GNU Linux-libre 6.9.1-gnu
[releases.git] / sound / soc / fsl / fsl_dma.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 //
3 // Freescale DMA ALSA SoC PCM driver
4 //
5 // Author: Timur Tabi <timur@freescale.com>
6 //
7 // Copyright 2007-2010 Freescale Semiconductor, Inc.
8 //
9 // This driver implements ASoC support for the Elo DMA controller, which is
10 // the DMA controller on Freescale 83xx, 85xx, and 86xx SOCs. In ALSA terms,
11 // the PCM driver is what handles the DMA buffer.
12
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/platform_device.h>
16 #include <linux/dma-mapping.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/delay.h>
19 #include <linux/gfp.h>
20 #include <linux/of_address.h>
21 #include <linux/of_irq.h>
22 #include <linux/of_platform.h>
23 #include <linux/list.h>
24 #include <linux/slab.h>
25
26 #include <sound/core.h>
27 #include <sound/pcm.h>
28 #include <sound/pcm_params.h>
29 #include <sound/soc.h>
30
31 #include <asm/io.h>
32
33 #include "fsl_dma.h"
34 #include "fsl_ssi.h"    /* For the offset of stx0 and srx0 */
35
36 #define DRV_NAME "fsl_dma"
37
38 /*
39  * The formats that the DMA controller supports, which is anything
40  * that is 8, 16, or 32 bits.
41  */
42 #define FSLDMA_PCM_FORMATS (SNDRV_PCM_FMTBIT_S8         | \
43                             SNDRV_PCM_FMTBIT_U8         | \
44                             SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE     | \
45                             SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_BE     | \
46                             SNDRV_PCM_FMTBIT_U16_LE     | \
47                             SNDRV_PCM_FMTBIT_U16_BE     | \
48                             SNDRV_PCM_FMTBIT_S24_LE     | \
49                             SNDRV_PCM_FMTBIT_S24_BE     | \
50                             SNDRV_PCM_FMTBIT_U24_LE     | \
51                             SNDRV_PCM_FMTBIT_U24_BE     | \
52                             SNDRV_PCM_FMTBIT_S32_LE     | \
53                             SNDRV_PCM_FMTBIT_S32_BE     | \
54                             SNDRV_PCM_FMTBIT_U32_LE     | \
55                             SNDRV_PCM_FMTBIT_U32_BE)
56 struct dma_object {
57         struct snd_soc_component_driver dai;
58         dma_addr_t ssi_stx_phys;
59         dma_addr_t ssi_srx_phys;
60         unsigned int ssi_fifo_depth;
61         struct ccsr_dma_channel __iomem *channel;
62         unsigned int irq;
63         bool assigned;
64 };
65
66 /*
67  * The number of DMA links to use.  Two is the bare minimum, but if you
68  * have really small links you might need more.
69  */
70 #define NUM_DMA_LINKS   2
71
72 /** fsl_dma_private: p-substream DMA data
73  *
74  * Each substream has a 1-to-1 association with a DMA channel.
75  *
76  * The link[] array is first because it needs to be aligned on a 32-byte
77  * boundary, so putting it first will ensure alignment without padding the
78  * structure.
79  *
80  * @link[]: array of link descriptors
81  * @dma_channel: pointer to the DMA channel's registers
82  * @irq: IRQ for this DMA channel
83  * @substream: pointer to the substream object, needed by the ISR
84  * @ssi_sxx_phys: bus address of the STX or SRX register to use
85  * @ld_buf_phys: physical address of the LD buffer
86  * @current_link: index into link[] of the link currently being processed
87  * @dma_buf_phys: physical address of the DMA buffer
88  * @dma_buf_next: physical address of the next period to process
89  * @dma_buf_end: physical address of the byte after the end of the DMA
90  * @buffer period_size: the size of a single period
91  * @num_periods: the number of periods in the DMA buffer
92  */
93 struct fsl_dma_private {
94         struct fsl_dma_link_descriptor link[NUM_DMA_LINKS];
95         struct ccsr_dma_channel __iomem *dma_channel;
96         unsigned int irq;
97         struct snd_pcm_substream *substream;
98         dma_addr_t ssi_sxx_phys;
99         unsigned int ssi_fifo_depth;
100         dma_addr_t ld_buf_phys;
101         unsigned int current_link;
102         dma_addr_t dma_buf_phys;
103         dma_addr_t dma_buf_next;
104         dma_addr_t dma_buf_end;
105         size_t period_size;
106         unsigned int num_periods;
107 };
108
109 /**
110  * fsl_dma_hardare: define characteristics of the PCM hardware.
111  *
112  * The PCM hardware is the Freescale DMA controller.  This structure defines
113  * the capabilities of that hardware.
