drivers/uio/uio_dmem_genirq.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * drivers/uio/uio_dmem_genirq.c
   4  *
   5  * Userspace I/O platform driver with generic IRQ handling code.
   6  *
   7  * Copyright (C) 2012 Damian Hobson-Garcia
   8  *
   9  * Based on uio_pdrv_genirq.c by Magnus Damm
  10  */
  11
  12 #include <linux/platform_device.h>
  13 #include <linux/uio_driver.h>
  14 #include <linux/spinlock.h>
  15 #include <linux/bitops.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/interrupt.h>
  18 #include <linux/platform_data/uio_dmem_genirq.h>
  19 #include <linux/stringify.h>
  20 #include <linux/pm_runtime.h>
  21 #include <linux/dma-mapping.h>
  22 #include <linux/slab.h>
  23
  24 #include <linux/of.h>
  25 #include <linux/of_platform.h>
  26 #include <linux/of_address.h>
  27
  28 #define DRIVER_NAME "uio_dmem_genirq"
  29 #define DMEM_MAP_ERROR (~0)
  30
  31 struct uio_dmem_genirq_platdata {
  32         struct uio_info *uioinfo;
  33         spinlock_t lock;
  34         unsigned long flags;
  35         struct platform_device *pdev;
  36         unsigned int dmem_region_start;
  37         unsigned int num_dmem_regions;
  38         void *dmem_region_vaddr[MAX_UIO_MAPS];
  39         struct mutex alloc_lock;
  40         unsigned int refcnt;
  41 };
  42
  43 static int uio_dmem_genirq_open(struct uio_info *info, struct inode *inode)
  44 {
  45         struct uio_dmem_genirq_platdata *priv = info->priv;
  46         struct uio_mem *uiomem;
  47         int ret = 0;
  48         int dmem_region = priv->dmem_region_start;
  49
  50         uiomem = &priv->uioinfo->mem[priv->dmem_region_start];
  51
  52         mutex_lock(&priv->alloc_lock);
  53         while (!priv->refcnt && uiomem < &priv->uioinfo->mem[MAX_UIO_MAPS]) {
  54                 void *addr;
  55                 if (!uiomem->size)
  56                         break;
  57
  58                 addr = dma_alloc_coherent(&priv->pdev->dev, uiomem->size,
  59                                 (dma_addr_t *)&uiomem->addr, GFP_KERNEL);
  60                 if (!addr) {
  61                         uiomem->addr = DMEM_MAP_ERROR;
  62                 }
  63                 priv->dmem_region_vaddr[dmem_region++] = addr;
  64                 ++uiomem;
  65         }
  66         priv->refcnt++;
  67
  68         mutex_unlock(&priv->alloc_lock);
  69         /* Wait until the Runtime PM code has woken up the device */
  70         pm_runtime_get_sync(&priv->pdev->dev);
  71         return ret;
  72 }
  73
  74 static int uio_dmem_genirq_release(struct uio_info *info, struct inode *inode)
  75 {
  76         struct uio_dmem_genirq_platdata *priv = info->priv;
  77         struct uio_mem *uiomem;
  78         int dmem_region = priv->dmem_region_start;
  79
  80         /* Tell the Runtime PM code that the device has become idle */
  81         pm_runtime_put_sync(&priv->pdev->dev);
  82
  83         uiomem = &priv->uioinfo->mem[priv->dmem_region_start];
  84
  85         mutex_lock(&priv->alloc_lock);
  86
  87         priv->refcnt--;
  88         while (!priv->refcnt && uiomem < &priv->uioinfo->mem[MAX_UIO_MAPS]) {
  89                 if (!uiomem->size)
  90                         break;
  91                 if (priv->dmem_region_vaddr[dmem_region]) {
  92                         dma_free_coherent(&priv->pdev->dev, uiomem->size,
  93                                         priv->dmem_region_vaddr[dmem_region],
  94                                         uiomem->addr);
  95                 }
  96                 uiomem->addr = DMEM_MAP_ERROR;
  97                 ++dmem_region;
  98                 ++uiomem;
  99         }
 100
 101         mutex_unlock(&priv->alloc_lock);
 102         return 0;
 103 }
 104
 105 static irqreturn_t uio_dmem_genirq_handler(int irq, struct uio_info *dev_info)
 106 {
 107         struct uio_dmem_genirq_platdata *priv = dev_info->priv;
 108
 109         /* Just disable the interrupt in the interrupt controller, and
 110          * remember the state so we can allow user space to enable it later.
