Add the rt linux 4.1.3-rt3 as base
[kvmfornfv.git] / kernel / drivers / tty / serial / arc_uart.c
diff --git a/kernel/drivers/tty/serial/arc_uart.c b/kernel/drivers/tty/serial/arc_uart.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..03ebe40
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,687 @@
+/*
+ * ARC On-Chip(fpga) UART Driver
+ *
+ * Copyright (C) 2010-2012 Synopsys, Inc. (www.synopsys.com)
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
+ * published by the Free Software Foundation.
+ *
+ * vineetg: July 10th 2012
+ *  -Decoupled the driver from arch/arc
+ *    +Using platform_get_resource() for irq/membase (thx to bfin_uart.c)
+ *    +Using early_platform_xxx() for early console (thx to mach-shmobile/xxx)
+ *
+ * Vineetg: Aug 21st 2010
+ *  -Is uart_tx_stopped() not done in tty write path as it has already been
+ *   taken care of, in serial core
+ *
+ * Vineetg: Aug 18th 2010
+ *  -New Serial Core based ARC UART driver
+ *  -Derived largely from blackfin driver albiet with some major tweaks
+ *
+ * TODO:
+ *  -check if sysreq works
+ */
+
+#if defined(CONFIG_SERIAL_ARC_CONSOLE) && defined(CONFIG_MAGIC_SYSRQ)
+#define SUPPORT_SYSRQ
+#endif
+
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/serial.h>
+#include <linux/console.h>
+#include <linux/sysrq.h>
+#include <linux/platform_device.h>
+#include <linux/tty.h>
+#include <linux/tty_flip.h>
+#include <linux/serial_core.h>
+#include <linux/io.h>
+#include <linux/of_irq.h>
+#include <linux/of_address.h>
+
+/*************************************
+ * ARC UART Hardware Specs
+ ************************************/
+#define ARC_UART_TX_FIFO_SIZE  1
+
+/*
+ * UART Register set (this is not a Standards Compliant IP)
+ * Also each reg is Word aligned, but only 8 bits wide
+ */
+#define R_ID0  0
+#define R_ID1  4
+#define R_ID2  8
+#define R_ID3  12
+#define R_DATA 16
+#define R_STS  20
+#define R_BAUDL        24
+#define R_BAUDH        28
+
+/* Bits for UART Status Reg (R/W) */
+#define RXIENB  0x04   /* Receive Interrupt Enable */
+#define TXIENB  0x40   /* Transmit Interrupt Enable */
+
+#define RXEMPTY 0x20   /* Receive FIFO Empty: No char receivede */
+#define TXEMPTY 0x80   /* Transmit FIFO Empty, thus char can be written into */
+
+#define RXFULL  0x08   /* Receive FIFO full */
+#define RXFULL1 0x10   /* Receive FIFO has space for 1 char (tot space=4) */
+
+#define RXFERR  0x01   /* Frame Error: Stop Bit not detected */
+#define RXOERR  0x02   /* OverFlow Err: Char recv but RXFULL still set */
+
+/* Uart bit fiddling helpers: lowest level */
+#define RBASE(port, reg)      (port->membase + reg)
+#define UART_REG_SET(u, r, v) writeb((v), RBASE(u, r))
+#define UART_REG_GET(u, r)    readb(RBASE(u, r))
+
+#define UART_REG_OR(u, r, v)  UART_REG_SET(u, r, UART_REG_GET(u, r) | (v))
+#define UART_REG_CLR(u, r, v) UART_REG_SET(u, r, UART_REG_GET(u, r) & ~(v))
+
+/* Uart bit fiddling helpers: API level */
+#define UART_SET_DATA(uart, val)   UART_REG_SET(uart, R_DATA, val)
+#define UART_GET_DATA(uart)        UART_REG_GET(uart, R_DATA)
+
