Merge tag 'nfs-for-4.18-2' of git://git.linux-nfs.org/projects/trondmy/linux-nfs
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / m68k / mac / iop.c
1 /*
2  * I/O Processor (IOP) management
3  * Written and (C) 1999 by Joshua M. Thompson (funaho@jurai.org)
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice and this list of conditions.
10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
11  *    notice and this list of conditions in the documentation and/or other
12  *    materials provided with the distribution.
13  */
14
15 /*
16  * The IOP chips are used in the IIfx and some Quadras (900, 950) to manage
17  * serial and ADB. They are actually a 6502 processor and some glue logic.
18  *
19  * 990429 (jmt) - Initial implementation, just enough to knock the SCC IOP
20  *                into compatible mode so nobody has to fiddle with the
21  *                Serial Switch control panel anymore.
22  * 990603 (jmt) - Added code to grab the correct ISM IOP interrupt for OSS
23  *                and non-OSS machines (at least I hope it's correct on a
24  *                non-OSS machine -- someone with a Q900 or Q950 needs to
25  *                check this.)
26  * 990605 (jmt) - Rearranged things a bit wrt IOP detection; iop_present is
27  *                gone, IOP base addresses are now in an array and the
28  *                globally-visible functions take an IOP number instead of an
29  *                an actual base address.
30  * 990610 (jmt) - Finished the message passing framework and it seems to work.
31  *                Sending _definitely_ works; my adb-bus.c mods can send
32  *                messages and receive the MSG_COMPLETED status back from the
33  *                IOP. The trick now is figuring out the message formats.
34  * 990611 (jmt) - More cleanups. Fixed problem where unclaimed messages on a
35  *                receive channel were never properly acknowledged. Bracketed
36  *                the remaining debug printk's with #ifdef's and disabled
37  *                debugging. I can now type on the console.
38  * 990612 (jmt) - Copyright notice added. Reworked the way replies are handled.
39  *                It turns out that replies are placed back in the send buffer
40  *                for that channel; messages on the receive channels are always
41  *                unsolicited messages from the IOP (and our replies to them
42  *                should go back in the receive channel.) Also added tracking
43  *                of device names to the listener functions ala the interrupt
44  *                handlers.
45  * 990729 (jmt) - Added passing of pt_regs structure to IOP handlers. This is
46  *                used by the new unified ADB driver.
47  *
48  * TODO:
49  *
50  * o Something should be periodically checking iop_alive() to make sure the
51  *   IOP hasn't died.
52  * o Some of the IOP manager routines need better error checking and
53  *   return codes. Nothing major, just prettying up.
54  */
55
56 /*
57  * -----------------------
58  * IOP Message Passing 101
59  * -----------------------
60  *
61  * The host talks to the IOPs using a rather simple message-passing scheme via
62  * a shared memory area in the IOP RAM. Each IOP has seven "channels"; each
63  * channel is connected to a specific software driver on the IOP. For example
64  * on the SCC IOP there is one channel for each serial port. Each channel has
65  * an incoming and and outgoing message queue with a depth of one.
66  *
67  * A message is 32 bytes plus a state byte for the channel (MSG_IDLE, MSG_NEW,
68  * MSG_RCVD, MSG_COMPLETE). To send a message you copy the message into the
69  * buffer, set the state to MSG_NEW and signal the IOP by setting the IRQ flag
70  * in the IOP control to 1. The IOP will move the state to MSG_RCVD when it
71  * receives the message and then to MSG_COMPLETE when the message processing
72  * has completed. It is the host's responsibility at that point to read the
73  * reply back out of the send channel buffer and reset the channel state back
74  * to MSG_IDLE.
75  *
76  * To receive message from the IOP the same procedure is used except the roles
77  * are reversed. That is, the IOP puts message in the channel with a state of
78  * MSG_NEW, and the host receives the message and move its state to MSG_RCVD
79  * and then to MSG_COMPLETE when processing is completed and the reply (if any)
80  * has been placed back in the receive channel. The IOP will then reset the
81  * channel state to MSG_IDLE.
