Merge tag 'armsoc-defconfig' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/soc/soc
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / block / xsysace.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Xilinx SystemACE device driver
4  *
5  * Copyright 2007 Secret Lab Technologies Ltd.
6  */
7
8 /*
9  * The SystemACE chip is designed to configure FPGAs by loading an FPGA
10  * bitstream from a file on a CF card and squirting it into FPGAs connected
11  * to the SystemACE JTAG chain.  It also has the advantage of providing an
12  * MPU interface which can be used to control the FPGA configuration process
13  * and to use the attached CF card for general purpose storage.
14  *
15  * This driver is a block device driver for the SystemACE.
16  *
17  * Initialization:
18  *    The driver registers itself as a platform_device driver at module
19  *    load time.  The platform bus will take care of calling the
20  *    ace_probe() method for all SystemACE instances in the system.  Any
21  *    number of SystemACE instances are supported.  ace_probe() calls
22  *    ace_setup() which initialized all data structures, reads the CF
23  *    id structure and registers the device.
24  *
25  * Processing:
26  *    Just about all of the heavy lifting in this driver is performed by
27  *    a Finite State Machine (FSM).  The driver needs to wait on a number
28  *    of events; some raised by interrupts, some which need to be polled
29  *    for.  Describing all of the behaviour in a FSM seems to be the
30  *    easiest way to keep the complexity low and make it easy to
31  *    understand what the driver is doing.  If the block ops or the
32  *    request function need to interact with the hardware, then they
33  *    simply need to flag the request and kick of FSM processing.
34  *
35  *    The FSM itself is atomic-safe code which can be run from any
36  *    context.  The general process flow is:
37  *    1. obtain the ace->lock spinlock.
38  *    2. loop on ace_fsm_dostate() until the ace->fsm_continue flag is
39  *       cleared.
40  *    3. release the lock.
41  *
42  *    Individual states do not sleep in any way.  If a condition needs to
43  *    be waited for then the state much clear the fsm_continue flag and
44  *    either schedule the FSM to be run again at a later time, or expect
45  *    an interrupt to call the FSM when the desired condition is met.
46  *
47  *    In normal operation, the FSM is processed at interrupt context
48  *    either when the driver's tasklet is scheduled, or when an irq is
49  *    raised by the hardware.  The tasklet can be scheduled at any time.
50  *    The request method in particular schedules the tasklet when a new
51  *    request has been indicated by the block layer.  Once started, the
52  *    FSM proceeds as far as it can processing the request until it
53  *    needs on a hardware event.  At this point, it must yield execution.
54  *
55  *    A state has two options when yielding execution:
56  *    1. ace_fsm_yield()
57  *       - Call if need to poll for event.
58  *       - clears the fsm_continue flag to exit the processing loop
59  *       - reschedules the tasklet to run again as soon as possible
60  *    2. ace_fsm_yieldirq()
61  *       - Call if an irq is expected from the HW
62  *       - clears the fsm_continue flag to exit the processing loop
63  *       - does not reschedule the tasklet so the FSM will not be processed
64  *         again until an irq is received.
65  *    After calling a yield function, the state must return control back
66  *    to the FSM main loop.
67  *
68  *    Additionally, the driver maintains a kernel timer which can process
69  *    the FSM.  If the FSM gets stalled, typically due to a missed
70  *    interrupt, then the kernel timer will expire and the driver can
71  *    continue where it left off.
72  *
73  * To Do:
74  *    - Add FPGA configuration control interface.