 111          */
 112
 113         spin_lock(&priv->lock);
 114         if (!test_and_set_bit(0, &priv->flags))
 115                 disable_irq_nosync(irq);
 116         spin_unlock(&priv->lock);
 117
 118         return IRQ_HANDLED;
 119 }
 120
 121 static int uio_dmem_genirq_irqcontrol(struct uio_info *dev_info, s32 irq_on)
 122 {
 123         struct uio_dmem_genirq_platdata *priv = dev_info->priv;
 124         unsigned long flags;
 125
 126         /* Allow user space to enable and disable the interrupt
 127          * in the interrupt controller, but keep track of the
 128          * state to prevent per-irq depth damage.
 129          *
 130          * Serialize this operation to support multiple tasks and concurrency
 131          * with irq handler on SMP systems.
 132          */
 133
 134         spin_lock_irqsave(&priv->lock, flags);
 135         if (irq_on) {
 136                 if (test_and_clear_bit(0, &priv->flags))
 137                         enable_irq(dev_info->irq);
 138         } else {
 139                 if (!test_and_set_bit(0, &priv->flags))
 140                         disable_irq_nosync(dev_info->irq);
 141         }
 142         spin_unlock_irqrestore(&priv->lock, flags);
 143
 144         return 0;
 145 }
 146
 147 static int uio_dmem_genirq_probe(struct platform_device *pdev)
 148 {
 149         struct uio_dmem_genirq_pdata *pdata = dev_get_platdata(&pdev->dev);
 150         struct uio_info *uioinfo = &pdata->uioinfo;
 151         struct uio_dmem_genirq_platdata *priv;
 152         struct uio_mem *uiomem;
 153         int ret = -EINVAL;
 154         int i;
 155
 156         if (pdev->dev.of_node) {
 157                 int irq;
 158
 159                 /* alloc uioinfo for one device */
 160                 uioinfo = kzalloc(sizeof(*uioinfo), GFP_KERNEL);
 161                 if (!uioinfo) {
 162                         ret = -ENOMEM;
 163                         dev_err(&pdev->dev, "unable to kmalloc\n");
 164                         goto bad2;
 165                 }
 166                 uioinfo->name = devm_kasprintf(&pdev->dev, GFP_KERNEL, "%pOFn",
 167                                                pdev->dev.of_node);
 168                 uioinfo->version = "devicetree";
 169
 170                 /* Multiple IRQs are not supported */
 171                 irq = platform_get_irq(pdev, 0);
 172                 if (irq == -ENXIO)
 173                         uioinfo->irq = UIO_IRQ_NONE;
 174                 else
 175                         uioinfo->irq = irq;
 176         }
 177
 178         if (!uioinfo || !uioinfo->name || !uioinfo->version) {
 179                 dev_err(&pdev->dev, "missing platform_data\n");
 180                 goto bad0;
 181         }
 182
 183         if (uioinfo->handler || uioinfo->irqcontrol ||
 184             uioinfo->irq_flags & IRQF_SHARED) {
 185                 dev_err(&pdev->dev, "interrupt configuration error\n");
 186                 goto bad0;
 187         }
 188
 189         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
 190         if (!priv) {
 191                 ret = -ENOMEM;
 192                 dev_err(&pdev->dev, "unable to kmalloc\n");
 193                 goto bad0;
 194         }
 195
 196         dma_set_coherent_mask(&pdev->dev, DMA_BIT_MASK(32));
 197
 198         priv->uioinfo = uioinfo;
 199         spin_lock_init(&priv->lock);
 200         priv->flags = 0; /* interrupt is enabled to begin with */
 201         priv->pdev = pdev;
 202         mutex_init(&priv->alloc_lock);
 203
 204         if (!uioinfo->irq) {
 205                 ret = platform_get_irq(pdev, 0);
 206                 if (ret < 0)
 207                         goto bad1;
 208                 uioinfo->irq = ret;
 209         }
 210         uiomem = &uioinfo->mem[0];
 211
 212         for (i = 0; i < pdev->num_resources; ++i) {
 213                 struct resource *r = &pdev->resource[i];
 214
 215                 if (r->flags != IORESOURCE_MEM)
 216                         continue;
 217
 218                 if (uiomem >= &uioinfo->mem[MAX_UIO_MAPS]) {
 219                         dev_warn(&pdev->dev, "device has more than "
 220                                         __stringify(MAX_UIO_MAPS)
 221                                         " I/O memory resources.\n");
 222                         break;
 223                 }
 224
 225                 uiomem->memtype = UIO_MEM_PHYS;
 226                 uiomem->addr = r->start;
 227                 uiomem->size = resource_size(r);
 228                 ++uiomem;
 229         }
 230
 231         priv->dmem_region_start = uiomem - &uioinfo->mem[0];
 232         priv->num_dmem_regions = pdata->num_dynamic_regions;
 233
 234         for (i = 0; i < pdata->num_dynamic_regions; ++i) {
 235                 if (uiomem >= &uioinfo->mem[MAX_UIO_MAPS]) {
 236                         dev_warn(&pdev->dev, "device has more than "
 237                                         __stringify(MAX_UIO_MAPS)
 238                                         " dynamic and fixed memory regions.\n");
 239                         break;
 240                 }
 241                 uiomem->memtype = UIO_MEM_PHYS;
 242                 uiomem->addr = DMEM_MAP_ERROR;
 243                 uiomem->size = pdata->dynamic_region_sizes[i];
 244                 ++uiomem;
 245         }
 246
 247         while (uiomem < &uioinfo->mem[MAX_UIO_MAPS]) {
 248                 uiomem->size = 0;
 249                 ++uiomem;
 250         }
 251
 252         /* This driver requires no hardware specific kernel code to handle
 253          * interrupts. Instead, the interrupt handler simply disables the
 254          * interrupt in the interrupt controller. User space is responsible
 255          * for performing hardware specific acknowledge and re-enabling of
 256          * the interrupt in the interrupt controller.