82  *
83  * Two sets of host interrupts are provided, INT0 and INT1. Both appear on one
84  * interrupt level; they are distinguished by a pair of bits in the IOP status
85  * register. The IOP will raise INT0 when one or more messages in the send
86  * channels have gone to the MSG_COMPLETE state and it will raise INT1 when one
87  * or more messages on the receive channels have gone to the MSG_NEW state.
88  *
89  * Since each channel handles only one message we have to implement a small
90  * interrupt-driven queue on our end. Messages to be sent are placed on the
91  * queue for sending and contain a pointer to an optional callback function.
92  * The handler for a message is called when the message state goes to
93  * MSG_COMPLETE.
94  *
95  * For receiving message we maintain a list of handler functions to call when
96  * a message is received on that IOP/channel combination. The handlers are
97  * called much like an interrupt handler and are passed a copy of the message
98  * from the IOP. The message state will be in MSG_RCVD while the handler runs;
99  * it is the handler's responsibility to call iop_complete_message() when
100  * finished; this function moves the message state to MSG_COMPLETE and signals
101  * the IOP. This two-step process is provided to allow the handler to defer
102  * message processing to a bottom-half handler if the processing will take
103  * a significant amount of time (handlers are called at interrupt time so they
104  * should execute quickly.)
105  */
106
107 #include <linux/types.h>
108 #include <linux/kernel.h>
109 #include <linux/mm.h>
110 #include <linux/delay.h>
111 #include <linux/init.h>
112 #include <linux/interrupt.h>
113
114 #include <asm/macintosh.h>
115 #include <asm/macints.h>
116 #include <asm/mac_iop.h>
117
118 #ifdef DEBUG
119 #define iop_pr_debug(fmt, ...) \
120         printk(KERN_DEBUG "%s: " fmt, __func__, ##__VA_ARGS__)
121 #define iop_pr_cont(fmt, ...) \
122         printk(KERN_CONT fmt, ##__VA_ARGS__)
123 #else
124 #define iop_pr_debug(fmt, ...) \
125         no_printk(KERN_DEBUG "%s: " fmt, __func__, ##__VA_ARGS__)
126 #define iop_pr_cont(fmt, ...) \
127         no_printk(KERN_CONT fmt, ##__VA_ARGS__)
128 #endif
129
130 /* Non-zero if the IOPs are present */
131
132 int iop_scc_present, iop_ism_present;
133
134 /* structure for tracking channel listeners */
135
136 struct listener {
137         const char *devname;
138         void (*handler)(struct iop_msg *);
139 };
140
141 /*
142  * IOP structures for the two IOPs
143  *
144  * The SCC IOP controls both serial ports (A and B) as its two functions.
145  * The ISM IOP controls the SWIM (floppy drive) and ADB.
146  */
147
148 static volatile struct mac_iop *iop_base[NUM_IOPS];
149
150 /*
151  * IOP message queues
152  */
153
154 static struct iop_msg iop_msg_pool[NUM_IOP_MSGS];
155 static struct iop_msg *iop_send_queue[NUM_IOPS][NUM_IOP_CHAN];
156 static struct listener iop_listeners[NUM_IOPS][NUM_IOP_CHAN];
157
158 irqreturn_t iop_ism_irq(int, void *);
159
160 /*
161  * Private access functions
162  */
163
164 static __inline__ void iop_loadaddr(volatile struct mac_iop *iop, __u16 addr)
165 {
166         iop->ram_addr_lo = addr;
167         iop->ram_addr_hi = addr >> 8;
168 }
169
170 static __inline__ __u8 iop_readb(volatile struct mac_iop *iop, __u16 addr)
171 {
172         iop->ram_addr_lo = addr;
173         iop->ram_addr_hi = addr >> 8;
174         return iop->ram_data;
175 }
176
177 static __inline__ void iop_writeb(volatile struct mac_iop *iop, __u16 addr, __u8 data)
178 {
179         iop->ram_addr_lo = addr;
180         iop->ram_addr_hi = addr >> 8;
181         iop->ram_data = data;
182 }
183
184 static __inline__ void iop_stop(volatile struct mac_iop *iop)
185 {
186         iop->status_ctrl &= ~IOP_RUN;
187 }
188
189 static __inline__ void iop_start(volatile struct mac_iop *iop)
190 {
