8250.c: port.lock is irq-safe
[linux-2.6] / drivers / serial / bfin_sport_uart.c
1 /*
2  * File:        linux/drivers/serial/bfin_sport_uart.c
3  *
4  * Based on:    drivers/serial/bfin_5xx.c by Aubrey Li.
5  * Author:      Roy Huang <roy.huang@analog.com>
6  *
7  * Created:     Nov 22, 2006
8  * Copyright:   (c) 2006-2007 Analog Devices Inc.
9  * Description: this driver enable SPORTs on Blackfin emulate UART.
10  *
11  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
12  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
13  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
14  * (at your option) any later version.
15  *
16  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
19  * GNU General Public License for more details.
20  *
21  * You should have received a copy of the GNU General Public License
22  * along with this program; if not, see the file COPYING, or write
23  * to the Free Software Foundation, Inc.,
24  * 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
25  */
26
27 /*
28  * This driver and the hardware supported are in term of EE-191 of ADI.
29  * http://www.analog.com/UploadedFiles/Application_Notes/399447663EE191.pdf
30  * This application note describe how to implement a UART on a Sharc DSP,
31  * but this driver is implemented on Blackfin Processor.
32  */
33
34 /* After reset, there is a prelude of low level pulse when transmit data first
35  * time. No addtional pulse in following transmit.
36  * According to document:
37  * The SPORTs are ready to start transmitting or receiving data no later than
38  * three serial clock cycles after they are enabled in the SPORTx_TCR1 or
39  * SPORTx_RCR1 register. No serial clock cycles are lost from this point on.
40  * The first internal frame sync will occur one frame sync delay after the
41  * SPORTs are ready. External frame syncs can occur as soon as the SPORT is
42  * ready.
43  */
44
45 /* Thanks to Axel Alatalo <axel@rubico.se> for fixing sport rx bug. Sometimes
46  * sport receives data incorrectly. The following is Axel's words.
47  * As EE-191, sport rx samples 3 times of the UART baudrate and takes the
48  * middle smaple of every 3 samples as the data bit. For a 8-N-1 UART setting,
49  * 30 samples will be required for a byte. If transmitter sends a 1/3 bit short
50  * byte due to buadrate drift, then the 30th sample of a byte, this sample is
51  * also the third sample of the stop bit, will happens on the immediately
52  * following start bit which will be thrown away and missed. Thus since parts
53  * of the startbit will be missed and the receiver will begin to drift, the
54  * effect accumulates over time until synchronization is lost.
55  * If only require 2 samples of the stopbit (by sampling in total 29 samples),
56  * then a to short byte as in the case above will be tolerated. Then the 1/3
57  * early startbit will trigger a framesync since the last read is complete
58  * after only 2/3 stopbit and framesync is active during the last 1/3 looking
59  * for a possible early startbit. */
60
61 //#define DEBUG
62
63 #include <linux/module.h>
64 #include <linux/ioport.h>
65 #include <linux/init.h>
66 #include <linux/console.h>
67 #include <linux/sysrq.h>
68 #include <linux/platform_device.h>
69 #include <linux/tty.h>
70 #include <linux/tty_flip.h>
71 #include <linux/serial_core.h>
72
73 #include <asm/delay.h>
74 #include <asm/portmux.h>
75
76 #include "bfin_sport_uart.h"
77
78 unsigned short bfin_uart_pin_req_sport0[] =
79         {P_SPORT0_TFS, P_SPORT0_DTPRI, P_SPORT0_TSCLK, P_SPORT0_RFS, \
80          P_SPORT0_DRPRI, P_SPORT0_RSCLK, P_SPORT0_DRSEC, P_SPORT0_DTSEC, 0};
81
82 unsigned short bfin_uart_pin_req_sport1[] =
83         {P_SPORT1_TFS, P_SPORT1_DTPRI, P_SPORT1_TSCLK, P_SPORT1_RFS, \