114  *
115  * Since the sampling rate and data format are not controlled by the DMA
116  * controller, we specify no limits for those values.  The only exception is
117  * period_bytes_min, which is set to a reasonably low value to prevent the
118  * DMA controller from generating too many interrupts per second.
119  *
120  * Since each link descriptor has a 32-bit byte count field, we set
121  * period_bytes_max to the largest 32-bit number.  We also have no maximum
122  * number of periods.
123  *
124  * Note that we specify SNDRV_PCM_INFO_JOINT_DUPLEX here, but only because a
125  * limitation in the SSI driver requires the sample rates for playback and
126  * capture to be the same.
127  */
128 static const struct snd_pcm_hardware fsl_dma_hardware = {
129
130         .info                   = SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
131                                   SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
132                                   SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID |
133                                   SNDRV_PCM_INFO_JOINT_DUPLEX |
134                                   SNDRV_PCM_INFO_PAUSE,
135         .formats                = FSLDMA_PCM_FORMATS,
136         .period_bytes_min       = 512,          /* A reasonable limit */
137         .period_bytes_max       = (u32) -1,
138         .periods_min            = NUM_DMA_LINKS,
139         .periods_max            = (unsigned int) -1,
140         .buffer_bytes_max       = 128 * 1024,   /* A reasonable limit */
141 };
142
143 /**
144  * fsl_dma_abort_stream: tell ALSA that the DMA transfer has aborted
145  *
146  * This function should be called by the ISR whenever the DMA controller
147  * halts data transfer.
148  */
149 static void fsl_dma_abort_stream(struct snd_pcm_substream *substream)
150 {
151         snd_pcm_stop_xrun(substream);
152 }
153
154 /**
155  * fsl_dma_update_pointers - update LD pointers to point to the next period
156  *
157  * As each period is completed, this function changes the link
158  * descriptor pointers for that period to point to the next period.
159  */
160 static void fsl_dma_update_pointers(struct fsl_dma_private *dma_private)
161 {
162         struct fsl_dma_link_descriptor *link =
163                 &dma_private->link[dma_private->current_link];
164
165         /* Update our link descriptors to point to the next period. On a 36-bit
166          * system, we also need to update the ESAD bits.  We also set (keep) the
167          * snoop bits.  See the comments in fsl_dma_hw_params() about snooping.
168          */
169         if (dma_private->substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK) {
170                 link->source_addr = cpu_to_be32(dma_private->dma_buf_next);
171 #ifdef CONFIG_PHYS_64BIT
172                 link->source_attr = cpu_to_be32(CCSR_DMA_ATR_SNOOP |
173                         upper_32_bits(dma_private->dma_buf_next));
174 #endif
175         } else {
176                 link->dest_addr = cpu_to_be32(dma_private->dma_buf_next);
177 #ifdef CONFIG_PHYS_64BIT
178                 link->dest_attr = cpu_to_be32(CCSR_DMA_ATR_SNOOP |
179                         upper_32_bits(dma_private->dma_buf_next));
180 #endif
181         }
182
183         /* Update our variables for next time */
184         dma_private->dma_buf_next += dma_private->period_size;
185
186         if (dma_private->dma_buf_next >= dma_private->dma_buf_end)
187                 dma_private->dma_buf_next = dma_private->dma_buf_phys;
188
189         if (++dma_private->current_link >= NUM_DMA_LINKS)
190                 dma_private->current_link = 0;
191 }
192
193 /**
194  * fsl_dma_isr: interrupt handler for the DMA controller
195  *
196  * @irq: IRQ of the DMA channel
197  * @dev_id: pointer to the dma_private structure for this DMA channel
198  */
199 static irqreturn_t fsl_dma_isr(int irq, void *dev_id)
200 {
201         struct fsl_dma_private *dma_private = dev_id;
202         struct snd_pcm_substream *substream = dma_private->substream;
203         struct snd_soc_pcm_runtime *rtd = snd_soc_substream_to_rtd(substream);
204         struct device *dev = rtd->dev;
205         struct ccsr_dma_channel __iomem *dma_channel = dma_private->dma_channel;
206         irqreturn_t ret = IRQ_NONE;
207         u32 sr, sr2 = 0;
208
209         /* We got an interrupt, so read the status register to see what we
210            were interrupted for.
