dev, "Unable to setup the clock irq handler.\n");
 229                 return (ENXIO);
 230         }
 231
 232         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER1_CONTROL, 0);
 233         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER2_CONTROL, 0);
 234
 235         /*
 236          * Timer 1, timecounter
 237          */
 238         sc->tc.tc_frequency = DEFAULT_FREQUENCY;
 239         sc->tc.tc_name = "SP804 Timecouter";
 240         sc->tc.tc_get_timecount = sp804_timer_tc_get_timecount;
 241         sc->tc.tc_poll_pps = NULL;
 242         sc->tc.tc_counter_mask = ~0u;
 243         sc->tc.tc_quality = 1000;
 244         sc->tc.tc_priv = sc;
 245
 246         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER1_VALUE, 0xffffffff);
 247         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER1_LOAD, 0xffffffff);
 248         reg = TIMER_CONTROL_PERIODIC | TIMER_CONTROL_32BIT;
 249         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER1_CONTROL, reg);
 250         reg |= TIMER_CONTROL_EN;
 251         sp804_timer_tc_write_4(SP804_TIMER1_CONTROL, reg);
 252         tc_init(&sc->tc);
 253
 254         /*
 255          * Timer 2, event timer
 256          */
 257         sc->et_enabled = 0;
 258         sc->et.et_name = malloc(64, M_DEVBUF, M_NOWAIT | M_ZERO);
 259         sprintf(sc->et.et_name, "SP804 Event Timer %d",
 260                 device_get_unit(dev));
 261         sc->et.et_flags = ET_FLAGS_PERIODIC | ET_FLAGS_ONESHOT;
 262         sc->et.et_quality = 1000;
 263         sc->et.et_frequency = sc->sysclk_freq / DEFAULT_DIVISOR;
 264         sc->et.et_min_period = (0x00000002LLU << 32) / sc->et.et_frequency;
 265         sc->et.et_max_period = (0xfffffffeLLU << 32) / sc->et.et_frequency;
 266         sc->et.et_start = sp804_timer_start;
 267         sc->et.et_stop = sp804_timer_stop;
 268         sc->et.et_priv = sc;
 269         et_register(&sc->et);
 270
 271         id = 0;
 272         for (i = 3; i >= 0; i--) {
 273                 id = (id << 8) |
 274                      (sp804_timer_tc_read_4(SP804_PERIPH_ID0 + i*4) & 0xff);
 275         }
 276
 277         device_printf(dev, "peripheral ID: %08x\n", id);
 278
 279         id = 0;
 280         for (i = 3; i >= 0; i--) {
 281                 id = (id << 8) |
 282                      (sp804_timer_tc_read_4(SP804_PRIMECELL_ID0 + i*4) & 0xff);
 283         }
 284
 285         device_printf(dev, "PrimeCell ID: %08x\n", id);
 286
 287         return (0);
 288 }
 289
 290 static device_method_t sp804_timer_methods[] = {
 291         DEVMETHOD(device_probe,         sp804_timer_probe),
 292         DEVMETHOD(device_attach,        sp804_timer_attach),
 293         { 0, 0 }
 294 };
 295
 296 static driver_t sp804_timer_driver = {
 297         "timer",
 298         sp804_timer_methods,
 299         sizeof(struct sp804_timer_softc),
 300 };
 301
 302 static devclass_t sp804_timer_devclass;
 303
 304 DRIVER_MODULE(sp804_timer, simplebus, sp804_timer_driver, sp804_timer_devclass, 0, 0);
 305
 306 void
 307 DELAY(int usec)
 308 {
 309         int32_t counts;
 310         uint32_t first, last;
 311         device_t timer_dev;
 312         struct sp804_timer_softc *sc;
 313
 314         timer_dev = devclass_get_device(sp804_timer_devclass, 0);
 315
 316         if (timer_dev == NULL) {
 317                 /*
 318                  * Timer is not initialized yet
 319                  */
 320                 for (; usec > 0; usec--)
 321                         for (counts = 200; counts > 0; counts--)
 322                                 /* Prevent gcc from optimizing  out the loop */
 323                                 cpufunc_nullop();
 324                 return;
 325         }
 326
 327         sc = device_get_softc(timer_dev);
 328
 329         /* Get the number of times to count */
 330         counts = usec * ((sc->tc.tc_frequency / 1000000) + 1);
 331
 332         first = sp804_timer_tc_get_timecount(&sc->tc);
 333
 334         while (counts > 0) {
 335                 last = sp804_timer_tc_get_timecount(&sc->tc);
 336                 if (last == first)
 337                         continue;
 338                 if (last>first) {
 339                         counts -= (int32_t)(last - first);
 340                 } else {
 341                         counts -= (int32_t)((0xFFFFFFFF - first) + last);
 342                 }
 343                 first = last;
 344         }
 345 }