84         P_SPORT1_DRPRI, P_SPORT1_RSCLK, P_SPORT1_DRSEC, P_SPORT1_DTSEC, 0};
85
86 #define DRV_NAME "bfin-sport-uart"
87
88 struct sport_uart_port {
89         struct uart_port        port;
90         char                    *name;
91
92         int                     tx_irq;
93         int                     rx_irq;
94         int                     err_irq;
95 };
96
97 static void sport_uart_tx_chars(struct sport_uart_port *up);
98 static void sport_stop_tx(struct uart_port *port);
99
100 static inline void tx_one_byte(struct sport_uart_port *up, unsigned int value)
101 {
102         pr_debug("%s value:%x\n", __FUNCTION__, value);
103         /* Place a Start and Stop bit */
104         __asm__ volatile (
105                 "R2 = b#01111111100;\n\t"
106                 "R3 = b#10000000001;\n\t"
107                 "%0 <<= 2;\n\t"
108                 "%0 = %0 & R2;\n\t"
109                 "%0 = %0 | R3;\n\t"
110                 :"=r"(value)
111                 :"0"(value)
112                 :"R2", "R3");
113         pr_debug("%s value:%x\n", __FUNCTION__, value);
114
115         SPORT_PUT_TX(up, value);
116 }
117
118 static inline unsigned int rx_one_byte(struct sport_uart_port *up)
119 {
120         unsigned int value, extract;
121
122         value = SPORT_GET_RX32(up);
123         pr_debug("%s value:%x\n", __FUNCTION__, value);
124
125         /* Extract 8 bits data */
126         __asm__ volatile (
127                 "R5 = 0;\n\t"
128                 "P0 = 8;\n\t"
129                 "R1 = 0x1801(Z);\n\t"
130                 "R3 = 0x0300(Z);\n\t"
131                 "R4 = 0;\n\t"
132                 "LSETUP(loop_s, loop_e) LC0 = P0;\nloop_s:\t"
133                 "R2 = extract(%1, R1.L)(Z);\n\t"
134                 "R2 <<= R4;\n\t"
135                 "R5 = R5 | R2;\n\t"
136                 "R1 = R1 - R3;\nloop_e:\t"
137                 "R4 += 1;\n\t"
138                 "%0 = R5;\n\t"
139                 :"=r"(extract)
140                 :"r"(value)
141                 :"P0", "R1", "R2","R3","R4", "R5");
142
143         pr_debug("      extract:%x\n", extract);
144         return extract;
145 }
146
147 static int sport_uart_setup(struct sport_uart_port *up, int sclk, int baud_rate)
148 {
149         int tclkdiv, tfsdiv, rclkdiv;
150
151         /* Set TCR1 and TCR2 */
152         SPORT_PUT_TCR1(up, (LTFS | ITFS | TFSR | TLSBIT | ITCLK));
153         SPORT_PUT_TCR2(up, 10);
154         pr_debug("%s TCR1:%x, TCR2:%x\n", __FUNCTION__, SPORT_GET_TCR1(up), SPORT_GET_TCR2(up));
155
156         /* Set RCR1 and RCR2 */
157         SPORT_PUT_RCR1(up, (RCKFE | LARFS | LRFS | RFSR | IRCLK));
158         SPORT_PUT_RCR2(up, 28);
159         pr_debug("%s RCR1:%x, RCR2:%x\n", __FUNCTION__, SPORT_GET_RCR1(up), SPORT_GET_RCR2(up));
160
161         tclkdiv = sclk/(2 * baud_rate) - 1;
162         tfsdiv = 12;
163         rclkdiv = sclk/(2 * baud_rate * 3) - 1;
164         SPORT_PUT_TCLKDIV(up, tclkdiv);
165         SPORT_PUT_TFSDIV(up, tfsdiv);
166         SPORT_PUT_RCLKDIV(up, rclkdiv);
167         SSYNC();
168         pr_debug("%s sclk:%d, baud_rate:%d, tclkdiv:%d, tfsdiv:%d, rclkdiv:%d\n",
169                         __FUNCTION__, sclk, baud_rate, tclkdiv, tfsdiv, rclkdiv);
170
171         return 0;
172 }
173
174 static irqreturn_t sport_uart_rx_irq(int irq, void *dev_id)
175 {
176         struct sport_uart_port *up = dev_id;
177         struct tty_struct *tty = up->port.info->port.tty;
178         unsigned int ch;
179
180         do {
181                 ch = rx_one_byte(up);
182                 up->port.icount.rx++;
183
184                 if (uart_handle_sysrq_char(&up->port, ch))
185                         ;
186                 else
187                         tty_insert_flip_char(tty, ch, TTY_NORMAL);