+#define UART_SET_BAUDH(uart, val)  UART_REG_SET(uart, R_BAUDH, val)
+#define UART_SET_BAUDL(uart, val)  UART_REG_SET(uart, R_BAUDL, val)
+
+#define UART_CLR_STATUS(uart, val) UART_REG_CLR(uart, R_STS, val)
+#define UART_GET_STATUS(uart)      UART_REG_GET(uart, R_STS)
+
+#define UART_ALL_IRQ_DISABLE(uart) UART_REG_CLR(uart, R_STS, RXIENB|TXIENB)
+#define UART_RX_IRQ_DISABLE(uart)  UART_REG_CLR(uart, R_STS, RXIENB)
+#define UART_TX_IRQ_DISABLE(uart)  UART_REG_CLR(uart, R_STS, TXIENB)
+
+#define UART_ALL_IRQ_ENABLE(uart)  UART_REG_OR(uart, R_STS, RXIENB|TXIENB)
+#define UART_RX_IRQ_ENABLE(uart)   UART_REG_OR(uart, R_STS, RXIENB)
+#define UART_TX_IRQ_ENABLE(uart)   UART_REG_OR(uart, R_STS, TXIENB)
+
+#define ARC_SERIAL_DEV_NAME    "ttyARC"
+
+struct arc_uart_port {
+       struct uart_port port;
+       unsigned long baud;
+};
+
+#define to_arc_port(uport)  container_of(uport, struct arc_uart_port, port)
+
+static struct arc_uart_port arc_uart_ports[CONFIG_SERIAL_ARC_NR_PORTS];
+
+#ifdef CONFIG_SERIAL_ARC_CONSOLE
+static struct console arc_console;
+#endif
+
+#define DRIVER_NAME    "arc-uart"
+
+static struct uart_driver arc_uart_driver = {
+       .owner          = THIS_MODULE,
+       .driver_name    = DRIVER_NAME,
+       .dev_name       = ARC_SERIAL_DEV_NAME,
+       .major          = 0,
+       .minor          = 0,
+       .nr             = CONFIG_SERIAL_ARC_NR_PORTS,
+#ifdef CONFIG_SERIAL_ARC_CONSOLE
+       .cons           = &arc_console,
+#endif
+};
+
+static void arc_serial_stop_rx(struct uart_port *port)
+{
+       UART_RX_IRQ_DISABLE(port);
+}
+
+static void arc_serial_stop_tx(struct uart_port *port)
+{
+       while (!(UART_GET_STATUS(port) & TXEMPTY))
+               cpu_relax();
+
+       UART_TX_IRQ_DISABLE(port);
+}
+
+/*
+ * Return TIOCSER_TEMT when transmitter is not busy.
+ */
+static unsigned int arc_serial_tx_empty(struct uart_port *port)
+{
+       unsigned int stat;
+
+       stat = UART_GET_STATUS(port);
+       if (stat & TXEMPTY)
+               return TIOCSER_TEMT;
+
+       return 0;
+}
+
+/*
+ * Driver internal routine, used by both tty(serial core) as well as tx-isr
+ *  -Called under spinlock in either cases
+ *  -also tty->stopped has already been checked
+ *     = by uart_start( ) before calling us
+ *     = tx_ist checks that too before calling
+ */
+static void arc_serial_tx_chars(struct uart_port *port)
+{
+       struct circ_buf *xmit = &port->state->xmit;
+       int sent = 0;
+       unsigned char ch;
+
+       if (unlikely(port->x_char)) {
+               UART_SET_DATA(port, port->x_char);
+               port->icount.tx++;
+               port->x_char = 0;
+               sent = 1;
+       } else if (!uart_circ_empty(xmit)) {
+               ch = xmit->buf[xmit->tail];
+               xmit->tail = (xmit->tail + 1) & (UART_XMIT_SIZE - 1);
+               port->icount.tx++;
+               while (!(UART_GET_STATUS(port) & TXEMPTY))
+                       cpu_relax();
+               UART_SET_DATA(port, ch);
+               sent = 1;
+       }
+
+       /*
+        * If num chars in xmit buffer are too few, ask tty layer for more.
