Add the rt linux 4.1.3-rt3 as base
[kvmfornfv.git] / kernel / drivers / tty / serial / tilegx.c
1 /*
2  * Copyright 2013 Tilera Corporation. All Rights Reserved.
3  *
4  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
5  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
6  *   as published by the Free Software Foundation, version 2.
7  *
8  *   This program is distributed in the hope that it will be useful, but
9  *   WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  *   MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
11  *   NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for
12  *   more details.
13  *
14  * TILEGx UART driver.
15  */
16
17 #include <linux/delay.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/interrupt.h>
20 #include <linux/io.h>
21 #include <linux/irq.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/serial_core.h>
24 #include <linux/tty.h>
25 #include <linux/tty_flip.h>
26
27 #include <gxio/common.h>
28 #include <gxio/iorpc_globals.h>
29 #include <gxio/iorpc_uart.h>
30 #include <gxio/kiorpc.h>
31
32 #include <hv/drv_uart_intf.h>
33
34 /*
35  * Use device name ttyS, major 4, minor 64-65.
36  * This is the usual serial port name, 8250 conventional range.
37  */
38 #define TILEGX_UART_MAJOR       TTY_MAJOR
39 #define TILEGX_UART_MINOR       64
40 #define TILEGX_UART_NAME        "ttyS"
41 #define DRIVER_NAME_STRING      "TILEGx_Serial"
42 #define TILEGX_UART_REF_CLK     125000000; /* REF_CLK is always 125 MHz. */
43
44 struct tile_uart_port {
45         /* UART port. */
46         struct uart_port        uart;
47
48         /* GXIO device context. */
49         gxio_uart_context_t     context;
50
51         /* UART access mutex. */
52         struct mutex            mutex;
53
54         /* CPU receiving interrupts. */
55         int                     irq_cpu;
56 };
57
58 static struct tile_uart_port tile_uart_ports[TILEGX_UART_NR];
59 static struct uart_driver tilegx_uart_driver;
60
61
62 /*
63  * Read UART rx fifo, and insert the chars into tty buffer.
64  */
65 static void receive_chars(struct tile_uart_port *tile_uart,
66                           struct tty_struct *tty)
67 {
68         int i;
69         char c;
70         UART_FIFO_COUNT_t count;
71         gxio_uart_context_t *context = &tile_uart->context;
72         struct tty_port *port = tty->port;
73
74         count.word = gxio_uart_read(context, UART_FIFO_COUNT);
75         for (i = 0; i < count.rfifo_count; i++) {
76                 c = (char)gxio_uart_read(context, UART_RECEIVE_DATA);
77                 tty_insert_flip_char(port, c, TTY_NORMAL);
78         }
79 }
80
81
82 /*
83  * Drain the Rx FIFO, called by interrupt handler.
84  */
85 static void handle_receive(struct tile_uart_port *tile_uart)
86 {
87         struct tty_port *port = &tile_uart->uart.state->port;
88         struct tty_struct *tty = tty_port_tty_get(port);
89         gxio_uart_context_t *context = &tile_uart->context;
90
91         if (!tty)
92                 return;
93
94         /* First read UART rx fifo. */
95         receive_chars(tile_uart, tty);
96
97         /* Reset RFIFO_WE interrupt. */
98         gxio_uart_write(context, UART_INTERRUPT_STATUS,
99                         UART_INTERRUPT_MASK__RFIFO_WE_MASK);
100
101         /* Final read, if any chars comes between the first read and
102          * the interrupt reset.
103          */
104         receive_chars(tile_uart, tty);
105
106         spin_unlock(&tile_uart->uart.lock);
107         tty_flip_buffer_push(port);
108         spin_lock(&tile_uart->uart.lock);
109         tty_kref_put(tty);
110 }
111
112
113 /*
114  * Push one char to UART Write FIFO.
115  * Return 0 on success, -1 if write filo is full.