211          */
212         sr = in_be32(&dma_channel->sr);
213
214         if (sr & CCSR_DMA_SR_TE) {
215                 dev_err(dev, "dma transmit error\n");
216                 fsl_dma_abort_stream(substream);
217                 sr2 |= CCSR_DMA_SR_TE;
218                 ret = IRQ_HANDLED;
219         }
220
221         if (sr & CCSR_DMA_SR_CH)
222                 ret = IRQ_HANDLED;
223
224         if (sr & CCSR_DMA_SR_PE) {
225                 dev_err(dev, "dma programming error\n");
226                 fsl_dma_abort_stream(substream);
227                 sr2 |= CCSR_DMA_SR_PE;
228                 ret = IRQ_HANDLED;
229         }
230
231         if (sr & CCSR_DMA_SR_EOLNI) {
232                 sr2 |= CCSR_DMA_SR_EOLNI;
233                 ret = IRQ_HANDLED;
234         }
235
236         if (sr & CCSR_DMA_SR_CB)
237                 ret = IRQ_HANDLED;
238
239         if (sr & CCSR_DMA_SR_EOSI) {
240                 /* Tell ALSA we completed a period. */
241                 snd_pcm_period_elapsed(substream);
242
243                 /*
244                  * Update our link descriptors to point to the next period. We
245                  * only need to do this if the number of periods is not equal to
246                  * the number of links.
247                  */
248                 if (dma_private->num_periods != NUM_DMA_LINKS)
249                         fsl_dma_update_pointers(dma_private);
250
251                 sr2 |= CCSR_DMA_SR_EOSI;
252                 ret = IRQ_HANDLED;
253         }
254
255         if (sr & CCSR_DMA_SR_EOLSI) {
256                 sr2 |= CCSR_DMA_SR_EOLSI;
257                 ret = IRQ_HANDLED;
258         }
259
260         /* Clear the bits that we set */
261         if (sr2)
262                 out_be32(&dma_channel->sr, sr2);
263
264         return ret;
265 }
266
267 /**
268  * fsl_dma_new: initialize this PCM driver.
269  *
270  * This function is called when the codec driver calls snd_soc_new_pcms(),
271  * once for each .dai_link in the machine driver's snd_soc_card
272  * structure.
273  *
274  * snd_dma_alloc_pages() is just a front-end to dma_alloc_coherent(), which
275  * (currently) always allocates the DMA buffer in lowmem, even if GFP_HIGHMEM
276  * is specified. Therefore, any DMA buffers we allocate will always be in low
277  * memory, but we support for 36-bit physical addresses anyway.
278  *
279  * Regardless of where the memory is actually allocated, since the device can
280  * technically DMA to any 36-bit address, we do need to set the DMA mask to 36.
281  */
282 static int fsl_dma_new(struct snd_soc_component *component,
283                        struct snd_soc_pcm_runtime *rtd)
284 {
285         struct snd_card *card = rtd->card->snd_card;
286         struct snd_pcm *pcm = rtd->pcm;
287         int ret;
288
289         ret = dma_coerce_mask_and_coherent(card->dev, DMA_BIT_MASK(36));
290         if (ret)
291                 return ret;
292
293         return snd_pcm_set_fixed_buffer_all(pcm, SNDRV_DMA_TYPE_DEV,
294                                             card->dev,
295                                             fsl_dma_hardware.buffer_bytes_max);
296 }
297
298 /**
299  * fsl_dma_open: open a new substream.
300  *
301  * Each substream has its own DMA buffer.
302  *
303  * ALSA divides the DMA buffer into N periods.  We create NUM_DMA_LINKS link
304  * descriptors that ping-pong from one period to the next.  For example, if
305  * there are six periods and two link descriptors, this is how they look
306  * before playback starts:
307  *
308  *                 The last link descriptor
309  *   ____________  points back to the first
310  *  |            |
311  *  V            |
312  *  ___    ___   |
313  * |   |->|   |->|
314  * |___|  |___|
315  *   |      |
316  *   |      |
317  *   V      V
318  *  _________________________________________
319  * |      |      |      |      |      |      |  The DMA buffer is
320  * |      |      |      |      |      |      |    divided into 6 parts
321  * |______|______|______|______|______|______|
322  *
323  * and here's how they look after the first period is finished playing:
324  *
325  *   ____________
326  *  |            |
327  *  V            |
328  *  ___    ___   |
329  * |   |->|   |->|
330  * |___|  |___|
331  *   |      |
332  *   |______________
333  *          |       |
334  *          V       V
335  *  _________________________________________
336  * |      |      |      |      |      |      |
337  * |      |      |      |      |      |      |
338  * |______|______|______|______|______|______|
339  *
340  * The first link descriptor now points to the third period.  The DMA
341  * controller is currently playing the second period.  When it finishes, it
342  * will jump back to the first descriptor and play the third period.
343  *
344  * There are four reasons we do this:
345  *
346  * 1. The only way to get the DMA controller to automatically restart the
347  *    transfer when it gets to the end of the buffer is to use chaining
348  *    mode.  Basic direct mode doesn't offer that feature.
