drivers/dma/apbh_dma.c

   1 /*
   2  * Freescale i.MX28 APBH DMA driver
   3  *
   4  * Copyright (C) 2011 Marek Vasut <marek.vasut@gmail.com>
   5  * on behalf of DENX Software Engineering GmbH
   6  *
   7  * Based on code from LTIB:
   8  * Copyright (C) 2010 Freescale Semiconductor, Inc. All Rights Reserved.
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  21  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  22  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  23  */
  24
  25 #include <linux/list.h>
  26
  27 #include <common.h>
  28 #include <malloc.h>
  29 #include <asm/errno.h>
  30 #include <asm/io.h>
  31 #include <asm/arch/clock.h>
  32 #include <asm/arch/imx-regs.h>
  33 #include <asm/arch/sys_proto.h>
  34 #include <asm/imx-common/dma.h>
  35 #include <asm/imx-common/regs-apbh.h>
  36
  37 static struct mxs_dma_chan mxs_dma_channels[MXS_MAX_DMA_CHANNELS];
  38
  39 /*
  40  * Test is the DMA channel is valid channel
  41  */
  42 int mxs_dma_validate_chan(int channel)
  43 {
  44         struct mxs_dma_chan *pchan;
  45
  46         if ((channel < 0) || (channel >= MXS_MAX_DMA_CHANNELS))
  47                 return -EINVAL;
  48
  49         pchan = mxs_dma_channels + channel;
  50         if (!(pchan->flags & MXS_DMA_FLAGS_ALLOCATED))
  51                 return -EINVAL;
  52
  53         return 0;
  54 }
  55
  56 /*
  57  * Return the address of the command within a descriptor.
  58  */
  59 static unsigned int mxs_dma_cmd_address(struct mxs_dma_desc *desc)
  60 {
  61         return desc->address + offsetof(struct mxs_dma_desc, cmd);
  62 }
  63
  64 /*
  65  * Read a DMA channel's hardware semaphore.
  66  *
  67  * As used by the MXS platform's DMA software, the DMA channel's hardware
  68  * semaphore reflects the number of DMA commands the hardware will process, but
  69  * has not yet finished. This is a volatile value read directly from hardware,
  70  * so it must be be viewed as immediately stale.
  71  *
  72  * If the channel is not marked busy, or has finished processing all its
  73  * commands, this value should be zero.
  74  *
  75  * See mxs_dma_append() for details on how DMA command blocks must be configured
  76  * to maintain the expected behavior of the semaphore's value.
  77  */
  78 static int mxs_dma_read_semaphore(int channel)
  79 {
  80         struct mxs_apbh_regs *apbh_regs =
  81                 (struct mxs_apbh_regs *)MXS_APBH_BASE;
  82         uint32_t tmp;
  83         int ret;
  84
  85         ret = mxs_dma_validate_chan(channel);
  86         if (ret)
  87                 return ret;
  88
  89         tmp = readl(&apbh_regs->ch[channel].hw_apbh_ch_sema);
  90
  91         tmp &= APBH_CHn_SEMA_PHORE_MASK;
  92         tmp >>= APBH_CHn_SEMA_PHORE_OFFSET;
  93
  94         return tmp;
  95 }
  96
  97 #ifndef CONFIG_SYS_DCACHE_OFF
  98 void mxs_dma_flush_desc(struct mxs_dma_desc *desc)
  99 {
 100         uint32_t addr;
 101         uint32_t size;
 102
 103         addr = (uint32_t)desc;
 104         size = roundup(sizeof(struct mxs_dma_desc), MXS_DMA_ALIGNMENT);
 105
 106         flush_dcache_range(addr, addr + size);
 107 }
 108 #else
 109 inline void mxs_dma_flush_desc(struct mxs_dma_desc *desc) {}
 110 #endif
 111
 112 /*
 113  * Enable a DMA channel.
 114  *
 115  * If the given channel has any DMA descriptors on its active list, this
 116  * function causes the DMA hardware to begin processing them.
 117  *
 118  * This function marks the DMA channel as "busy," whether or not there are any
 119  * descriptors to process.