116  */
117 static int tilegx_putchar(gxio_uart_context_t *context, char c)
118 {
119         UART_FLAG_t flag;
120         flag.word = gxio_uart_read(context, UART_FLAG);
121         if (flag.wfifo_full)
122                 return -1;
123
124         gxio_uart_write(context, UART_TRANSMIT_DATA, (unsigned long)c);
125         return 0;
126 }
127
128
129 /*
130  * Send chars to UART Write FIFO; called by interrupt handler.
131  */
132 static void handle_transmit(struct tile_uart_port *tile_uart)
133 {
134         unsigned char ch;
135         struct uart_port *port;
136         struct circ_buf *xmit;
137         gxio_uart_context_t *context = &tile_uart->context;
138
139         /* First reset WFIFO_RE interrupt. */
140         gxio_uart_write(context, UART_INTERRUPT_STATUS,
141                         UART_INTERRUPT_MASK__WFIFO_RE_MASK);
142
143         port = &tile_uart->uart;
144         xmit = &port->state->xmit;
145         if (port->x_char) {
146                 if (tilegx_putchar(context, port->x_char))
147                         return;
148                 port->x_char = 0;
149                 port->icount.tx++;
150         }
151
152         if (uart_circ_empty(xmit) || uart_tx_stopped(port))
153                 return;
154
155         while (!uart_circ_empty(xmit)) {
156                 ch = xmit->buf[xmit->tail];
157                 if (tilegx_putchar(context, ch))
158                         break;
159                 xmit->tail = (xmit->tail + 1) & (UART_XMIT_SIZE - 1);
160                 port->icount.tx++;
161         }
162
163         /* Reset WFIFO_RE interrupt. */
164         gxio_uart_write(context, UART_INTERRUPT_STATUS,
165                         UART_INTERRUPT_MASK__WFIFO_RE_MASK);
166
167         if (uart_circ_chars_pending(xmit) < WAKEUP_CHARS)
168                 uart_write_wakeup(port);
169 }
170
171
172 /*
173  * UART Interrupt handler.
174  */
175 static irqreturn_t tilegx_interrupt(int irq, void *dev_id)
176 {
177         unsigned long flags;
178         UART_INTERRUPT_STATUS_t intr_stat;
179         struct tile_uart_port *tile_uart;
180         gxio_uart_context_t *context;
181         struct uart_port *port = dev_id;
182         irqreturn_t ret = IRQ_NONE;
183
184         spin_lock_irqsave(&port->lock, flags);
185
186         tile_uart = container_of(port, struct tile_uart_port, uart);
187         context = &tile_uart->context;
188         intr_stat.word = gxio_uart_read(context, UART_INTERRUPT_STATUS);
189
190         if (intr_stat.rfifo_we) {
191                 handle_receive(tile_uart);
192                 ret = IRQ_HANDLED;
193         }
194         if (intr_stat.wfifo_re) {
195                 handle_transmit(tile_uart);
196                 ret = IRQ_HANDLED;
197         }
198
199         spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags);
200         return ret;
201 }
202
203
204 /*
205  * Return TIOCSER_TEMT when transmitter FIFO is empty.
206  */
207 static u_int tilegx_tx_empty(struct uart_port *port)
208 {
209         int ret;
210         UART_FLAG_t flag;
211         struct tile_uart_port *tile_uart;
212         gxio_uart_context_t *context;
213
214         tile_uart = container_of(port, struct tile_uart_port, uart);
215         if (!mutex_trylock(&tile_uart->mutex))
216                 return 0;
217         context = &tile_uart->context;
218
219         flag.word = gxio_uart_read(context, UART_FLAG);
220         ret = (flag.wfifo_empty) ? TIOCSER_TEMT : 0;
221         mutex_unlock(&tile_uart->mutex);
222
223         return ret;
224 }
225
226
227 /*
228  * Set state of the modem control output lines.
229  */
230 static void tilegx_set_mctrl(struct uart_port *port, u_int mctrl)
231 {
232         /* N/A */
233 }
234
235
236 /*
237  * Get state of the modem control input lines.