+        * By Hard ISR to schedule processing in software interrupt part
+        */
+       if (uart_circ_chars_pending(xmit) < WAKEUP_CHARS)
+               uart_write_wakeup(port);
+
+       if (sent)
+               UART_TX_IRQ_ENABLE(port);
+}
+
+/*
+ * port is locked and interrupts are disabled
+ * uart_start( ) calls us under the port spinlock irqsave
+ */
+static void arc_serial_start_tx(struct uart_port *port)
+{
+       arc_serial_tx_chars(port);
+}
+
+static void arc_serial_rx_chars(struct uart_port *port, unsigned int status)
+{
+       unsigned int ch, flg = 0;
+
+       /*
+        * UART has 4 deep RX-FIFO. Driver's recongnition of this fact
+        * is very subtle. Here's how ...
+        * Upon getting a RX-Intr, such that RX-EMPTY=0, meaning data available,
+        * driver reads the DATA Reg and keeps doing that in a loop, until
+        * RX-EMPTY=1. Multiple chars being avail, with a single Interrupt,
+        * before RX-EMPTY=0, implies some sort of buffering going on in the
+        * controller, which is indeed the Rx-FIFO.
+        */
+       do {
+               /*
+                * This could be an Rx Intr for err (no data),
+                * so check err and clear that Intr first
+                */
+               if (unlikely(status & (RXOERR | RXFERR))) {
+                       if (status & RXOERR) {
+                               port->icount.overrun++;
+                               flg = TTY_OVERRUN;
+                               UART_CLR_STATUS(port, RXOERR);
+                       }
+
+                       if (status & RXFERR) {
+                               port->icount.frame++;
+                               flg = TTY_FRAME;
+                               UART_CLR_STATUS(port, RXFERR);
+                       }
+               } else
+                       flg = TTY_NORMAL;
+
+               if (status & RXEMPTY)
+                       continue;
+
+               ch = UART_GET_DATA(port);
+               port->icount.rx++;
+
+               if (!(uart_handle_sysrq_char(port, ch)))
+                       uart_insert_char(port, status, RXOERR, ch, flg);
+
+               spin_unlock(&port->lock);
+               tty_flip_buffer_push(&port->state->port);
+               spin_lock(&port->lock);
+       } while (!((status = UART_GET_STATUS(port)) & RXEMPTY));
+}
+
+/*
+ * A note on the Interrupt handling state machine of this driver
+ *
+ * kernel printk writes funnel thru the console driver framework and in order
+ * to keep things simple as well as efficient, it writes to UART in polled
+ * mode, in one shot, and exits.
+ *
+ * OTOH, Userland output (via tty layer), uses interrupt based writes as there
+ * can be undeterministic delay between char writes.
+ *
+ * Thus Rx-interrupts are always enabled, while tx-interrupts are by default
+ * disabled.
+ *
+ * When tty has some data to send out, serial core calls driver's start_tx
+ * which
+ *   -checks-if-tty-buffer-has-char-to-send
+ *   -writes-data-to-uart
+ *   -enable-tx-intr
+ *
+ * Once data bits are pushed out, controller raises the Tx-room-avail-Interrupt.
+ * The first thing Tx ISR does is disable further Tx interrupts (as this could
+ * be the last char to send, before settling down into the quiet polled mode).
+ * It then calls the exact routine used by tty layer write to send out any
+ * more char in tty buffer. In case of sending, it re-enables Tx-intr. In case
+ * of no data, it remains disabled.
+ * This is how the transmit state machine is dynamically switched on/off
+ */
+
+static irqreturn_t arc_serial_isr(int irq, void *dev_id)
+{
+       struct uart_port *port = dev_id;
+       unsigned int status;
+
+       status = UART_GET_STATUS(port);
+
+       /*
+        * Single IRQ for both Rx (data available) Tx (room available) Interrupt
+        * notifications from the UART Controller.
+        * To demultiplex between the two, we check the relevant bits
+        */
+       if (status & RXIENB) {
+
+               /* already in ISR, no need of xx_irqsave */
+               spin_lock(&port->lock);
+               arc_serial_rx_chars(port, status);
+               spin_unlock(&port->lock);
+       }
+
+       if ((status & TXIENB) && (status & TXEMPTY)) {
+
+               /* Unconditionally disable further Tx-Interrupts.
+                * will be enabled by tx_chars() if needed.