 120  */
 121 static int mxs_dma_enable(int channel)
 122 {
 123         struct mxs_apbh_regs *apbh_regs =
 124                 (struct mxs_apbh_regs *)MXS_APBH_BASE;
 125         unsigned int sem;
 126         struct mxs_dma_chan *pchan;
 127         struct mxs_dma_desc *pdesc;
 128         int ret;
 129
 130         ret = mxs_dma_validate_chan(channel);
 131         if (ret)
 132                 return ret;
 133
 134         pchan = mxs_dma_channels + channel;
 135
 136         if (pchan->pending_num == 0) {
 137                 pchan->flags |= MXS_DMA_FLAGS_BUSY;
 138                 return 0;
 139         }
 140
 141         pdesc = list_first_entry(&pchan->active, struct mxs_dma_desc, node);
 142         if (pdesc == NULL)
 143                 return -EFAULT;
 144
 145         if (pchan->flags & MXS_DMA_FLAGS_BUSY) {
 146                 if (!(pdesc->cmd.data & MXS_DMA_DESC_CHAIN))
 147                         return 0;
 148
 149                 sem = mxs_dma_read_semaphore(channel);
 150                 if (sem == 0)
 151                         return 0;
 152
 153                 if (sem == 1) {
 154                         pdesc = list_entry(pdesc->node.next,
 155                                            struct mxs_dma_desc, node);
 156                         writel(mxs_dma_cmd_address(pdesc),
 157                                 &apbh_regs->ch[channel].hw_apbh_ch_nxtcmdar);
 158                 }
 159                 writel(pchan->pending_num,
 160                         &apbh_regs->ch[channel].hw_apbh_ch_sema);
 161                 pchan->active_num += pchan->pending_num;
 162                 pchan->pending_num = 0;
 163         } else {
 164                 pchan->active_num += pchan->pending_num;
 165                 pchan->pending_num = 0;
 166                 writel(mxs_dma_cmd_address(pdesc),
 167                         &apbh_regs->ch[channel].hw_apbh_ch_nxtcmdar);
 168                 writel(pchan->active_num,
 169                         &apbh_regs->ch[channel].hw_apbh_ch_sema);
 170                 writel(1 << (channel + APBH_CTRL0_CLKGATE_CHANNEL_OFFSET),
 171                         &apbh_regs->hw_apbh_ctrl0_clr);
 172         }
 173
 174         pchan->flags |= MXS_DMA_FLAGS_BUSY;
 175         return 0;
 176 }
 177
 178 /*
 179  * Disable a DMA channel.
 180  *
 181  * This function shuts down a DMA channel and marks it as "not busy." Any
 182  * descriptors on the active list are immediately moved to the head of the
 183  * "done" list, whether or not they have actually been processed by the
 184  * hardware. The "ready" flags of these descriptors are NOT cleared, so they
 185  * still appear to be active.
 186  *
 187  * This function immediately shuts down a DMA channel's hardware, aborting any
 188  * I/O that may be in progress, potentially leaving I/O hardware in an undefined
 189  * state. It is unwise to call this function if there is ANY chance the hardware
 190  * is still processing a command.
 191  */
 192 static int mxs_dma_disable(int channel)
 193 {
 194         struct mxs_dma_chan *pchan;
 195         struct mxs_apbh_regs *apbh_regs =
 196                 (struct mxs_apbh_regs *)MXS_APBH_BASE;
 197         int ret;
 198
 199         ret = mxs_dma_validate_chan(channel);
 200         if (ret)
 201                 return ret;
 202
 203         pchan = mxs_dma_channels + channel;
 204
 205         if (!(pchan->flags & MXS_DMA_FLAGS_BUSY))
 206                 return -EINVAL;
 207
 208         writel(1 << (channel + APBH_CTRL0_CLKGATE_CHANNEL_OFFSET),
 209                 &apbh_regs->hw_apbh_ctrl0_set);
 210
 211         pchan->flags &= ~MXS_DMA_FLAGS_BUSY;
 212         pchan->active_num = 0;
 213         pchan->pending_num = 0;
 214         list_splice_init(&pchan->active, &pchan->done);
 215
 216         return 0;
 217 }
 218
 219 /*
 220  * Resets the DMA channel hardware.
 221  */
 222 static int mxs_dma_reset(int channel)
 223 {
 224         struct mxs_apbh_regs *apbh_regs =
 225                 (struct mxs_apbh_regs *)MXS_APBH_BASE;
 226         int ret;
 227 #if defined(CONFIG_MX23)
 228         uint32_t setreg = (uint32_t)(&apbh_regs->hw_apbh_ctrl0_set);
 229         uint32_t offset = APBH_CTRL0_RESET_CHANNEL_OFFSET;
 230 #elif (defined(CONFIG_MX28) || defined(CONFIG_MX6))
 231         uint32_t setreg = (uint32_t)(&apbh_regs->hw_apbh_channel_ctrl_set);
 232         uint32_t offset = APBH_CHANNEL_CTRL_RESET_CHANNEL_OFFSET;
 233 #endif
 234
 235         ret = mxs_dma_validate_chan(channel);
 236         if (ret)
 237                 return ret;
 238
 239         writel(1 << (channel + offset), setreg);
 240
 241         return 0;
 242 }
 243
 244 /*
 245  * Enable or disable DMA interrupt.