238  */
239 static u_int tilegx_get_mctrl(struct uart_port *port)
240 {
241         return TIOCM_CTS | TIOCM_DSR | TIOCM_CAR;
242 }
243
244
245 /*
246  * Stop transmitting.
247  */
248 static void tilegx_stop_tx(struct uart_port *port)
249 {
250         /* N/A */
251 }
252
253
254 /*
255  * Start transmitting.
256  */
257 static void tilegx_start_tx(struct uart_port *port)
258 {
259         unsigned char ch;
260         struct circ_buf *xmit;
261         struct tile_uart_port *tile_uart;
262         gxio_uart_context_t *context;
263
264         tile_uart = container_of(port, struct tile_uart_port, uart);
265         if (!mutex_trylock(&tile_uart->mutex))
266                 return;
267         context = &tile_uart->context;
268         xmit = &port->state->xmit;
269         if (port->x_char) {
270                 if (tilegx_putchar(context, port->x_char))
271                         return;
272                 port->x_char = 0;
273                 port->icount.tx++;
274         }
275
276         if (uart_circ_empty(xmit) || uart_tx_stopped(port)) {
277                 mutex_unlock(&tile_uart->mutex);
278                 return;
279         }
280
281         while (!uart_circ_empty(xmit)) {
282                 ch = xmit->buf[xmit->tail];
283                 if (tilegx_putchar(context, ch))
284                         break;
285                 xmit->tail = (xmit->tail + 1) & (UART_XMIT_SIZE - 1);
286                 port->icount.tx++;
287         }
288
289         if (uart_circ_chars_pending(xmit) < WAKEUP_CHARS)
290                 uart_write_wakeup(port);
291
292         mutex_unlock(&tile_uart->mutex);
293 }
294
295
296 /*
297  * Stop receiving - port is in process of being closed.
298  */
299 static void tilegx_stop_rx(struct uart_port *port)
300 {
301         int err;
302         struct tile_uart_port *tile_uart;
303         gxio_uart_context_t *context;
304         int cpu;
305
306         tile_uart = container_of(port, struct tile_uart_port, uart);
307         if (!mutex_trylock(&tile_uart->mutex))
308                 return;
309
310         context = &tile_uart->context;
311         cpu = tile_uart->irq_cpu;
312         err = gxio_uart_cfg_interrupt(context, cpu_x(cpu), cpu_y(cpu),
313                                       KERNEL_PL, -1);
314         mutex_unlock(&tile_uart->mutex);
315 }
316
317 /*
318  * Control the transmission of a break signal.
319  */
320 static void tilegx_break_ctl(struct uart_port *port, int break_state)
321 {
322         /* N/A */
323 }
324
325
326 /*
327  * Perform initialization and enable port for reception.
328  */
329 static int tilegx_startup(struct uart_port *port)
330 {
331         struct tile_uart_port *tile_uart;
332         gxio_uart_context_t *context;
333         int ret = 0;
334         int cpu = raw_smp_processor_id();  /* pick an arbitrary cpu */
335
336         tile_uart = container_of(port, struct tile_uart_port, uart);
337         if (mutex_lock_interruptible(&tile_uart->mutex))
338                 return -EBUSY;
339         context = &tile_uart->context;
340
341         /* Now open the hypervisor device if we haven't already. */
342         if (context->fd < 0) {
343                 UART_INTERRUPT_MASK_t intr_mask;
344
345                 /* Initialize UART device. */
346                 ret = gxio_uart_init(context, port->line);
347                 if (ret) {
348                         ret = -ENXIO;
349                         goto err;