+                */
+               UART_TX_IRQ_DISABLE(port);
+
+               spin_lock(&port->lock);
+
+               if (!uart_tx_stopped(port))
+                       arc_serial_tx_chars(port);
+
+               spin_unlock(&port->lock);
+       }
+
+       return IRQ_HANDLED;
+}
+
+static unsigned int arc_serial_get_mctrl(struct uart_port *port)
+{
+       /*
+        * Pretend we have a Modem status reg and following bits are
+        *  always set, to satify the serial core state machine
+        *  (DSR) Data Set Ready
+        *  (CTS) Clear To Send
+        *  (CAR) Carrier Detect
+        */
+       return TIOCM_CTS | TIOCM_DSR | TIOCM_CAR;
+}
+
+static void arc_serial_set_mctrl(struct uart_port *port, unsigned int mctrl)
+{
+       /* MCR not present */
+}
+
+static void arc_serial_break_ctl(struct uart_port *port, int break_state)
+{
+       /* ARC UART doesn't support sending Break signal */
+}
+
+static int arc_serial_startup(struct uart_port *port)
+{
+       /* Before we hook up the ISR, Disable all UART Interrupts */
+       UART_ALL_IRQ_DISABLE(port);
+
+       if (request_irq(port->irq, arc_serial_isr, 0, "arc uart rx-tx", port)) {
+               dev_warn(port->dev, "Unable to attach ARC UART intr\n");
+               return -EBUSY;
+       }
+
+       UART_RX_IRQ_ENABLE(port); /* Only Rx IRQ enabled to begin with */
+
+       return 0;
+}
+
+/* This is not really needed */
+static void arc_serial_shutdown(struct uart_port *port)
+{
+       free_irq(port->irq, port);
+}
+
+static void
+arc_serial_set_termios(struct uart_port *port, struct ktermios *new,
+                      struct ktermios *old)
+{
+       struct arc_uart_port *uart = to_arc_port(port);
+       unsigned int baud, uartl, uarth, hw_val;
+       unsigned long flags;
+
+       /*
+        * Use the generic handler so that any specially encoded baud rates
+        * such as SPD_xx flags or "%B0" can be handled
+        * Max Baud I suppose will not be more than current 115K * 4
+        * Formula for ARC UART is: hw-val = ((CLK/(BAUD*4)) -1)
+        * spread over two 8-bit registers
+        */
+       baud = uart_get_baud_rate(port, new, old, 0, 460800);
+
+       hw_val = port->uartclk / (uart->baud * 4) - 1;
+       uartl = hw_val & 0xFF;
+       uarth = (hw_val >> 8) & 0xFF;
+
+       spin_lock_irqsave(&port->lock, flags);
+
+       UART_ALL_IRQ_DISABLE(port);
+
+       UART_SET_BAUDL(port, uartl);
+       UART_SET_BAUDH(port, uarth);
+
+       UART_RX_IRQ_ENABLE(port);
+
+       /*
+        * UART doesn't support Parity/Hardware Flow Control;
+        * Only supports 8N1 character size
+        */
+       new->c_cflag &= ~(CMSPAR|CRTSCTS|CSIZE);
+       new->c_cflag |= CS8;
+
+       if (old)
+               tty_termios_copy_hw(new, old);
+
+       /* Don't rewrite B0 */
+       if (tty_termios_baud_rate(new))
+               tty_termios_encode_baud_rate(new, baud, baud);
+
+       uart_update_timeout(port, new->c_cflag, baud);
+
+       spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags);
+}
+
+static const char *arc_serial_type(struct uart_port *port)
+{
+       return port->type == PORT_ARC ? DRIVER_NAME : NULL;
+}
+
+static void arc_serial_release_port(struct uart_port *port)
+{
+}
+
+static int arc_serial_request_port(struct uart_port *port)
+{
+       return 0;
+}
+
+/*
+ * Verify the new serial_struct (for TIOCSSERIAL).
+ */
+static int
+arc_serial_verify_port(struct uart_port *port, struct serial_struct *ser)
+{
+       if (port->type != PORT_UNKNOWN && ser->type != PORT_ARC)
+               return -EINVAL;
+
+       return 0;
+}
+
+/*
+ * Configure/autoconfigure the port.