188         } while (SPORT_GET_STAT(up) & RXNE);
189         tty_flip_buffer_push(tty);
190
191         return IRQ_HANDLED;
192 }
193
194 static irqreturn_t sport_uart_tx_irq(int irq, void *dev_id)
195 {
196         sport_uart_tx_chars(dev_id);
197
198         return IRQ_HANDLED;
199 }
200
201 static irqreturn_t sport_uart_err_irq(int irq, void *dev_id)
202 {
203         struct sport_uart_port *up = dev_id;
204         struct tty_struct *tty = up->port.info->port.tty;
205         unsigned int stat = SPORT_GET_STAT(up);
206
207         /* Overflow in RX FIFO */
208         if (stat & ROVF) {
209                 up->port.icount.overrun++;
210                 tty_insert_flip_char(tty, 0, TTY_OVERRUN);
211                 SPORT_PUT_STAT(up, ROVF); /* Clear ROVF bit */
212         }
213         /* These should not happen */
214         if (stat & (TOVF | TUVF | RUVF)) {
215                 printk(KERN_ERR "SPORT Error:%s %s %s\n",
216                                 (stat & TOVF)?"TX overflow":"",
217                                 (stat & TUVF)?"TX underflow":"",
218                                 (stat & RUVF)?"RX underflow":"");
219                 SPORT_PUT_TCR1(up, SPORT_GET_TCR1(up) & ~TSPEN);
220                 SPORT_PUT_RCR1(up, SPORT_GET_RCR1(up) & ~RSPEN);
221         }
222         SSYNC();
223
224         return IRQ_HANDLED;
225 }
226
227 /* Reqeust IRQ, Setup clock */
228 static int sport_startup(struct uart_port *port)
229 {
230         struct sport_uart_port *up = (struct sport_uart_port *)port;
231         char buffer[20];
232         int retval;
233
234         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
235         memset(buffer, 20, '\0');
236         snprintf(buffer, 20, "%s rx", up->name);
237         retval = request_irq(up->rx_irq, sport_uart_rx_irq, IRQF_SAMPLE_RANDOM, buffer, up);
238         if (retval) {
239                 printk(KERN_ERR "Unable to request interrupt %s\n", buffer);
240                 return retval;
241         }
242
243         snprintf(buffer, 20, "%s tx", up->name);
244         retval = request_irq(up->tx_irq, sport_uart_tx_irq, IRQF_SAMPLE_RANDOM, buffer, up);
245         if (retval) {
246                 printk(KERN_ERR "Unable to request interrupt %s\n", buffer);
247                 goto fail1;
248         }
249
250         snprintf(buffer, 20, "%s err", up->name);
251         retval = request_irq(up->err_irq, sport_uart_err_irq, IRQF_SAMPLE_RANDOM, buffer, up);
252         if (retval) {
253                 printk(KERN_ERR "Unable to request interrupt %s\n", buffer);
254                 goto fail2;
255         }
256
257         if (port->line) {
258                 if (peripheral_request_list(bfin_uart_pin_req_sport1, DRV_NAME))
259                         goto fail3;
260         } else {
261                 if (peripheral_request_list(bfin_uart_pin_req_sport0, DRV_NAME))
262                         goto fail3;
263         }
264
265         sport_uart_setup(up, get_sclk(), port->uartclk);
266
267         /* Enable receive interrupt */
268         SPORT_PUT_RCR1(up, (SPORT_GET_RCR1(up) | RSPEN));
269         SSYNC();
270
271         return 0;
272
273
274 fail3:
275         printk(KERN_ERR DRV_NAME
276                 ": Requesting Peripherals failed\n");
277
278         free_irq(up->err_irq, up);
279 fail2:
280         free_irq(up->tx_irq, up);
281 fail1:
282         free_irq(up->rx_irq, up);
283
284         return retval;
285
286 }
287
288 static void sport_uart_tx_chars(struct sport_uart_port *up)
289 {
290         struct circ_buf *xmit = &up->port.info->xmit;
291
292         if (SPORT_GET_STAT(up) & TXF)
293                 return;
294
295         if (up->port.x_char) {