191         iop->status_ctrl = IOP_RUN | IOP_AUTOINC;
192 }
193
194 static __inline__ void iop_bypass(volatile struct mac_iop *iop)
195 {
196         iop->status_ctrl |= IOP_BYPASS;
197 }
198
199 static __inline__ void iop_interrupt(volatile struct mac_iop *iop)
200 {
201         iop->status_ctrl |= IOP_IRQ;
202 }
203
204 static int iop_alive(volatile struct mac_iop *iop)
205 {
206         int retval;
207
208         retval = (iop_readb(iop, IOP_ADDR_ALIVE) == 0xFF);
209         iop_writeb(iop, IOP_ADDR_ALIVE, 0);
210         return retval;
211 }
212
213 static struct iop_msg *iop_get_unused_msg(void)
214 {
215         int i;
216         unsigned long flags;
217
218         local_irq_save(flags);
219
220         for (i = 0 ; i < NUM_IOP_MSGS ; i++) {
221                 if (iop_msg_pool[i].status == IOP_MSGSTATUS_UNUSED) {
222                         iop_msg_pool[i].status = IOP_MSGSTATUS_WAITING;
223                         local_irq_restore(flags);
224                         return &iop_msg_pool[i];
225                 }
226         }
227
228         local_irq_restore(flags);
229         return NULL;
230 }
231
232 /*
233  * This is called by the startup code before anything else. Its purpose
234  * is to find and initialize the IOPs early in the boot sequence, so that
235  * the serial IOP can be placed into bypass mode _before_ we try to
236  * initialize the serial console.
237  */
238
239 void __init iop_preinit(void)
240 {
241         if (macintosh_config->scc_type == MAC_SCC_IOP) {
242                 if (macintosh_config->ident == MAC_MODEL_IIFX) {
243                         iop_base[IOP_NUM_SCC] = (struct mac_iop *) SCC_IOP_BASE_IIFX;
244                 } else {
245                         iop_base[IOP_NUM_SCC] = (struct mac_iop *) SCC_IOP_BASE_QUADRA;
246                 }
247                 iop_base[IOP_NUM_SCC]->status_ctrl = 0x87;
248                 iop_scc_present = 1;
249         } else {
250                 iop_base[IOP_NUM_SCC] = NULL;
251                 iop_scc_present = 0;
252         }
253         if (macintosh_config->adb_type == MAC_ADB_IOP) {
254                 if (macintosh_config->ident == MAC_MODEL_IIFX) {
255                         iop_base[IOP_NUM_ISM] = (struct mac_iop *) ISM_IOP_BASE_IIFX;
256                 } else {
257                         iop_base[IOP_NUM_ISM] = (struct mac_iop *) ISM_IOP_BASE_QUADRA;
258                 }
259                 iop_base[IOP_NUM_ISM]->status_ctrl = 0;
260                 iop_ism_present = 1;
261         } else {
262                 iop_base[IOP_NUM_ISM] = NULL;
263                 iop_ism_present = 0;
264         }
265 }
266
267 /*
268  * Initialize the IOPs, if present.
269  */
270
271 void __init iop_init(void)
272 {
273         int i;
274
275         if (iop_scc_present) {
276                 pr_debug("SCC IOP detected at %p\n", iop_base[IOP_NUM_SCC]);
277         }
278         if (iop_ism_present) {
279                 pr_debug("ISM IOP detected at %p\n", iop_base[IOP_NUM_ISM]);
280                 iop_start(iop_base[IOP_NUM_ISM]);
281                 iop_alive(iop_base[IOP_NUM_ISM]); /* clears the alive flag */
282         }
283
284         /* Make the whole pool available and empty the queues */
285
286         for (i = 0 ; i < NUM_IOP_MSGS ; i++) {
287                 iop_msg_pool[i].status = IOP_MSGSTATUS_UNUSED;
288         }
289
290         for (i = 0 ; i < NUM_IOP_CHAN ; i++) {
291                 iop_send_queue[IOP_NUM_SCC][i] = NULL;
292                 iop_send_queue[IOP_NUM_ISM][i] = NULL;
293                 iop_listeners[IOP_NUM_SCC][i].devname = NULL;
294                 iop_listeners[IOP_NUM_SCC][i].handler = NULL;
295                 iop_listeners[IOP_NUM_ISM][i].devname = NULL;
296                 iop_listeners[IOP_NUM_ISM][i].handler = NULL;
297         }
298 }
299
300 /*
301  * Register the interrupt handler for the IOPs.