 246  *
 247  * This function enables the given DMA channel to interrupt the CPU.
 248  */
 249 static int mxs_dma_enable_irq(int channel, int enable)
 250 {
 251         struct mxs_apbh_regs *apbh_regs =
 252                 (struct mxs_apbh_regs *)MXS_APBH_BASE;
 253         int ret;
 254
 255         ret = mxs_dma_validate_chan(channel);
 256         if (ret)
 257                 return ret;
 258
 259         if (enable)
 260                 writel(1 << (channel + APBH_CTRL1_CH_CMDCMPLT_IRQ_EN_OFFSET),
 261                         &apbh_regs->hw_apbh_ctrl1_set);
 262         else
 263                 writel(1 << (channel + APBH_CTRL1_CH_CMDCMPLT_IRQ_EN_OFFSET),
 264                         &apbh_regs->hw_apbh_ctrl1_clr);
 265
 266         return 0;
 267 }
 268
 269 /*
 270  * Clear DMA interrupt.
 271  *
 272  * The software that is using the DMA channel must register to receive its
 273  * interrupts and, when they arrive, must call this function to clear them.
 274  */
 275 static int mxs_dma_ack_irq(int channel)
 276 {
 277         struct mxs_apbh_regs *apbh_regs =
 278                 (struct mxs_apbh_regs *)MXS_APBH_BASE;
 279         int ret;
 280
 281         ret = mxs_dma_validate_chan(channel);
 282         if (ret)
 283                 return ret;
 284
 285         writel(1 << channel, &apbh_regs->hw_apbh_ctrl1_clr);
 286         writel(1 << channel, &apbh_regs->hw_apbh_ctrl2_clr);
 287
 288         return 0;
 289 }
 290
 291 /*
 292  * Request to reserve a DMA channel
 293  */
 294 static int mxs_dma_request(int channel)
 295 {
 296         struct mxs_dma_chan *pchan;
 297
 298         if ((channel < 0) || (channel >= MXS_MAX_DMA_CHANNELS))
 299                 return -EINVAL;
 300
 301         pchan = mxs_dma_channels + channel;
 302         if ((pchan->flags & MXS_DMA_FLAGS_VALID) != MXS_DMA_FLAGS_VALID)
 303                 return -ENODEV;
 304
 305         if (pchan->flags & MXS_DMA_FLAGS_ALLOCATED)
 306                 return -EBUSY;
 307
 308         pchan->flags |= MXS_DMA_FLAGS_ALLOCATED;
 309         pchan->active_num = 0;
 310         pchan->pending_num = 0;
 311
 312         INIT_LIST_HEAD(&pchan->active);
 313         INIT_LIST_HEAD(&pchan->done);
 314
 315         return 0;
 316 }
 317
 318 /*
 319  * Release a DMA channel.
 320  *
 321  * This function releases a DMA channel from its current owner.
 322  *
 323  * The channel will NOT be released if it's marked "busy" (see
 324  * mxs_dma_enable()).
 325  */
 326 int mxs_dma_release(int channel)
 327 {
 328         struct mxs_dma_chan *pchan;
 329         int ret;
 330
 331         ret = mxs_dma_validate_chan(channel);
 332         if (ret)
 333                 return ret;
 334
 335         pchan = mxs_dma_channels + channel;
 336
 337         if (pchan->flags & MXS_DMA_FLAGS_BUSY)
 338                 return -EBUSY;
 339
 340         pchan->dev = 0;
 341         pchan->active_num = 0;
 342         pchan->pending_num = 0;
 343         pchan->flags &= ~MXS_DMA_FLAGS_ALLOCATED;
 344
 345         return 0;
 346 }
 347
 348 /*
 349  * Allocate DMA descriptor
 350  */
 351 struct mxs_dma_desc *mxs_dma_desc_alloc(void)
 352 {
 353         struct mxs_dma_desc *pdesc;
 354         uint32_t size;
 355
 356         size = roundup(sizeof(struct mxs_dma_desc), MXS_DMA_ALIGNMENT);
 357         pdesc = memalign(MXS_DMA_ALIGNMENT, size);
 358
 359         if (pdesc == NULL)
 360                 return NULL;
 361
 362         memset(pdesc, 0, sizeof(*pdesc));
 363         pdesc->address = (dma_addr_t)pdesc;
 364
 365         return pdesc;
 366 };
 367
 368 /*
 369  * Free DMA descriptor
 370  */
 371 void mxs_dma_desc_free(struct mxs_dma_desc *pdesc)
 372 {
 373         if (pdesc == NULL)
 374                 return;
 375
 376         free(pdesc);
 377 }
 378
 379 /*
 380  * Add a DMA descriptor to a channel.