296                 tx_one_byte(up, up->port.x_char);
297                 up->port.icount.tx++;
298                 up->port.x_char = 0;
299                 return;
300         }
301
302         if (uart_circ_empty(xmit) || uart_tx_stopped(&up->port)) {
303                 sport_stop_tx(&up->port);
304                 return;
305         }
306
307         while(!(SPORT_GET_STAT(up) & TXF) && !uart_circ_empty(xmit)) {
308                 tx_one_byte(up, xmit->buf[xmit->tail]);
309                 xmit->tail = (xmit->tail + 1) & (UART_XMIT_SIZE -1);
310                 up->port.icount.tx++;
311         }
312
313         if (uart_circ_chars_pending(xmit) < WAKEUP_CHARS)
314                 uart_write_wakeup(&up->port);
315 }
316
317 static unsigned int sport_tx_empty(struct uart_port *port)
318 {
319         struct sport_uart_port *up = (struct sport_uart_port *)port;
320         unsigned int stat;
321
322         stat = SPORT_GET_STAT(up);
323         pr_debug("%s stat:%04x\n", __FUNCTION__, stat);
324         if (stat & TXHRE) {
325                 return TIOCSER_TEMT;
326         } else
327                 return 0;
328 }
329
330 static unsigned int sport_get_mctrl(struct uart_port *port)
331 {
332         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
333         return (TIOCM_CTS | TIOCM_CD | TIOCM_DSR);
334 }
335
336 static void sport_set_mctrl(struct uart_port *port, unsigned int mctrl)
337 {
338         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
339 }
340
341 static void sport_stop_tx(struct uart_port *port)
342 {
343         struct sport_uart_port *up = (struct sport_uart_port *)port;
344         unsigned int stat;
345
346         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
347
348         stat = SPORT_GET_STAT(up);
349         while(!(stat & TXHRE)) {
350                 udelay(1);
351                 stat = SPORT_GET_STAT(up);
352         }
353         /* Although the hold register is empty, last byte is still in shift
354          * register and not sent out yet. If baud rate is lower than default,
355          * delay should be longer. For example, if the baud rate is 9600,
356          * the delay must be at least 2ms by experience */
357         udelay(500);
358
359         SPORT_PUT_TCR1(up, (SPORT_GET_TCR1(up) & ~TSPEN));
360         SSYNC();
361
362         return;
363 }
364
365 static void sport_start_tx(struct uart_port *port)
366 {
367         struct sport_uart_port *up = (struct sport_uart_port *)port;
368
369         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
370         /* Write data into SPORT FIFO before enable SPROT to transmit */
371         sport_uart_tx_chars(up);
372
373         /* Enable transmit, then an interrupt will generated */
374         SPORT_PUT_TCR1(up, (SPORT_GET_TCR1(up) | TSPEN));
375         SSYNC();
376         pr_debug("%s exit\n", __FUNCTION__);
377 }
378
379 static void sport_stop_rx(struct uart_port *port)
380 {
381         struct sport_uart_port *up = (struct sport_uart_port *)port;
382
383         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
384         /* Disable sport to stop rx */
385         SPORT_PUT_RCR1(up, (SPORT_GET_RCR1(up) & ~RSPEN));
386         SSYNC();
387 }
388
389 static void sport_enable_ms(struct uart_port *port)
390 {
391         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
392 }
393
394 static void sport_break_ctl(struct uart_port *port, int break_state)
395 {
396         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
397 }
398
399 static void sport_shutdown(struct uart_port *port)
400 {
401         struct sport_uart_port *up = (struct sport_uart_port *)port;
402
403         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
404
405         /* Disable sport */