302  * TODO: might be wrong for non-OSS machines. Anyone?
303  */
304
305 void __init iop_register_interrupts(void)
306 {
307         if (iop_ism_present) {
308                 if (macintosh_config->ident == MAC_MODEL_IIFX) {
309                         if (request_irq(IRQ_MAC_ADB, iop_ism_irq, 0,
310                                         "ISM IOP", (void *)IOP_NUM_ISM))
311                                 pr_err("Couldn't register ISM IOP interrupt\n");
312                 } else {
313                         if (request_irq(IRQ_VIA2_0, iop_ism_irq, 0, "ISM IOP",
314                                         (void *)IOP_NUM_ISM))
315                                 pr_err("Couldn't register ISM IOP interrupt\n");
316                 }
317                 if (!iop_alive(iop_base[IOP_NUM_ISM])) {
318                         pr_warn("IOP: oh my god, they killed the ISM IOP!\n");
319                 } else {
320                         pr_warn("IOP: the ISM IOP seems to be alive.\n");
321                 }
322         }
323 }
324
325 /*
326  * Register or unregister a listener for a specific IOP and channel
327  *
328  * If the handler pointer is NULL the current listener (if any) is
329  * unregistered. Otherwise the new listener is registered provided
330  * there is no existing listener registered.
331  */
332
333 int iop_listen(uint iop_num, uint chan,
334                 void (*handler)(struct iop_msg *),
335                 const char *devname)
336 {
337         if ((iop_num >= NUM_IOPS) || !iop_base[iop_num]) return -EINVAL;
338         if (chan >= NUM_IOP_CHAN) return -EINVAL;
339         if (iop_listeners[iop_num][chan].handler && handler) return -EINVAL;
340         iop_listeners[iop_num][chan].devname = devname;
341         iop_listeners[iop_num][chan].handler = handler;
342         return 0;
343 }
344
345 /*
346  * Complete reception of a message, which just means copying the reply
347  * into the buffer, setting the channel state to MSG_COMPLETE and
348  * notifying the IOP.
349  */
350
351 void iop_complete_message(struct iop_msg *msg)
352 {
353         int iop_num = msg->iop_num;
354         int chan = msg->channel;
355         int i,offset;
356
357         iop_pr_debug("msg %p iop_num %d channel %d\n", msg, msg->iop_num,
358                      msg->channel);
359
360         offset = IOP_ADDR_RECV_MSG + (msg->channel * IOP_MSG_LEN);
361
362         for (i = 0 ; i < IOP_MSG_LEN ; i++, offset++) {
363                 iop_writeb(iop_base[iop_num], offset, msg->reply[i]);
364         }
365
366         iop_writeb(iop_base[iop_num],
367                    IOP_ADDR_RECV_STATE + chan, IOP_MSG_COMPLETE);
368         iop_interrupt(iop_base[msg->iop_num]);
369
370         msg->status = IOP_MSGSTATUS_UNUSED;
371 }
372
373 /*
374  * Actually put a message into a send channel buffer
375  */
376
377 static void iop_do_send(struct iop_msg *msg)
378 {
379         volatile struct mac_iop *iop = iop_base[msg->iop_num];
380         int i,offset;
381
382         offset = IOP_ADDR_SEND_MSG + (msg->channel * IOP_MSG_LEN);
383
384         for (i = 0 ; i < IOP_MSG_LEN ; i++, offset++) {
385                 iop_writeb(iop, offset, msg->message[i]);
386         }
387
388         iop_writeb(iop, IOP_ADDR_SEND_STATE + msg->channel, IOP_MSG_NEW);
389
390         iop_interrupt(iop);
391 }
392
393 /*
394  * Handle sending a message on a channel that
395  * has gone into the IOP_MSG_COMPLETE state.