349  * 2. We need to receive an interrupt at the end of every period.  The DMA
350  *    controller can generate an interrupt at the end of every link transfer
351  *    (aka segment).  Making each period into a DMA segment will give us the
352  *    interrupts we need.
353  * 3. By creating only two link descriptors, regardless of the number of
354  *    periods, we do not need to reallocate the link descriptors if the
355  *    number of periods changes.
356  * 4. All of the audio data is still stored in a single, contiguous DMA
357  *    buffer, which is what ALSA expects.  We're just dividing it into
358  *    contiguous parts, and creating a link descriptor for each one.
359  */
360 static int fsl_dma_open(struct snd_soc_component *component,
361                         struct snd_pcm_substream *substream)
362 {
363         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
364         struct device *dev = component->dev;
365         struct dma_object *dma =
366                 container_of(component->driver, struct dma_object, dai);
367         struct fsl_dma_private *dma_private;
368         struct ccsr_dma_channel __iomem *dma_channel;
369         dma_addr_t ld_buf_phys;
370         u64 temp_link;          /* Pointer to next link descriptor */
371         u32 mr;
372         int ret = 0;
373         unsigned int i;
374
375         /*
376          * Reject any DMA buffer whose size is not a multiple of the period
377          * size.  We need to make sure that the DMA buffer can be evenly divided
378          * into periods.
379          */
380         ret = snd_pcm_hw_constraint_integer(runtime,
381                 SNDRV_PCM_HW_PARAM_PERIODS);
382         if (ret < 0) {
383                 dev_err(dev, "invalid buffer size\n");
384                 return ret;
385         }
386
387         if (dma->assigned) {
388                 dev_err(dev, "dma channel already assigned\n");
389                 return -EBUSY;
390         }
391
392         dma_private = dma_alloc_coherent(dev, sizeof(struct fsl_dma_private),
393                                          &ld_buf_phys, GFP_KERNEL);
394         if (!dma_private) {
395                 dev_err(dev, "can't allocate dma private data\n");
396                 return -ENOMEM;
397         }
398         if (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK)
399                 dma_private->ssi_sxx_phys = dma->ssi_stx_phys;
400         else
401                 dma_private->ssi_sxx_phys = dma->ssi_srx_phys;
402
403         dma_private->ssi_fifo_depth = dma->ssi_fifo_depth;
404         dma_private->dma_channel = dma->channel;
405         dma_private->irq = dma->irq;
406         dma_private->substream = substream;
407         dma_private->ld_buf_phys = ld_buf_phys;
408         dma_private->dma_buf_phys = substream->dma_buffer.addr;
409
410         ret = request_irq(dma_private->irq, fsl_dma_isr, 0, "fsldma-audio",
411                           dma_private);
412         if (ret) {
413                 dev_err(dev, "can't register ISR for IRQ %u (ret=%i)\n",
414                         dma_private->irq, ret);
415                 dma_free_coherent(dev, sizeof(struct fsl_dma_private),
416                         dma_private, dma_private->ld_buf_phys);
417                 return ret;
418         }
419
420         dma->assigned = true;
421
422         snd_soc_set_runtime_hwparams(substream, &fsl_dma_hardware);
423         runtime->private_data = dma_private;
424
425         /* Program the fixed DMA controller parameters */
426
427         dma_channel = dma_private->dma_channel;
428
429         temp_link = dma_private->ld_buf_phys +
430                 sizeof(struct fsl_dma_link_descriptor);
431
432         for (i = 0; i < NUM_DMA_LINKS; i++) {
433                 dma_private->link[i].next = cpu_to_be64(temp_link);
434
435                 temp_link += sizeof(struct fsl_dma_link_descriptor);
436         }
437         /* The last link descriptor points to the first */
438         dma_private->link[i - 1].next = cpu_to_be64(dma_private->ld_buf_phys);
439
440         /* Tell the DMA controller where the first link descriptor is */
441         out_be32(&dma_channel->clndar,
442                 CCSR_DMA_CLNDAR_ADDR(dma_private->ld_buf_phys));
443         out_be32(&dma_channel->eclndar,
444                 CCSR_DMA_ECLNDAR_ADDR(dma_private->ld_buf_phys));
445
446         /* The manual says the BCR must be clear before enabling EMP */
447         out_be32(&dma_channel->bcr, 0);
448
449         /*
450          * Program the mode register for interrupts, external master control,
451          * and source/destination hold.  Also clear the Channel Abort bit.
452          */
453         mr = in_be32(&dma_channel->mr) &
454                 ~(CCSR_DMA_MR_CA | CCSR_DMA_MR_DAHE | CCSR_DMA_MR_SAHE);
455
456         /*
457          * We want External Master Start and External Master Pause enabled,
458          * because the SSI is controlling the DMA controller.  We want the DMA
459          * controller to be set up in advance, and then we signal only the SSI
460          * to start transferring.