75  *    - Request major number from lanana
76  */
77
78 #undef DEBUG
79
80 #include <linux/module.h>
81 #include <linux/ctype.h>
82 #include <linux/init.h>
83 #include <linux/interrupt.h>
84 #include <linux/errno.h>
85 #include <linux/kernel.h>
86 #include <linux/delay.h>
87 #include <linux/slab.h>
88 #include <linux/blk-mq.h>
89 #include <linux/mutex.h>
90 #include <linux/ata.h>
91 #include <linux/hdreg.h>
92 #include <linux/platform_device.h>
93 #if defined(CONFIG_OF)
94 #include <linux/of_address.h>
95 #include <linux/of_device.h>
96 #include <linux/of_platform.h>
97 #endif
98
99 MODULE_AUTHOR("Grant Likely <grant.likely@secretlab.ca>");
100 MODULE_DESCRIPTION("Xilinx SystemACE device driver");
101 MODULE_LICENSE("GPL");
102
103 /* SystemACE register definitions */
104 #define ACE_BUSMODE (0x00)
105
106 #define ACE_STATUS (0x04)
107 #define ACE_STATUS_CFGLOCK      (0x00000001)
108 #define ACE_STATUS_MPULOCK      (0x00000002)
109 #define ACE_STATUS_CFGERROR     (0x00000004)    /* config controller error */
110 #define ACE_STATUS_CFCERROR     (0x00000008)    /* CF controller error */
111 #define ACE_STATUS_CFDETECT     (0x00000010)
112 #define ACE_STATUS_DATABUFRDY   (0x00000020)
113 #define ACE_STATUS_DATABUFMODE  (0x00000040)
114 #define ACE_STATUS_CFGDONE      (0x00000080)
115 #define ACE_STATUS_RDYFORCFCMD  (0x00000100)
116 #define ACE_STATUS_CFGMODEPIN   (0x00000200)
117 #define ACE_STATUS_CFGADDR_MASK (0x0000e000)
118 #define ACE_STATUS_CFBSY        (0x00020000)
119 #define ACE_STATUS_CFRDY        (0x00040000)
120 #define ACE_STATUS_CFDWF        (0x00080000)
121 #define ACE_STATUS_CFDSC        (0x00100000)
122 #define ACE_STATUS_CFDRQ        (0x00200000)
123 #define ACE_STATUS_CFCORR       (0x00400000)
124 #define ACE_STATUS_CFERR        (0x00800000)
125
126 #define ACE_ERROR (0x08)
127 #define ACE_CFGLBA (0x0c)
128 #define ACE_MPULBA (0x10)
129
130 #define ACE_SECCNTCMD (0x14)
131 #define ACE_SECCNTCMD_RESET      (0x0100)
132 #define ACE_SECCNTCMD_IDENTIFY   (0x0200)
133 #define ACE_SECCNTCMD_READ_DATA  (0x0300)
134 #define ACE_SECCNTCMD_WRITE_DATA (0x0400)
135 #define ACE_SECCNTCMD_ABORT      (0x0600)
136
137 #define ACE_VERSION (0x16)
138 #define ACE_VERSION_REVISION_MASK (0x00FF)
139 #define ACE_VERSION_MINOR_MASK    (0x0F00)
140 #define ACE_VERSION_MAJOR_MASK    (0xF000)
141
142 #define ACE_CTRL (0x18)
143 #define ACE_CTRL_FORCELOCKREQ   (0x0001)
144 #define ACE_CTRL_LOCKREQ        (0x0002)
145 #define ACE_CTRL_FORCECFGADDR   (0x0004)
146 #define ACE_CTRL_FORCECFGMODE   (0x0008)
147 #define ACE_CTRL_CFGMODE        (0x0010)
148 #define ACE_CTRL_CFGSTART       (0x0020)
149 #define ACE_CTRL_CFGSEL         (0x0040)
150 #define ACE_CTRL_CFGRESET       (0x0080)
151 #define ACE_CTRL_DATABUFRDYIRQ  (0x0100)
152 #define ACE_CTRL_ERRORIRQ       (0x0200)
153 #define ACE_CTRL_CFGDONEIRQ     (0x0400)
154 #define ACE_CTRL_RESETIRQ       (0x0800)
155 #define ACE_CTRL_CFGPROG        (0x1000)
156 #define ACE_CTRL_CFGADDR_MASK   (0xe000)
157
158 #define ACE_FATSTAT (0x1c)
159
160 #define ACE_NUM_MINORS 16
161 #define ACE_SECTOR_SIZE (512)
162 #define ACE_FIFO_SIZE (32)
163 #define ACE_BUF_PER_SECTOR (ACE_SECTOR_SIZE / ACE_FIFO_SIZE)
164
165 #define ACE_BUS_WIDTH_8  0
166 #define ACE_BUS_WIDTH_16 1
167
168 struct ace_reg_ops;
169
170 struct ace_device {
171         /* driver state data */
172         int id;
173         int media_change;
174         int users;
175         struct list_head list;
176
177         /* finite state machine data */
178         struct tasklet_struct fsm_tasklet;
179         uint fsm_task;          /* Current activity (ACE_TASK_*) */