350                 }
351
352                 /* Create our IRQs. */
353                 port->irq = irq_alloc_hwirq(-1);
354                 if (!port->irq)
355                         goto err_uart_dest;
356                 tile_irq_activate(port->irq, TILE_IRQ_PERCPU);
357
358                 /* Register our IRQs. */
359                 ret = request_irq(port->irq, tilegx_interrupt, 0,
360                                   tilegx_uart_driver.driver_name, port);
361                 if (ret)
362                         goto err_dest_irq;
363
364                 /* Request that the hardware start sending us interrupts. */
365                 tile_uart->irq_cpu = cpu;
366                 ret = gxio_uart_cfg_interrupt(context, cpu_x(cpu), cpu_y(cpu),
367                                               KERNEL_PL, port->irq);
368                 if (ret)
369                         goto err_free_irq;
370
371                 /* Enable UART Tx/Rx Interrupt. */
372                 intr_mask.word = gxio_uart_read(context, UART_INTERRUPT_MASK);
373                 intr_mask.wfifo_re = 0;
374                 intr_mask.rfifo_we = 0;
375                 gxio_uart_write(context, UART_INTERRUPT_MASK, intr_mask.word);
376
377                 /* Reset the Tx/Rx interrupt in case it's set. */
378                 gxio_uart_write(context, UART_INTERRUPT_STATUS,
379                                 UART_INTERRUPT_MASK__WFIFO_RE_MASK |
380                                 UART_INTERRUPT_MASK__RFIFO_WE_MASK);
381         }
382
383         mutex_unlock(&tile_uart->mutex);
384         return ret;
385
386 err_free_irq:
387         free_irq(port->irq, port);
388 err_dest_irq:
389         irq_free_hwirq(port->irq);
390 err_uart_dest:
391         gxio_uart_destroy(context);
392         ret = -ENXIO;
393 err:
394         mutex_unlock(&tile_uart->mutex);
395         return ret;
396 }
397
398
399 /*
400  * Release kernel resources if it is the last close, disable the port,
401  * free IRQ and close the port.
402  */
403 static void tilegx_shutdown(struct uart_port *port)
404 {
405         int err;
406         UART_INTERRUPT_MASK_t intr_mask;
407         struct tile_uart_port *tile_uart;
408         gxio_uart_context_t *context;
409         int cpu;
410
411         tile_uart = container_of(port, struct tile_uart_port, uart);
412         if (mutex_lock_interruptible(&tile_uart->mutex))
413                 return;
414         context = &tile_uart->context;
415
416         /* Disable UART Tx/Rx Interrupt. */
417         intr_mask.word = gxio_uart_read(context, UART_INTERRUPT_MASK);
418         intr_mask.wfifo_re = 1;
419         intr_mask.rfifo_we = 1;
420         gxio_uart_write(context, UART_INTERRUPT_MASK, intr_mask.word);
421
422         /* Request that the hardware stop sending us interrupts. */
423         cpu = tile_uart->irq_cpu;
424         err = gxio_uart_cfg_interrupt(context, cpu_x(cpu), cpu_y(cpu),
425                                       KERNEL_PL, -1);
426
427         if (port->irq > 0) {
428                 free_irq(port->irq, port);
429                 irq_free_hwirq(port->irq);
430                 port->irq = 0;
431         }
432
433         gxio_uart_destroy(context);
434
435         mutex_unlock(&tile_uart->mutex);
436 }
437
438
439 /*
440  * Flush the buffer.
441  */
442 static void tilegx_flush_buffer(struct uart_port *port)
443 {
444         /* N/A */
445 }
446
447
448 /*
449  * Change the port parameters.