396  */
397
398 static void iop_handle_send(uint iop_num, uint chan)
399 {
400         volatile struct mac_iop *iop = iop_base[iop_num];
401         struct iop_msg *msg;
402         int i,offset;
403
404         iop_pr_debug("iop_num %d chan %d\n", iop_num, chan);
405
406         iop_writeb(iop, IOP_ADDR_SEND_STATE + chan, IOP_MSG_IDLE);
407
408         if (!(msg = iop_send_queue[iop_num][chan])) return;
409
410         msg->status = IOP_MSGSTATUS_COMPLETE;
411         offset = IOP_ADDR_SEND_MSG + (chan * IOP_MSG_LEN);
412         for (i = 0 ; i < IOP_MSG_LEN ; i++, offset++) {
413                 msg->reply[i] = iop_readb(iop, offset);
414         }
415         if (msg->handler) (*msg->handler)(msg);
416         msg->status = IOP_MSGSTATUS_UNUSED;
417         msg = msg->next;
418         iop_send_queue[iop_num][chan] = msg;
419         if (msg) iop_do_send(msg);
420 }
421
422 /*
423  * Handle reception of a message on a channel that has
424  * gone into the IOP_MSG_NEW state.
425  */
426
427 static void iop_handle_recv(uint iop_num, uint chan)
428 {
429         volatile struct mac_iop *iop = iop_base[iop_num];
430         int i,offset;
431         struct iop_msg *msg;
432
433         iop_pr_debug("iop_num %d chan %d\n", iop_num, chan);
434
435         msg = iop_get_unused_msg();
436         msg->iop_num = iop_num;
437         msg->channel = chan;
438         msg->status = IOP_MSGSTATUS_UNSOL;
439         msg->handler = iop_listeners[iop_num][chan].handler;
440
441         offset = IOP_ADDR_RECV_MSG + (chan * IOP_MSG_LEN);
442
443         for (i = 0 ; i < IOP_MSG_LEN ; i++, offset++) {
444                 msg->message[i] = iop_readb(iop, offset);
445         }
446
447         iop_writeb(iop, IOP_ADDR_RECV_STATE + chan, IOP_MSG_RCVD);
448
449         /* If there is a listener, call it now. Otherwise complete */
450         /* the message ourselves to avoid possible stalls.         */
451
452         if (msg->handler) {
453                 (*msg->handler)(msg);
454         } else {
455                 iop_pr_debug("unclaimed message on iop_num %d chan %d\n",
456                              iop_num, chan);
457                 iop_pr_debug("%*ph\n", IOP_MSG_LEN, msg->message);
458                 iop_complete_message(msg);
459         }
460 }
461
462 /*
463  * Send a message
464  *
465  * The message is placed at the end of the send queue. Afterwards if the
466  * channel is idle we force an immediate send of the next message in the
467  * queue.
468  */
469
470 int iop_send_message(uint iop_num, uint chan, void *privdata,
471                       uint msg_len, __u8 *msg_data,
472                       void (*handler)(struct iop_msg *))
473 {
474         struct iop_msg *msg, *q;
475
476         if ((iop_num >= NUM_IOPS) || !iop_base[iop_num]) return -EINVAL;
477         if (chan >= NUM_IOP_CHAN) return -EINVAL;
478         if (msg_len > IOP_MSG_LEN) return -EINVAL;
479
480         msg = iop_get_unused_msg();
481         if (!msg) return -ENOMEM;
482
483         msg->next = NULL;
484         msg->status = IOP_MSGSTATUS_WAITING;
485         msg->iop_num = iop_num;
486         msg->channel = chan;
487         msg->caller_priv = privdata;
488         memcpy(msg->message, msg_data, msg_len);
489         msg->handler = handler;
490
491         if (!(q = iop_send_queue[iop_num][chan])) {
492                 iop_send_queue[iop_num][chan] = msg;
493         } else {
494                 while (q->next) q = q->next;
495                 q->next = msg;
496         }
497
498         if (iop_readb(iop_base[iop_num],
499             IOP_ADDR_SEND_STATE + chan) == IOP_MSG_IDLE) {
500                 iop_do_send(msg);
501         }
502
503         return 0;
504 }
505
506 /*
507  * Upload code to the shared RAM of an IOP.