461          *
462          * We want End-Of-Segment Interrupts enabled, because this will generate
463          * an interrupt at the end of each segment (each link descriptor
464          * represents one segment).  Each DMA segment is the same thing as an
465          * ALSA period, so this is how we get an interrupt at the end of every
466          * period.
467          *
468          * We want Error Interrupt enabled, so that we can get an error if
469          * the DMA controller is mis-programmed somehow.
470          */
471         mr |= CCSR_DMA_MR_EOSIE | CCSR_DMA_MR_EIE | CCSR_DMA_MR_EMP_EN |
472                 CCSR_DMA_MR_EMS_EN;
473
474         /* For playback, we want the destination address to be held.  For
475            capture, set the source address to be held. */
476         mr |= (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK) ?
477                 CCSR_DMA_MR_DAHE : CCSR_DMA_MR_SAHE;
478
479         out_be32(&dma_channel->mr, mr);
480
481         return 0;
482 }
483
484 /**
485  * fsl_dma_hw_params: continue initializing the DMA links
486  *
487  * This function obtains hardware parameters about the opened stream and
488  * programs the DMA controller accordingly.
489  *
490  * One drawback of big-endian is that when copying integers of different
491  * sizes to a fixed-sized register, the address to which the integer must be
492  * copied is dependent on the size of the integer.
493  *
494  * For example, if P is the address of a 32-bit register, and X is a 32-bit
495  * integer, then X should be copied to address P.  However, if X is a 16-bit
496  * integer, then it should be copied to P+2.  If X is an 8-bit register,
497  * then it should be copied to P+3.
498  *
499  * So for playback of 8-bit samples, the DMA controller must transfer single
500  * bytes from the DMA buffer to the last byte of the STX0 register, i.e.
501  * offset by 3 bytes. For 16-bit samples, the offset is two bytes.
502  *
503  * For 24-bit samples, the offset is 1 byte.  However, the DMA controller
504  * does not support 3-byte copies (the DAHTS register supports only 1, 2, 4,
505  * and 8 bytes at a time).  So we do not support packed 24-bit samples.
506  * 24-bit data must be padded to 32 bits.
507  */
508 static int fsl_dma_hw_params(struct snd_soc_component *component,
509                              struct snd_pcm_substream *substream,
510                              struct snd_pcm_hw_params *hw_params)
511 {
512         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
513         struct fsl_dma_private *dma_private = runtime->private_data;
514         struct device *dev = component->dev;
515
516         /* Number of bits per sample */
517         unsigned int sample_bits =
518                 snd_pcm_format_physical_width(params_format(hw_params));
519
520         /* Number of bytes per frame */
521         unsigned int sample_bytes = sample_bits / 8;
522
523         /* Bus address of SSI STX register */
524         dma_addr_t ssi_sxx_phys = dma_private->ssi_sxx_phys;
525
526         /* Size of the DMA buffer, in bytes */
527         size_t buffer_size = params_buffer_bytes(hw_params);
528
529         /* Number of bytes per period */
530         size_t period_size = params_period_bytes(hw_params);
531
532         /* Pointer to next period */
533         dma_addr_t temp_addr = substream->dma_buffer.addr;
534
535         /* Pointer to DMA controller */
536         struct ccsr_dma_channel __iomem *dma_channel = dma_private->dma_channel;
537
538         u32 mr; /* DMA Mode Register */
539
540         unsigned int i;
541
542         /* Initialize our DMA tracking variables */
543         dma_private->period_size = period_size;
544         dma_private->num_periods = params_periods(hw_params);
545         dma_private->dma_buf_end = dma_private->dma_buf_phys + buffer_size;
546         dma_private->dma_buf_next = dma_private->dma_buf_phys +
547                 (NUM_DMA_LINKS * period_size);
548
549         if (dma_private->dma_buf_next >= dma_private->dma_buf_end)
550                 /* This happens if the number of periods == NUM_DMA_LINKS */
551                 dma_private->dma_buf_next = dma_private->dma_buf_phys;
552
553         mr = in_be32(&dma_channel->mr) & ~(CCSR_DMA_MR_BWC_MASK |
554                   CCSR_DMA_MR_SAHTS_MASK | CCSR_DMA_MR_DAHTS_MASK);
555
556         /* Due to a quirk of the SSI's STX register, the target address
557          * for the DMA operations depends on the sample size.  So we calculate
558          * that offset here.  While we're at it, also tell the DMA controller
559          * how much data to transfer per sample.