450  */
451 static void tilegx_set_termios(struct uart_port *port,
452                                struct ktermios *termios, struct ktermios *old)
453 {
454         int err;
455         UART_DIVISOR_t divisor;
456         UART_TYPE_t type;
457         unsigned int baud;
458         struct tile_uart_port *tile_uart;
459         gxio_uart_context_t *context;
460
461         tile_uart = container_of(port, struct tile_uart_port, uart);
462         if (!mutex_trylock(&tile_uart->mutex))
463                 return;
464         context = &tile_uart->context;
465
466         /* Open the hypervisor device if we haven't already. */
467         if (context->fd < 0) {
468                 err = gxio_uart_init(context, port->line);
469                 if (err) {
470                         mutex_unlock(&tile_uart->mutex);
471                         return;
472                 }
473         }
474
475         divisor.word = gxio_uart_read(context, UART_DIVISOR);
476         type.word = gxio_uart_read(context, UART_TYPE);
477
478         /* Divisor. */
479         baud = uart_get_baud_rate(port, termios, old, 0, port->uartclk / 16);
480         divisor.divisor = uart_get_divisor(port, baud);
481
482         /* Byte size. */
483         if ((termios->c_cflag & CSIZE) == CS7)
484                 type.dbits = UART_TYPE__DBITS_VAL_SEVEN_DBITS;
485         else
486                 type.dbits = UART_TYPE__DBITS_VAL_EIGHT_DBITS;
487
488         /* Parity. */
489         if (termios->c_cflag & PARENB) {
490                 /* Mark or Space parity. */
491                 if (termios->c_cflag & CMSPAR)
492                         if (termios->c_cflag & PARODD)
493                                 type.ptype = UART_TYPE__PTYPE_VAL_MARK;
494                         else
495                                 type.ptype = UART_TYPE__PTYPE_VAL_SPACE;
496                 else if (termios->c_cflag & PARODD)
497                         type.ptype = UART_TYPE__PTYPE_VAL_ODD;
498                 else
499                         type.ptype = UART_TYPE__PTYPE_VAL_EVEN;
500         } else
501                 type.ptype = UART_TYPE__PTYPE_VAL_NONE;
502
503         /* Stop bits. */
504         if (termios->c_cflag & CSTOPB)
505                 type.sbits = UART_TYPE__SBITS_VAL_TWO_SBITS;
506         else
507                 type.sbits = UART_TYPE__SBITS_VAL_ONE_SBITS;
508
509         /* Set the uart paramters. */
510         gxio_uart_write(context, UART_DIVISOR, divisor.word);
511         gxio_uart_write(context, UART_TYPE, type.word);
512
513         mutex_unlock(&tile_uart->mutex);
514 }
515
516
517 /*
518  * Return string describing the specified port.
519  */
520 static const char *tilegx_type(struct uart_port *port)
521 {
522         return port->type == PORT_TILEGX ? DRIVER_NAME_STRING : NULL;
523 }
524
525
526 /*
527  * Release the resources being used by 'port'.
528  */
529 static void tilegx_release_port(struct uart_port *port)
530 {
531         /* Nothing to release. */
532 }
533
534
535 /*
536  * Request the resources being used by 'port'.
537  */
538 static int tilegx_request_port(struct uart_port *port)
539 {
540         /* Always present. */
541         return 0;
542 }
543
544
545 /*
546  * Configure/autoconfigure the port.
547  */
548 static void tilegx_config_port(struct uart_port *port, int flags)
549 {
550         if (flags & UART_CONFIG_TYPE)
551                 port->type = PORT_TILEGX;
552 }
553
554
555 /*
556  * Verify the new serial_struct (for TIOCSSERIAL).
557  */
558 static int tilegx_verify_port(struct uart_port *port,
559                               struct serial_struct *ser)
560 {
561         if ((ser->type != PORT_UNKNOWN) && (ser->type != PORT_TILEGX))
562                 return -EINVAL;
563
564         return 0;
565 }
566
567 #ifdef CONFIG_CONSOLE_POLL
568
569 /*
570  * Console polling routines for writing and reading from the uart while
571  * in an interrupt or debug context.