+ */
+static void arc_serial_config_port(struct uart_port *port, int flags)
+{
+       if (flags & UART_CONFIG_TYPE)
+               port->type = PORT_ARC;
+}
+
+#ifdef CONFIG_CONSOLE_POLL
+
+static void arc_serial_poll_putchar(struct uart_port *port, unsigned char chr)
+{
+       while (!(UART_GET_STATUS(port) & TXEMPTY))
+               cpu_relax();
+
+       UART_SET_DATA(port, chr);
+}
+
+static int arc_serial_poll_getchar(struct uart_port *port)
+{
+       unsigned char chr;
+
+       while (!(UART_GET_STATUS(port) & RXEMPTY))
+               cpu_relax();
+
+       chr = UART_GET_DATA(port);
+       return chr;
+}
+#endif
+
+static struct uart_ops arc_serial_pops = {
+       .tx_empty       = arc_serial_tx_empty,
+       .set_mctrl      = arc_serial_set_mctrl,
+       .get_mctrl      = arc_serial_get_mctrl,
+       .stop_tx        = arc_serial_stop_tx,
+       .start_tx       = arc_serial_start_tx,
+       .stop_rx        = arc_serial_stop_rx,
+       .break_ctl      = arc_serial_break_ctl,
+       .startup        = arc_serial_startup,
+       .shutdown       = arc_serial_shutdown,
+       .set_termios    = arc_serial_set_termios,
+       .type           = arc_serial_type,
+       .release_port   = arc_serial_release_port,
+       .request_port   = arc_serial_request_port,
+       .config_port    = arc_serial_config_port,
+       .verify_port    = arc_serial_verify_port,
+#ifdef CONFIG_CONSOLE_POLL
+       .poll_put_char = arc_serial_poll_putchar,
+       .poll_get_char = arc_serial_poll_getchar,
+#endif
+};
+
+#ifdef CONFIG_SERIAL_ARC_CONSOLE
+
+static int arc_serial_console_setup(struct console *co, char *options)
+{
+       struct uart_port *port;
+       int baud = 115200;
+       int bits = 8;
+       int parity = 'n';
+       int flow = 'n';
+
+       if (co->index < 0 || co->index >= CONFIG_SERIAL_ARC_NR_PORTS)
+               return -ENODEV;
+
+       /*
+        * The uart port backing the console (e.g. ttyARC1) might not have been
+        * init yet. If so, defer the console setup to after the port.
+        */
+       port = &arc_uart_ports[co->index].port;
+       if (!port->membase)
+               return -ENODEV;
+
+       if (options)
+               uart_parse_options(options, &baud, &parity, &bits, &flow);
+
+       /*
+        * Serial core will call port->ops->set_termios( )
+        * which will set the baud reg
+        */
+       return uart_set_options(port, co, baud, parity, bits, flow);
+}
+
+static void arc_serial_console_putchar(struct uart_port *port, int ch)
+{
+       while (!(UART_GET_STATUS(port) & TXEMPTY))
+               cpu_relax();
+
+       UART_SET_DATA(port, (unsigned char)ch);
+}
+
+/*
+ * Interrupts are disabled on entering
+ */
+static void arc_serial_console_write(struct console *co, const char *s,
+                                    unsigned int count)
+{
+       struct uart_port *port = &arc_uart_ports[co->index].port;
+       unsigned long flags;
+
+       spin_lock_irqsave(&port->lock, flags);
+       uart_console_write(port, s, count, arc_serial_console_putchar);
+       spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags);
+}
+
+static struct console arc_console = {
+       .name   = ARC_SERIAL_DEV_NAME,
+       .write  = arc_serial_console_write,
+       .device = uart_console_device,
+       .setup  = arc_serial_console_setup,
+       .flags  = CON_PRINTBUFFER,
+       .index  = -1,
+       .data   = &arc_uart_driver
+};
+
+static __init void arc_early_serial_write(struct console *con, const char *s,
+                                         unsigned int n)
+{
+       struct earlycon_device *dev = con->data;
+