406         SPORT_PUT_TCR1(up, (SPORT_GET_TCR1(up) & ~TSPEN));
407         SPORT_PUT_RCR1(up, (SPORT_GET_RCR1(up) & ~RSPEN));
408         SSYNC();
409
410         if (port->line) {
411                 peripheral_free_list(bfin_uart_pin_req_sport1);
412         } else {
413                 peripheral_free_list(bfin_uart_pin_req_sport0);
414         }
415
416         free_irq(up->rx_irq, up);
417         free_irq(up->tx_irq, up);
418         free_irq(up->err_irq, up);
419 }
420
421 static void sport_set_termios(struct uart_port *port,
422                 struct termios *termios, struct termios *old)
423 {
424         pr_debug("%s enter, c_cflag:%08x\n", __FUNCTION__, termios->c_cflag);
425         uart_update_timeout(port, CS8 ,port->uartclk);
426 }
427
428 static const char *sport_type(struct uart_port *port)
429 {
430         struct sport_uart_port *up = (struct sport_uart_port *)port;
431
432         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
433         return up->name;
434 }
435
436 static void sport_release_port(struct uart_port *port)
437 {
438         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
439 }
440
441 static int sport_request_port(struct uart_port *port)
442 {
443         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
444         return 0;
445 }
446
447 static void sport_config_port(struct uart_port *port, int flags)
448 {
449         struct sport_uart_port *up = (struct sport_uart_port *)port;
450
451         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
452         up->port.type = PORT_BFIN_SPORT;
453 }
454
455 static int sport_verify_port(struct uart_port *port, struct serial_struct *ser)
456 {
457         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
458         return 0;
459 }
460
461 struct uart_ops sport_uart_ops = {
462         .tx_empty       = sport_tx_empty,
463         .set_mctrl      = sport_set_mctrl,
464         .get_mctrl      = sport_get_mctrl,
465         .stop_tx        = sport_stop_tx,
466         .start_tx       = sport_start_tx,
467         .stop_rx        = sport_stop_rx,
468         .enable_ms      = sport_enable_ms,
469         .break_ctl      = sport_break_ctl,
470         .startup        = sport_startup,
471         .shutdown       = sport_shutdown,
472         .set_termios    = sport_set_termios,
473         .type           = sport_type,
474         .release_port   = sport_release_port,
475         .request_port   = sport_request_port,
476         .config_port    = sport_config_port,
477         .verify_port    = sport_verify_port,
478 };
479
480 static struct sport_uart_port sport_uart_ports[] = {
481         { /* SPORT 0 */
482                 .name   = "SPORT0",
483                 .tx_irq = IRQ_SPORT0_TX,
484                 .rx_irq = IRQ_SPORT0_RX,
485                 .err_irq= IRQ_SPORT0_ERROR,
486                 .port   = {
487                         .type           = PORT_BFIN_SPORT,
488                         .iotype         = UPIO_MEM,
489                         .membase        = (void __iomem *)SPORT0_TCR1,
490                         .mapbase        = SPORT0_TCR1,
491                         .irq            = IRQ_SPORT0_RX,
492                         .uartclk        = CONFIG_SPORT_BAUD_RATE,
493                         .fifosize       = 8,
494                         .ops            = &sport_uart_ops,
495                         .line           = 0,
496                 },
497         }, { /* SPORT 1 */
498                 .name   = "SPORT1",
499                 .tx_irq = IRQ_SPORT1_TX,
500                 .rx_irq = IRQ_SPORT1_RX,
501                 .err_irq= IRQ_SPORT1_ERROR,
502                 .port   = {
503                         .type           = PORT_BFIN_SPORT,