560          */
561         switch (sample_bits) {
562         case 8:
563                 mr |= CCSR_DMA_MR_DAHTS_1 | CCSR_DMA_MR_SAHTS_1;
564                 ssi_sxx_phys += 3;
565                 break;
566         case 16:
567                 mr |= CCSR_DMA_MR_DAHTS_2 | CCSR_DMA_MR_SAHTS_2;
568                 ssi_sxx_phys += 2;
569                 break;
570         case 32:
571                 mr |= CCSR_DMA_MR_DAHTS_4 | CCSR_DMA_MR_SAHTS_4;
572                 break;
573         default:
574                 /* We should never get here */
575                 dev_err(dev, "unsupported sample size %u\n", sample_bits);
576                 return -EINVAL;
577         }
578
579         /*
580          * BWC determines how many bytes are sent/received before the DMA
581          * controller checks the SSI to see if it needs to stop. BWC should
582          * always be a multiple of the frame size, so that we always transmit
583          * whole frames.  Each frame occupies two slots in the FIFO.  The
584          * parameter for CCSR_DMA_MR_BWC() is rounded down the next power of two
585          * (MR[BWC] can only represent even powers of two).
586          *
587          * To simplify the process, we set BWC to the largest value that is
588          * less than or equal to the FIFO watermark.  For playback, this ensures
589          * that we transfer the maximum amount without overrunning the FIFO.
590          * For capture, this ensures that we transfer the maximum amount without
591          * underrunning the FIFO.
592          *
593          * f = SSI FIFO depth
594          * w = SSI watermark value (which equals f - 2)
595          * b = DMA bandwidth count (in bytes)
596          * s = sample size (in bytes, which equals frame_size * 2)
597          *
598          * For playback, we never transmit more than the transmit FIFO
599          * watermark, otherwise we might write more data than the FIFO can hold.
600          * The watermark is equal to the FIFO depth minus two.
601          *
602          * For capture, two equations must hold:
603          *      w > f - (b / s)
604          *      w >= b / s
605          *
606          * So, b > 2 * s, but b must also be <= s * w.  To simplify, we set
607          * b = s * w, which is equal to
608          *      (dma_private->ssi_fifo_depth - 2) * sample_bytes.
609          */
610         mr |= CCSR_DMA_MR_BWC((dma_private->ssi_fifo_depth - 2) * sample_bytes);
611
612         out_be32(&dma_channel->mr, mr);
613
614         for (i = 0; i < NUM_DMA_LINKS; i++) {
615                 struct fsl_dma_link_descriptor *link = &dma_private->link[i];
616
617                 link->count = cpu_to_be32(period_size);
618
619                 /* The snoop bit tells the DMA controller whether it should tell
620                  * the ECM to snoop during a read or write to an address. For
621                  * audio, we use DMA to transfer data between memory and an I/O
622                  * device (the SSI's STX0 or SRX0 register). Snooping is only
623                  * needed if there is a cache, so we need to snoop memory
624                  * addresses only.  For playback, that means we snoop the source
625                  * but not the destination.  For capture, we snoop the
626                  * destination but not the source.
627                  *
628                  * Note that failing to snoop properly is unlikely to cause
629                  * cache incoherency if the period size is larger than the
630                  * size of L1 cache.  This is because filling in one period will
631                  * flush out the data for the previous period.  So if you
632                  * increased period_bytes_min to a large enough size, you might
633                  * get more performance by not snooping, and you'll still be
634                  * okay.  You'll need to update fsl_dma_update_pointers() also.
635                  */
636                 if (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK) {
637                         link->source_addr = cpu_to_be32(temp_addr);
638                         link->source_attr = cpu_to_be32(CCSR_DMA_ATR_SNOOP |
639                                 upper_32_bits(temp_addr));
640
641                         link->dest_addr = cpu_to_be32(ssi_sxx_phys);
642                         link->dest_attr = cpu_to_be32(CCSR_DMA_ATR_NOSNOOP |
643                                 upper_32_bits(ssi_sxx_phys));
644                 } else {
645                         link->source_addr = cpu_to_be32(ssi_sxx_phys);
646                         link->source_attr = cpu_to_be32(CCSR_DMA_ATR_NOSNOOP |
647                                 upper_32_bits(ssi_sxx_phys));
648
649                         link->dest_addr = cpu_to_be32(temp_addr);
650                         link->dest_attr = cpu_to_be32(CCSR_DMA_ATR_SNOOP |
651                                 upper_32_bits(temp_addr));
652                 }
653
654                 temp_addr += period_size;
655         }
656
657         return 0;
658 }
659
660 /**
661  * fsl_dma_pointer: determine the current position of the DMA transfer
662  *
663  * This function is called by ALSA when ALSA wants to know where in the
664  * stream buffer the hardware currently is.
665  *
666  * For playback, the SAR register contains the physical address of the most
667  * recent DMA transfer.  For capture, the value is in the DAR register.