+       uart_console_write(&dev->port, s, n, arc_serial_console_putchar);
+}
+
+static int __init arc_early_console_setup(struct earlycon_device *dev,
+                                         const char *opt)
+{
+       struct uart_port *port = &dev->port;
+       unsigned int l, h, hw_val;
+
+       if (!dev->port.membase)
+               return -ENODEV;
+
+       hw_val = port->uartclk / (dev->baud * 4) - 1;
+       l = hw_val & 0xFF;
+       h = (hw_val >> 8) & 0xFF;
+
+       UART_SET_BAUDL(port, l);
+       UART_SET_BAUDH(port, h);
+
+       dev->con->write = arc_early_serial_write;
+       return 0;
+}
+EARLYCON_DECLARE(arc_uart, arc_early_console_setup);
+OF_EARLYCON_DECLARE(arc_uart, "snps,arc-uart", arc_early_console_setup);
+
+#endif /* CONFIG_SERIAL_ARC_CONSOLE */
+
+static int arc_serial_probe(struct platform_device *pdev)
+{
+       struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
+       struct arc_uart_port *uart;
+       struct uart_port *port;
+       int dev_id;
+       u32 val;
+
+       /* no device tree device */
+       if (!np)
+               return -ENODEV;
+
+       dev_id = of_alias_get_id(np, "serial");
+       if (dev_id < 0)
+               dev_id = 0;
+
+       uart = &arc_uart_ports[dev_id];
+       port = &uart->port;
+
+       if (of_property_read_u32(np, "clock-frequency", &val)) {
+               dev_err(&pdev->dev, "clock-frequency property NOTset\n");
+               return -EINVAL;
+       }
+       port->uartclk = val;
+
+       if (of_property_read_u32(np, "current-speed", &val)) {
+               dev_err(&pdev->dev, "current-speed property NOT set\n");
+               return -EINVAL;
+       }
+       uart->baud = val;
+
+       port->membase = of_iomap(np, 0);
+       if (!port->membase)
+               /* No point of dev_err since UART itself is hosed here */
+               return -ENXIO;
+
+       port->irq = irq_of_parse_and_map(np, 0);
+
+       port->dev = &pdev->dev;
+       port->iotype = UPIO_MEM;
+       port->flags = UPF_BOOT_AUTOCONF;
+       port->line = dev_id;
+       port->ops = &arc_serial_pops;
+
+       port->fifosize = ARC_UART_TX_FIFO_SIZE;
+
+       /*
+        * uart_insert_char( ) uses it in decideding whether to ignore a
+        * char or not. Explicitly setting it here, removes the subtelty
+        */
+       port->ignore_status_mask = 0;
+
+       return uart_add_one_port(&arc_uart_driver, &arc_uart_ports[dev_id].port);
+}
+
+static int arc_serial_remove(struct platform_device *pdev)
+{
+       /* This will never be called */
+       return 0;
+}
+
+static const struct of_device_id arc_uart_dt_ids[] = {
+       { .compatible = "snps,arc-uart" },
+       { /* Sentinel */ }
+};
+MODULE_DEVICE_TABLE(of, arc_uart_dt_ids);
+
+static struct platform_driver arc_platform_driver = {
+       .probe = arc_serial_probe,
+       .remove = arc_serial_remove,
+       .driver = {
+               .name = DRIVER_NAME,
+               .of_match_table  = arc_uart_dt_ids,
+        },
+};
+
+static int __init arc_serial_init(void)
+{
+       int ret;
+
+       ret = uart_register_driver(&arc_uart_driver);
+       if (ret)
+               return ret;
+
+       ret = platform_driver_register(&arc_platform_driver);
+       if (ret)
+               uart_unregister_driver(&arc_uart_driver);
+
+       return ret;
+}
+
+static void __exit arc_serial_exit(void)
+{
+       platform_driver_unregister(&arc_platform_driver);
+       uart_unregister_driver(&arc_uart_driver);
+}
+
+module_init(arc_serial_init);
+module_exit(arc_serial_exit);
+
+MODULE_LICENSE("GPL");
+MODULE_ALIAS("platform:" DRIVER_NAME);
+MODULE_AUTHOR("Vineet Gupta");
+MODULE_DESCRIPTION("ARC(Synopsys) On-Chip(fpga) serial driver");