 381  *
 382  * If the descriptor list for this channel is not empty, this function sets the
 383  * CHAIN bit and the NEXTCMD_ADDR fields in the last descriptor's DMA command so
 384  * it will chain to the new descriptor's command.
 385  *
 386  * Then, this function marks the new descriptor as "ready," adds it to the end
 387  * of the active descriptor list, and increments the count of pending
 388  * descriptors.
 389  *
 390  * The MXS platform DMA software imposes some rules on DMA commands to maintain
 391  * important invariants. These rules are NOT checked, but they must be carefully
 392  * applied by software that uses MXS DMA channels.
 393  *
 394  * Invariant:
 395  *     The DMA channel's hardware semaphore must reflect the number of DMA
 396  *     commands the hardware will process, but has not yet finished.
 397  *
 398  * Explanation:
 399  *     A DMA channel begins processing commands when its hardware semaphore is
 400  *     written with a value greater than zero, and it stops processing commands
 401  *     when the semaphore returns to zero.
 402  *
 403  *     When a channel finishes a DMA command, it will decrement its semaphore if
 404  *     the DECREMENT_SEMAPHORE bit is set in that command's flags bits.
 405  *
 406  *     In principle, it's not necessary for the DECREMENT_SEMAPHORE to be set,
 407  *     unless it suits the purposes of the software. For example, one could
 408  *     construct a series of five DMA commands, with the DECREMENT_SEMAPHORE
 409  *     bit set only in the last one. Then, setting the DMA channel's hardware
 410  *     semaphore to one would cause the entire series of five commands to be
 411  *     processed. However, this example would violate the invariant given above.
 412  *
 413  * Rule:
 414  *    ALL DMA commands MUST have the DECREMENT_SEMAPHORE bit set so that the DMA
 415  *    channel's hardware semaphore will be decremented EVERY time a command is
 416  *    processed.
 417  */
 418 int mxs_dma_desc_append(int channel, struct mxs_dma_desc *pdesc)
 419 {
 420         struct mxs_dma_chan *pchan;
 421         struct mxs_dma_desc *last;
 422         int ret;
 423
 424         ret = mxs_dma_validate_chan(channel);
 425         if (ret)
 426                 return ret;
 427
 428         pchan = mxs_dma_channels + channel;
 429
 430         pdesc->cmd.next = mxs_dma_cmd_address(pdesc);
 431         pdesc->flags |= MXS_DMA_DESC_FIRST | MXS_DMA_DESC_LAST;
 432
 433         if (!list_empty(&pchan->active)) {
 434                 last = list_entry(pchan->active.prev, struct mxs_dma_desc,
 435                                         node);
 436
 437                 pdesc->flags &= ~MXS_DMA_DESC_FIRST;
 438                 last->flags &= ~MXS_DMA_DESC_LAST;
 439
 440                 last->cmd.next = mxs_dma_cmd_address(pdesc);
 441                 last->cmd.data |= MXS_DMA_DESC_CHAIN;
 442
 443                 mxs_dma_flush_desc(last);
 444         }
 445         pdesc->flags |= MXS_DMA_DESC_READY;
 446         if (pdesc->flags & MXS_DMA_DESC_FIRST)
 447                 pchan->pending_num++;
 448         list_add_tail(&pdesc->node, &pchan->active);
 449
 450         mxs_dma_flush_desc(pdesc);
 451
 452         return ret;
 453 }
 454
 455 /*
 456  * Clean up processed DMA descriptors.
 457  *
 458  * This function removes processed DMA descriptors from the "active" list. Pass
 459  * in a non-NULL list head to get the descriptors moved to your list. Pass NULL
 460  * to get the descriptors moved to the channel's "done" list. Descriptors on
 461  * the "done" list can be retrieved with mxs_dma_get_finished().
 462  *
 463  * This function marks the DMA channel as "not busy" if no unprocessed
 464  * descriptors remain on the "active" list.