508  */
509
510 void iop_upload_code(uint iop_num, __u8 *code_start,
511                      uint code_len, __u16 shared_ram_start)
512 {
513         if ((iop_num >= NUM_IOPS) || !iop_base[iop_num]) return;
514
515         iop_loadaddr(iop_base[iop_num], shared_ram_start);
516
517         while (code_len--) {
518                 iop_base[iop_num]->ram_data = *code_start++;
519         }
520 }
521
522 /*
523  * Download code from the shared RAM of an IOP.
524  */
525
526 void iop_download_code(uint iop_num, __u8 *code_start,
527                        uint code_len, __u16 shared_ram_start)
528 {
529         if ((iop_num >= NUM_IOPS) || !iop_base[iop_num]) return;
530
531         iop_loadaddr(iop_base[iop_num], shared_ram_start);
532
533         while (code_len--) {
534                 *code_start++ = iop_base[iop_num]->ram_data;
535         }
536 }
537
538 /*
539  * Compare the code in the shared RAM of an IOP with a copy in system memory
540  * and return 0 on match or the first nonmatching system memory address on
541  * failure.
542  */
543
544 __u8 *iop_compare_code(uint iop_num, __u8 *code_start,
545                        uint code_len, __u16 shared_ram_start)
546 {
547         if ((iop_num >= NUM_IOPS) || !iop_base[iop_num]) return code_start;
548
549         iop_loadaddr(iop_base[iop_num], shared_ram_start);
550
551         while (code_len--) {
552                 if (*code_start != iop_base[iop_num]->ram_data) {
553                         return code_start;
554                 }
555                 code_start++;
556         }
557         return (__u8 *) 0;
558 }
559
560 /*
561  * Handle an ISM IOP interrupt
562  */
563
564 irqreturn_t iop_ism_irq(int irq, void *dev_id)
565 {
566         uint iop_num = (uint) dev_id;
567         volatile struct mac_iop *iop = iop_base[iop_num];
568         int i,state;
569
570         iop_pr_debug("status %02X\n", iop->status_ctrl);
571
572         /* INT0 indicates a state change on an outgoing message channel */
573
574         if (iop->status_ctrl & IOP_INT0) {
575                 iop->status_ctrl = IOP_INT0 | IOP_RUN | IOP_AUTOINC;
576                 iop_pr_debug("new status %02X, send states", iop->status_ctrl);
577                 for (i = 0 ; i < NUM_IOP_CHAN  ; i++) {
578                         state = iop_readb(iop, IOP_ADDR_SEND_STATE + i);
579                         iop_pr_cont(" %02X", state);
580                         if (state == IOP_MSG_COMPLETE) {
581                                 iop_handle_send(iop_num, i);
582                         }
583                 }
584                 iop_pr_cont("\n");
585         }
586
587         if (iop->status_ctrl & IOP_INT1) {      /* INT1 for incoming msgs */
588                 iop->status_ctrl = IOP_INT1 | IOP_RUN | IOP_AUTOINC;
589                 iop_pr_debug("new status %02X, recv states", iop->status_ctrl);
590                 for (i = 0 ; i < NUM_IOP_CHAN ; i++) {
591                         state = iop_readb(iop, IOP_ADDR_RECV_STATE + i);
592                         iop_pr_cont(" %02X", state);
593                         if (state == IOP_MSG_NEW) {
594                                 iop_handle_recv(iop_num, i);
595                         }
596                 }
597                 iop_pr_cont("\n");
598         }
599         return IRQ_HANDLED;
600 }
601
602 void iop_ism_irq_poll(uint iop_num)
603 {
604         unsigned long flags;
605
606         local_irq_save(flags);
607         iop_ism_irq(0, (void *)iop_num);
608         local_irq_restore(flags);
609 }