180         uint fsm_state;         /* Current state (ACE_FSM_STATE_*) */
181         uint fsm_continue_flag; /* cleared to exit FSM mainloop */
182         uint fsm_iter_num;
183         struct timer_list stall_timer;
184
185         /* Transfer state/result, use for both id and block request */
186         struct request *req;    /* request being processed */
187         void *data_ptr;         /* pointer to I/O buffer */
188         int data_count;         /* number of buffers remaining */
189         int data_result;        /* Result of transfer; 0 := success */
190
191         int id_req_count;       /* count of id requests */
192         int id_result;
193         struct completion id_completion;        /* used when id req finishes */
194         int in_irq;
195
196         /* Details of hardware device */
197         resource_size_t physaddr;
198         void __iomem *baseaddr;
199         int irq;
200         int bus_width;          /* 0 := 8 bit; 1 := 16 bit */
201         struct ace_reg_ops *reg_ops;
202         int lock_count;
203
204         /* Block device data structures */
205         spinlock_t lock;
206         struct device *dev;
207         struct request_queue *queue;
208         struct gendisk *gd;
209         struct blk_mq_tag_set tag_set;
210         struct list_head rq_list;
211
212         /* Inserted CF card parameters */
213         u16 cf_id[ATA_ID_WORDS];
214 };
215
216 static DEFINE_MUTEX(xsysace_mutex);
217 static int ace_major;
218
219 /* ---------------------------------------------------------------------
220  * Low level register access
221  */
222
223 struct ace_reg_ops {
224         u16(*in) (struct ace_device * ace, int reg);
225         void (*out) (struct ace_device * ace, int reg, u16 val);
226         void (*datain) (struct ace_device * ace);
227         void (*dataout) (struct ace_device * ace);
228 };
229
230 /* 8 Bit bus width */
231 static u16 ace_in_8(struct ace_device *ace, int reg)
232 {
233         void __iomem *r = ace->baseaddr + reg;
234         return in_8(r) | (in_8(r + 1) << 8);
235 }
236
237 static void ace_out_8(struct ace_device *ace, int reg, u16 val)
238 {
239         void __iomem *r = ace->baseaddr + reg;
240         out_8(r, val);
241         out_8(r + 1, val >> 8);
242 }
243
244 static void ace_datain_8(struct ace_device *ace)
245 {
246         void __iomem *r = ace->baseaddr + 0x40;
247         u8 *dst = ace->data_ptr;
248         int i = ACE_FIFO_SIZE;
249         while (i--)
250                 *dst++ = in_8(r++);
251         ace->data_ptr = dst;
252 }
253
254 static void ace_dataout_8(struct ace_device *ace)
255 {
256         void __iomem *r = ace->baseaddr + 0x40;
257         u8 *src = ace->data_ptr;
258         int i = ACE_FIFO_SIZE;
259         while (i--)
260                 out_8(r++, *src++);
261         ace->data_ptr = src;
262 }
263
264 static struct ace_reg_ops ace_reg_8_ops = {
265         .in = ace_in_8,
266         .out = ace_out_8,
267         .datain = ace_datain_8,
268         .dataout = ace_dataout_8,
269 };
270
271 /* 16 bit big endian bus attachment */
272 static u16 ace_in_be16(struct ace_device *ace, int reg)
273 {
274         return in_be16(ace->baseaddr + reg);
275 }
276
277 static void ace_out_be16(struct ace_device *ace, int reg, u16 val)
278 {
279         out_be16(ace->baseaddr + reg, val);
280 }
281
282 static void ace_datain_be16(struct ace_device *ace)
283 {
284         int i = ACE_FIFO_SIZE / 2;
285         u16 *dst = ace->data_ptr;
286         while (i--)
287                 *dst++ = in_le16(ace->baseaddr + 0x40);
288         ace->data_ptr = dst;
289 }
290
291 static void ace_dataout_be16(struct ace_device *ace)