 257          *
 258          * Interrupt sharing is not supported.
 259          */
 260
 261         uioinfo->handler = uio_dmem_genirq_handler;
 262         uioinfo->irqcontrol = uio_dmem_genirq_irqcontrol;
 263         uioinfo->open = uio_dmem_genirq_open;
 264         uioinfo->release = uio_dmem_genirq_release;
 265         uioinfo->priv = priv;
 266
 267         /* Enable Runtime PM for this device:
 268          * The device starts in suspended state to allow the hardware to be
 269          * turned off by default. The Runtime PM bus code should power on the
 270          * hardware and enable clocks at open().
 271          */
 272         pm_runtime_enable(&pdev->dev);
 273
 274         ret = uio_register_device(&pdev->dev, priv->uioinfo);
 275         if (ret) {
 276                 dev_err(&pdev->dev, "unable to register uio device\n");
 277                 pm_runtime_disable(&pdev->dev);
 278                 goto bad1;
 279         }
 280
 281         platform_set_drvdata(pdev, priv);
 282         return 0;
 283  bad1:
 284         kfree(priv);
 285  bad0:
 286         /* kfree uioinfo for OF */
 287         if (pdev->dev.of_node)
 288                 kfree(uioinfo);
 289  bad2:
 290         return ret;
 291 }
 292
 293 static int uio_dmem_genirq_remove(struct platform_device *pdev)
 294 {
 295         struct uio_dmem_genirq_platdata *priv = platform_get_drvdata(pdev);
 296
 297         uio_unregister_device(priv->uioinfo);
 298         pm_runtime_disable(&pdev->dev);
 299
 300         priv->uioinfo->handler = NULL;
 301         priv->uioinfo->irqcontrol = NULL;
 302
 303         /* kfree uioinfo for OF */
 304         if (pdev->dev.of_node)
 305                 kfree(priv->uioinfo);
 306
 307         kfree(priv);
 308         return 0;
 309 }
 310
 311 static int uio_dmem_genirq_runtime_nop(struct device *dev)
 312 {
 313         /* Runtime PM callback shared between ->runtime_suspend()
 314          * and ->runtime_resume(). Simply returns success.
 315          *
 316          * In this driver pm_runtime_get_sync() and pm_runtime_put_sync()
 317          * are used at open() and release() time. This allows the
 318          * Runtime PM code to turn off power to the device while the
 319          * device is unused, ie before open() and after release().
 320          *
 321          * This Runtime PM callback does not need to save or restore
 322          * any registers since user space is responsbile for hardware
 323          * register reinitialization after open().
 324          */
 325         return 0;
 326 }
 327
 328 static const struct dev_pm_ops uio_dmem_genirq_dev_pm_ops = {
 329         .runtime_suspend = uio_dmem_genirq_runtime_nop,
 330         .runtime_resume = uio_dmem_genirq_runtime_nop,
 331 };
 332
 333 #ifdef CONFIG_OF
 334 static const struct of_device_id uio_of_genirq_match[] = {
 335         { /* empty for now */ },
 336 };
 337 MODULE_DEVICE_TABLE(of, uio_of_genirq_match);
 338 #endif
 339
 340 static struct platform_driver uio_dmem_genirq = {
 341         .probe = uio_dmem_genirq_probe,
 342         .remove = uio_dmem_genirq_remove,
 343         .driver = {
 344                 .name = DRIVER_NAME,
 345                 .pm = &uio_dmem_genirq_dev_pm_ops,
 346                 .of_match_table = of_match_ptr(uio_of_genirq_match),
 347         },
 348 };
 349
 350 module_platform_driver(uio_dmem_genirq);
 351
 352 MODULE_AUTHOR("Damian Hobson-Garcia");
 353 MODULE_DESCRIPTION("Userspace I/O platform driver with dynamic memory.");
 354 MODULE_LICENSE("GPL v2");
 355 MODULE_ALIAS("platform:" DRIVER_NAME);