668  *
669  * The base address of the buffer is stored in the source_addr field of the
670  * first link descriptor.
671  */
672 static snd_pcm_uframes_t fsl_dma_pointer(struct snd_soc_component *component,
673                                          struct snd_pcm_substream *substream)
674 {
675         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
676         struct fsl_dma_private *dma_private = runtime->private_data;
677         struct device *dev = component->dev;
678         struct ccsr_dma_channel __iomem *dma_channel = dma_private->dma_channel;
679         dma_addr_t position;
680         snd_pcm_uframes_t frames;
681
682         /* Obtain the current DMA pointer, but don't read the ESAD bits if we
683          * only have 32-bit DMA addresses.  This function is typically called
684          * in interrupt context, so we need to optimize it.
685          */
686         if (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK) {
687                 position = in_be32(&dma_channel->sar);
688 #ifdef CONFIG_PHYS_64BIT
689                 position |= (u64)(in_be32(&dma_channel->satr) &
690                                   CCSR_DMA_ATR_ESAD_MASK) << 32;
691 #endif
692         } else {
693                 position = in_be32(&dma_channel->dar);
694 #ifdef CONFIG_PHYS_64BIT
695                 position |= (u64)(in_be32(&dma_channel->datr) &
696                                   CCSR_DMA_ATR_ESAD_MASK) << 32;
697 #endif
698         }
699
700         /*
701          * When capture is started, the SSI immediately starts to fill its FIFO.
702          * This means that the DMA controller is not started until the FIFO is
703          * full.  However, ALSA calls this function before that happens, when
704          * MR.DAR is still zero.  In this case, just return zero to indicate
705          * that nothing has been received yet.
706          */
707         if (!position)
708                 return 0;
709
710         if ((position < dma_private->dma_buf_phys) ||
711             (position > dma_private->dma_buf_end)) {
712                 dev_err(dev, "dma pointer is out of range, halting stream\n");
713                 return SNDRV_PCM_POS_XRUN;
714         }
715
716         frames = bytes_to_frames(runtime, position - dma_private->dma_buf_phys);
717
718         /*
719          * If the current address is just past the end of the buffer, wrap it
720          * around.
721          */
722         if (frames == runtime->buffer_size)
723                 frames = 0;
724
725         return frames;
726 }
727
728 /**
729  * fsl_dma_hw_free: release resources allocated in fsl_dma_hw_params()
730  *
731  * Release the resources allocated in fsl_dma_hw_params() and de-program the
732  * registers.
733  *
734  * This function can be called multiple times.
735  */
736 static int fsl_dma_hw_free(struct snd_soc_component *component,
737                            struct snd_pcm_substream *substream)
738 {
739         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
740         struct fsl_dma_private *dma_private = runtime->private_data;
741
742         if (dma_private) {
743                 struct ccsr_dma_channel __iomem *dma_channel;
744
745                 dma_channel = dma_private->dma_channel;
746
747                 /* Stop the DMA */
748                 out_be32(&dma_channel->mr, CCSR_DMA_MR_CA);
749                 out_be32(&dma_channel->mr, 0);
750
751                 /* Reset all the other registers */
752                 out_be32(&dma_channel->sr, -1);
753                 out_be32(&dma_channel->clndar, 0);
754                 out_be32(&dma_channel->eclndar, 0);
755                 out_be32(&dma_channel->satr, 0);
756                 out_be32(&dma_channel->sar, 0);
757                 out_be32(&dma_channel->datr, 0);
758                 out_be32(&dma_channel->dar, 0);
759                 out_be32(&dma_channel->bcr, 0);
760                 out_be32(&dma_channel->nlndar, 0);
761                 out_be32(&dma_channel->enlndar, 0);
762         }
763
764         return 0;
765 }
766
767 /**
768  * fsl_dma_close: close the stream.
769  */
770 static int fsl_dma_close(struct snd_soc_component *component,
771                          struct snd_pcm_substream *substream)
772 {
773         struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
774         struct fsl_dma_private *dma_private = runtime->private_data;
775         struct device *dev = component->dev;
776         struct dma_object *dma =
777                 container_of(component->driver, struct dma_object, dai);
778
779         if (dma_private) {
780                 if (dma_private->irq)
781                         free_irq(dma_private->irq, dma_private);
782
783                 /* Deallocate the fsl_dma_private structure */
784                 dma_free_coherent(dev, sizeof(struct fsl_dma_private),
785                                   dma_private, dma_private->ld_buf_phys);
786                 substream->runtime->private_data = NULL;
787         }
788
789         dma->assigned = false;
790
791         return 0;
792 }
793
794 /**
795  * find_ssi_node -- returns the SSI node that points to its DMA channel node
796  *
797  * Although this DMA driver attempts to operate independently of the other
798  * devices, it still needs to determine some information about the SSI device
799  * that it's working with.  Unfortunately, the device tree does not contain
800  * a pointer from the DMA channel node to the SSI node -- the pointer goes the
801  * other way.  So we need to scan the device tree for SSI nodes until we find
802  * the one that points to the given DMA channel node.  It's ugly, but at least
803  * it's contained in this one function.