292 {
293         int i = ACE_FIFO_SIZE / 2;
294         u16 *src = ace->data_ptr;
295         while (i--)
296                 out_le16(ace->baseaddr + 0x40, *src++);
297         ace->data_ptr = src;
298 }
299
300 /* 16 bit little endian bus attachment */
301 static u16 ace_in_le16(struct ace_device *ace, int reg)
302 {
303         return in_le16(ace->baseaddr + reg);
304 }
305
306 static void ace_out_le16(struct ace_device *ace, int reg, u16 val)
307 {
308         out_le16(ace->baseaddr + reg, val);
309 }
310
311 static void ace_datain_le16(struct ace_device *ace)
312 {
313         int i = ACE_FIFO_SIZE / 2;
314         u16 *dst = ace->data_ptr;
315         while (i--)
316                 *dst++ = in_be16(ace->baseaddr + 0x40);
317         ace->data_ptr = dst;
318 }
319
320 static void ace_dataout_le16(struct ace_device *ace)
321 {
322         int i = ACE_FIFO_SIZE / 2;
323         u16 *src = ace->data_ptr;
324         while (i--)
325                 out_be16(ace->baseaddr + 0x40, *src++);
326         ace->data_ptr = src;
327 }
328
329 static struct ace_reg_ops ace_reg_be16_ops = {
330         .in = ace_in_be16,
331         .out = ace_out_be16,
332         .datain = ace_datain_be16,
333         .dataout = ace_dataout_be16,
334 };
335
336 static struct ace_reg_ops ace_reg_le16_ops = {
337         .in = ace_in_le16,
338         .out = ace_out_le16,
339         .datain = ace_datain_le16,
340         .dataout = ace_dataout_le16,
341 };
342
343 static inline u16 ace_in(struct ace_device *ace, int reg)
344 {
345         return ace->reg_ops->in(ace, reg);
346 }
347
348 static inline u32 ace_in32(struct ace_device *ace, int reg)
349 {
350         return ace_in(ace, reg) | (ace_in(ace, reg + 2) << 16);
351 }
352
353 static inline void ace_out(struct ace_device *ace, int reg, u16 val)
354 {
355         ace->reg_ops->out(ace, reg, val);
356 }
357
358 static inline void ace_out32(struct ace_device *ace, int reg, u32 val)
359 {
360         ace_out(ace, reg, val);
361         ace_out(ace, reg + 2, val >> 16);
362 }
363
364 /* ---------------------------------------------------------------------
365  * Debug support functions
366  */
367
368 #if defined(DEBUG)
369 static void ace_dump_mem(void *base, int len)
370 {
371         const char *ptr = base;
372         int i, j;
373
374         for (i = 0; i < len; i += 16) {
375                 printk(KERN_INFO "%.8x:", i);
376                 for (j = 0; j < 16; j++) {
377                         if (!(j % 4))
378                                 printk(" ");
379                         printk("%.2x", ptr[i + j]);
380                 }
381                 printk(" ");
382                 for (j = 0; j < 16; j++)
383                         printk("%c", isprint(ptr[i + j]) ? ptr[i + j] : '.');
384                 printk("\n");
385         }
386 }
387 #else
388 static inline void ace_dump_mem(void *base, int len)
389 {
390 }
391 #endif
392
393 static void ace_dump_regs(struct ace_device *ace)
394 {
395         dev_info(ace->dev,
396                  "    ctrl:  %.8x  seccnt/cmd: %.4x      ver:%.4x\n"
397                  "    status:%.8x  mpu_lba:%.8x  busmode:%4x\n"
398                  "    error: %.8x  cfg_lba:%.8x  fatstat:%.4x\n",
399                  ace_in32(ace, ACE_CTRL),
400                  ace_in(ace, ACE_SECCNTCMD),
401                  ace_in(ace, ACE_VERSION),
402                  ace_in32(ace, ACE_STATUS),
403                  ace_in32(ace, ACE_MPULBA),
404                  ace_in(ace, ACE_BUSMODE),
405                  ace_in32(ace, ACE_ERROR),
406                  ace_in32(ace, ACE_CFGLBA), ace_in(ace, ACE_FATSTAT));