 465  */
 466 static int mxs_dma_finish(int channel, struct list_head *head)
 467 {
 468         int sem;
 469         struct mxs_dma_chan *pchan;
 470         struct list_head *p, *q;
 471         struct mxs_dma_desc *pdesc;
 472         int ret;
 473
 474         ret = mxs_dma_validate_chan(channel);
 475         if (ret)
 476                 return ret;
 477
 478         pchan = mxs_dma_channels + channel;
 479
 480         sem = mxs_dma_read_semaphore(channel);
 481         if (sem < 0)
 482                 return sem;
 483
 484         if (sem == pchan->active_num)
 485                 return 0;
 486
 487         list_for_each_safe(p, q, &pchan->active) {
 488                 if ((pchan->active_num) <= sem)
 489                         break;
 490
 491                 pdesc = list_entry(p, struct mxs_dma_desc, node);
 492                 pdesc->flags &= ~MXS_DMA_DESC_READY;
 493
 494                 if (head)
 495                         list_move_tail(p, head);
 496                 else
 497                         list_move_tail(p, &pchan->done);
 498
 499                 if (pdesc->flags & MXS_DMA_DESC_LAST)
 500                         pchan->active_num--;
 501         }
 502
 503         if (sem == 0)
 504                 pchan->flags &= ~MXS_DMA_FLAGS_BUSY;
 505
 506         return 0;
 507 }
 508
 509 /*
 510  * Wait for DMA channel to complete
 511  */
 512 static int mxs_dma_wait_complete(uint32_t timeout, unsigned int chan)
 513 {
 514         struct mxs_apbh_regs *apbh_regs =
 515                 (struct mxs_apbh_regs *)MXS_APBH_BASE;
 516         int ret;
 517
 518         ret = mxs_dma_validate_chan(chan);
 519         if (ret)
 520                 return ret;
 521
 522         if (mxs_wait_mask_set(&apbh_regs->hw_apbh_ctrl1_reg,
 523                                 1 << chan, timeout)) {
 524                 ret = -ETIMEDOUT;
 525                 mxs_dma_reset(chan);
 526         }
 527
 528         return ret;
 529 }
 530
 531 /*
 532  * Execute the DMA channel
 533  */
 534 int mxs_dma_go(int chan)
 535 {
 536         uint32_t timeout = 10000000;
 537         int ret;
 538
 539         LIST_HEAD(tmp_desc_list);
 540
 541         mxs_dma_enable_irq(chan, 1);
 542         mxs_dma_enable(chan);
 543
 544         /* Wait for DMA to finish. */
 545         ret = mxs_dma_wait_complete(timeout, chan);
 546
 547         /* Clear out the descriptors we just ran. */
 548         mxs_dma_finish(chan, &tmp_desc_list);
 549
 550         /* Shut the DMA channel down. */
 551         mxs_dma_ack_irq(chan);
 552         mxs_dma_reset(chan);
 553         mxs_dma_enable_irq(chan, 0);
 554         mxs_dma_disable(chan);
 555
 556         return ret;
 557 }
 558
 559 /*
 560  * Initialize the DMA hardware
 561  */
 562 void mxs_dma_init(void)
 563 {
 564         struct mxs_apbh_regs *apbh_regs =
 565                 (struct mxs_apbh_regs *)MXS_APBH_BASE;
 566
 567         mxs_reset_block(&apbh_regs->hw_apbh_ctrl0_reg);
 568
 569 #ifdef CONFIG_APBH_DMA_BURST8
 570         writel(APBH_CTRL0_AHB_BURST8_EN,
 571                 &apbh_regs->hw_apbh_ctrl0_set);
 572 #else
 573         writel(APBH_CTRL0_AHB_BURST8_EN,
 574                 &apbh_regs->hw_apbh_ctrl0_clr);
 575 #endif
 576
 577 #ifdef CONFIG_APBH_DMA_BURST
 578         writel(APBH_CTRL0_APB_BURST_EN,
 579                 &apbh_regs->hw_apbh_ctrl0_set);
 580 #else
 581         writel(APBH_CTRL0_APB_BURST_EN,
 582                 &apbh_regs->hw_apbh_ctrl0_clr);
 583 #endif
 584 }
 585
 586 int mxs_dma_init_channel(int channel)
 587 {
 588         struct mxs_dma_chan *pchan;
 589         int ret;
 590
 591         pchan = mxs_dma_channels + channel;
 592         pchan->flags = MXS_DMA_FLAGS_VALID;
 593
 594         ret = mxs_dma_request(channel);
 595
 596         if (ret) {
 597                 printf("MXS DMA: Can't acquire DMA channel %i\n",
 598                         channel);
 599                 return ret;
 600         }
 601
 602         mxs_dma_reset(channel);
 603         mxs_dma_ack_irq(channel);
 604
 605         return 0;
 606 }