804  */
805 static struct device_node *find_ssi_node(struct device_node *dma_channel_np)
806 {
807         struct device_node *ssi_np, *np;
808
809         for_each_compatible_node(ssi_np, NULL, "fsl,mpc8610-ssi") {
810                 /* Check each DMA phandle to see if it points to us.  We
811                  * assume that device_node pointers are a valid comparison.
812                  */
813                 np = of_parse_phandle(ssi_np, "fsl,playback-dma", 0);
814                 of_node_put(np);
815                 if (np == dma_channel_np)
816                         return ssi_np;
817
818                 np = of_parse_phandle(ssi_np, "fsl,capture-dma", 0);
819                 of_node_put(np);
820                 if (np == dma_channel_np)
821                         return ssi_np;
822         }
823
824         return NULL;
825 }
826
827 static int fsl_soc_dma_probe(struct platform_device *pdev)
828 {
829         struct dma_object *dma;
830         struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
831         struct device_node *ssi_np;
832         struct resource res;
833         const uint32_t *iprop;
834         int ret;
835
836         /* Find the SSI node that points to us. */
837         ssi_np = find_ssi_node(np);
838         if (!ssi_np) {
839                 dev_err(&pdev->dev, "cannot find parent SSI node\n");
840                 return -ENODEV;
841         }
842
843         ret = of_address_to_resource(ssi_np, 0, &res);
844         if (ret) {
845                 dev_err(&pdev->dev, "could not determine resources for %pOF\n",
846                         ssi_np);
847                 of_node_put(ssi_np);
848                 return ret;
849         }
850
851         dma = kzalloc(sizeof(*dma), GFP_KERNEL);
852         if (!dma) {
853                 of_node_put(ssi_np);
854                 return -ENOMEM;
855         }
856
857         dma->dai.name = DRV_NAME;
858         dma->dai.open = fsl_dma_open;
859         dma->dai.close = fsl_dma_close;
860         dma->dai.hw_params = fsl_dma_hw_params;
861         dma->dai.hw_free = fsl_dma_hw_free;
862         dma->dai.pointer = fsl_dma_pointer;
863         dma->dai.pcm_construct = fsl_dma_new;
864
865         /* Store the SSI-specific information that we need */
866         dma->ssi_stx_phys = res.start + REG_SSI_STX0;
867         dma->ssi_srx_phys = res.start + REG_SSI_SRX0;
868
869         iprop = of_get_property(ssi_np, "fsl,fifo-depth", NULL);
870         if (iprop)
871                 dma->ssi_fifo_depth = be32_to_cpup(iprop);
872         else
873                 /* Older 8610 DTs didn't have the fifo-depth property */
874                 dma->ssi_fifo_depth = 8;
875
876         of_node_put(ssi_np);
877
878         ret = devm_snd_soc_register_component(&pdev->dev, &dma->dai, NULL, 0);
879         if (ret) {
880                 dev_err(&pdev->dev, "could not register platform\n");
881                 kfree(dma);
882                 return ret;
883         }
884
885         dma->channel = of_iomap(np, 0);
886         dma->irq = irq_of_parse_and_map(np, 0);
887
888         dev_set_drvdata(&pdev->dev, dma);
889
890         return 0;
891 }
892
893 static void fsl_soc_dma_remove(struct platform_device *pdev)
894 {
895         struct dma_object *dma = dev_get_drvdata(&pdev->dev);
896
897         iounmap(dma->channel);
898         irq_dispose_mapping(dma->irq);
899         kfree(dma);
900 }
901
902 static const struct of_device_id fsl_soc_dma_ids[] = {
903         { .compatible = "fsl,ssi-dma-channel", },
904         {}
905 };
906 MODULE_DEVICE_TABLE(of, fsl_soc_dma_ids);
907
908 static struct platform_driver fsl_soc_dma_driver = {
909         .driver = {
910                 .name = "fsl-pcm-audio",
911                 .of_match_table = fsl_soc_dma_ids,
912         },
913         .probe = fsl_soc_dma_probe,
914         .remove_new = fsl_soc_dma_remove,
915 };
916
917 module_platform_driver(fsl_soc_dma_driver);
918
919 MODULE_AUTHOR("Timur Tabi <timur@freescale.com>");
920 MODULE_DESCRIPTION("Freescale Elo DMA ASoC PCM Driver");
921 MODULE_LICENSE("GPL v2");