572  */
573
574 static int tilegx_poll_get_char(struct uart_port *port)
575 {
576         UART_FIFO_COUNT_t count;
577         gxio_uart_context_t *context;
578         struct tile_uart_port *tile_uart;
579
580         tile_uart = container_of(port, struct tile_uart_port, uart);
581         context = &tile_uart->context;
582         count.word = gxio_uart_read(context, UART_FIFO_COUNT);
583         if (count.rfifo_count == 0)
584                 return NO_POLL_CHAR;
585         return (char)gxio_uart_read(context, UART_RECEIVE_DATA);
586 }
587
588 static void tilegx_poll_put_char(struct uart_port *port, unsigned char c)
589 {
590         gxio_uart_context_t *context;
591         struct tile_uart_port *tile_uart;
592
593         tile_uart = container_of(port, struct tile_uart_port, uart);
594         context = &tile_uart->context;
595         gxio_uart_write(context, UART_TRANSMIT_DATA, (unsigned long)c);
596 }
597
598 #endif /* CONFIG_CONSOLE_POLL */
599
600
601 static const struct uart_ops tilegx_ops = {
602         .tx_empty       = tilegx_tx_empty,
603         .set_mctrl      = tilegx_set_mctrl,
604         .get_mctrl      = tilegx_get_mctrl,
605         .stop_tx        = tilegx_stop_tx,
606         .start_tx       = tilegx_start_tx,
607         .stop_rx        = tilegx_stop_rx,
608         .break_ctl      = tilegx_break_ctl,
609         .startup        = tilegx_startup,
610         .shutdown       = tilegx_shutdown,
611         .flush_buffer   = tilegx_flush_buffer,
612         .set_termios    = tilegx_set_termios,
613         .type           = tilegx_type,
614         .release_port   = tilegx_release_port,
615         .request_port   = tilegx_request_port,
616         .config_port    = tilegx_config_port,
617         .verify_port    = tilegx_verify_port,
618 #ifdef CONFIG_CONSOLE_POLL
619         .poll_get_char  = tilegx_poll_get_char,
620         .poll_put_char  = tilegx_poll_put_char,
621 #endif
622 };
623
624
625 static void tilegx_init_ports(void)
626 {
627         int i;
628         struct uart_port *port;
629
630         for (i = 0; i < TILEGX_UART_NR; i++) {
631                 port = &tile_uart_ports[i].uart;
632                 port->ops = &tilegx_ops;
633                 port->line = i;
634                 port->type = PORT_TILEGX;
635                 port->uartclk = TILEGX_UART_REF_CLK;
636                 port->flags = UPF_BOOT_AUTOCONF;
637
638                 tile_uart_ports[i].context.fd = -1;
639                 mutex_init(&tile_uart_ports[i].mutex);
640         }
641 }
642
643
644 static struct uart_driver tilegx_uart_driver = {
645         .owner          = THIS_MODULE,
646         .driver_name    = DRIVER_NAME_STRING,
647         .dev_name       = TILEGX_UART_NAME,
648         .major          = TILEGX_UART_MAJOR,
649         .minor          = TILEGX_UART_MINOR,
650         .nr             = TILEGX_UART_NR,
651 };
652
653
654 static int __init tilegx_init(void)
655 {
656         int i;
657         int ret;
658         struct tty_driver *tty_drv;
659
660         ret = uart_register_driver(&tilegx_uart_driver);
661         if (ret)
662                 return ret;
663         tty_drv = tilegx_uart_driver.tty_driver;
664         tty_drv->init_termios.c_cflag = B115200 | CS8 | CREAD | HUPCL | CLOCAL;
665         tty_drv->init_termios.c_ispeed = 115200;
666         tty_drv->init_termios.c_ospeed = 115200;
667
668         tilegx_init_ports();
669
670         for (i = 0; i < TILEGX_UART_NR; i++) {
671                 struct uart_port *port = &tile_uart_ports[i].uart;
672                 ret = uart_add_one_port(&tilegx_uart_driver, port);
673         }
674
675         return 0;
676 }
677
678
679 static void __exit tilegx_exit(void)
680 {
681         int i;
682         struct uart_port *port;
683
684         for (i = 0; i < TILEGX_UART_NR; i++) {
685                 port = &tile_uart_ports[i].uart;
686                 uart_remove_one_port(&tilegx_uart_driver, port);
687         }
688
689         uart_unregister_driver(&tilegx_uart_driver);
690 }
691
692
693 module_init(tilegx_init);
694 module_exit(tilegx_exit);
695
696 MODULE_AUTHOR("Tilera Corporation");
697 MODULE_DESCRIPTION("TILEGx serial port driver");
698 MODULE_LICENSE("GPL");