504                         .iotype         = UPIO_MEM,
505                         .membase        = (void __iomem *)SPORT1_TCR1,
506                         .mapbase        = SPORT1_TCR1,
507                         .irq            = IRQ_SPORT1_RX,
508                         .uartclk        = CONFIG_SPORT_BAUD_RATE,
509                         .fifosize       = 8,
510                         .ops            = &sport_uart_ops,
511                         .line           = 1,
512                 },
513         }
514 };
515
516 static struct uart_driver sport_uart_reg = {
517         .owner          = THIS_MODULE,
518         .driver_name    = "SPORT-UART",
519         .dev_name       = "ttySS",
520         .major          = 204,
521         .minor          = 84,
522         .nr             = ARRAY_SIZE(sport_uart_ports),
523         .cons           = NULL,
524 };
525
526 static int sport_uart_suspend(struct platform_device *dev, pm_message_t state)
527 {
528         struct sport_uart_port *sport = platform_get_drvdata(dev);
529
530         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
531         if (sport)
532                 uart_suspend_port(&sport_uart_reg, &sport->port);
533
534         return 0;
535 }
536
537 static int sport_uart_resume(struct platform_device *dev)
538 {
539         struct sport_uart_port *sport = platform_get_drvdata(dev);
540
541         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
542         if (sport)
543                 uart_resume_port(&sport_uart_reg, &sport->port);
544
545         return 0;
546 }
547
548 static int sport_uart_probe(struct platform_device *dev)
549 {
550         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
551         sport_uart_ports[dev->id].port.dev = &dev->dev;
552         uart_add_one_port(&sport_uart_reg, &sport_uart_ports[dev->id].port);
553         platform_set_drvdata(dev, &sport_uart_ports[dev->id]);
554
555         return 0;
556 }
557
558 static int sport_uart_remove(struct platform_device *dev)
559 {
560         struct sport_uart_port *sport = platform_get_drvdata(dev);
561
562         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
563         platform_set_drvdata(dev, NULL);
564
565         if (sport)
566                 uart_remove_one_port(&sport_uart_reg, &sport->port);
567
568         return 0;
569 }
570
571 static struct platform_driver sport_uart_driver = {
572         .probe          = sport_uart_probe,
573         .remove         = sport_uart_remove,
574         .suspend        = sport_uart_suspend,
575         .resume         = sport_uart_resume,
576         .driver         = {
577                 .name   = DRV_NAME,
578         },
579 };
580
581 static int __init sport_uart_init(void)
582 {
583         int ret;
584
585         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
586         ret = uart_register_driver(&sport_uart_reg);
587         if (ret != 0) {
588                 printk(KERN_ERR "Failed to register %s:%d\n",
589                                 sport_uart_reg.driver_name, ret);
590                 return ret;
591         }
592
593         ret = platform_driver_register(&sport_uart_driver);
594         if (ret != 0) {
595                 printk(KERN_ERR "Failed to register sport uart driver:%d\n", ret);
596                 uart_unregister_driver(&sport_uart_reg);
597         }
598
599
600         pr_debug("%s exit\n", __FUNCTION__);
601         return ret;
602 }
603
604 static void __exit sport_uart_exit(void)
605 {
606         pr_debug("%s enter\n", __FUNCTION__);
607         platform_driver_unregister(&sport_uart_driver);
608         uart_unregister_driver(&sport_uart_reg);
609 }
610
611 module_init(sport_uart_init);
612 module_exit(sport_uart_exit);
613
614 MODULE_LICENSE("GPL");