407 }
408
409 static void ace_fix_driveid(u16 *id)
410 {
411 #if defined(__BIG_ENDIAN)
412         int i;
413
414         /* All half words have wrong byte order; swap the bytes */
415         for (i = 0; i < ATA_ID_WORDS; i++, id++)
416                 *id = le16_to_cpu(*id);
417 #endif
418 }
419
420 /* ---------------------------------------------------------------------
421  * Finite State Machine (FSM) implementation
422  */
423
424 /* FSM tasks; used to direct state transitions */
425 #define ACE_TASK_IDLE      0
426 #define ACE_TASK_IDENTIFY  1
427 #define ACE_TASK_READ      2
428 #define ACE_TASK_WRITE     3
429 #define ACE_FSM_NUM_TASKS  4
430
431 /* FSM state definitions */
432 #define ACE_FSM_STATE_IDLE               0
433 #define ACE_FSM_STATE_REQ_LOCK           1
434 #define ACE_FSM_STATE_WAIT_LOCK          2
435 #define ACE_FSM_STATE_WAIT_CFREADY       3
436 #define ACE_FSM_STATE_IDENTIFY_PREPARE   4
437 #define ACE_FSM_STATE_IDENTIFY_TRANSFER  5
438 #define ACE_FSM_STATE_IDENTIFY_COMPLETE  6
439 #define ACE_FSM_STATE_REQ_PREPARE        7
440 #define ACE_FSM_STATE_REQ_TRANSFER       8
441 #define ACE_FSM_STATE_REQ_COMPLETE       9
442 #define ACE_FSM_STATE_ERROR             10
443 #define ACE_FSM_NUM_STATES              11
444
445 /* Set flag to exit FSM loop and reschedule tasklet */
446 static inline void ace_fsm_yield(struct ace_device *ace)
447 {
448         dev_dbg(ace->dev, "ace_fsm_yield()\n");
449         tasklet_schedule(&ace->fsm_tasklet);
450         ace->fsm_continue_flag = 0;
451 }
452
453 /* Set flag to exit FSM loop and wait for IRQ to reschedule tasklet */
454 static inline void ace_fsm_yieldirq(struct ace_device *ace)
455 {
456         dev_dbg(ace->dev, "ace_fsm_yieldirq()\n");
457
458         if (!ace->irq)
459                 /* No IRQ assigned, so need to poll */
460                 tasklet_schedule(&ace->fsm_tasklet);
461         ace->fsm_continue_flag = 0;
462 }
463
464 static bool ace_has_next_request(struct request_queue *q)
465 {
466         struct ace_device *ace = q->queuedata;
467
468         return !list_empty(&ace->rq_list);
469 }
470
471 /* Get the next read/write request; ending requests that we don't handle */
472 static struct request *ace_get_next_request(struct request_queue *q)
473 {
474         struct ace_device *ace = q->queuedata;
475         struct request *rq;
476
477         rq = list_first_entry_or_null(&ace->rq_list, struct request, queuelist);
478         if (rq) {
479                 list_del_init(&rq->queuelist);
480                 blk_mq_start_request(rq);
481         }
482
483         return NULL;
484 }
485
486 static void ace_fsm_dostate(struct ace_device *ace)
487 {
488         struct request *req;
489         u32 status;
490         u16 val;
491         int count;
492
493 #if defined(DEBUG)
494         dev_dbg(ace->dev, "fsm_state=%i, id_req_count=%i\n",
495                 ace->fsm_state, ace->id_req_count);
496 #endif
497
498         /* Verify that there is actually a CF in the slot. If not, then
499          * bail out back to the idle state and wake up all the waiters */
500         status = ace_in32(ace, ACE_STATUS);
501         if ((status & ACE_STATUS_CFDETECT) == 0) {
502                 ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_IDLE;
503                 ace->media_change = 1;
504                 set_capacity(ace->gd, 0);
505                 dev_info(ace->dev, "No CF in slot\n");
506
507                 /* Drop all in-flight and pending requests */
508                 if (ace->req) {
509                         blk_mq_end_request(ace->req, BLK_STS_IOERR);
510                         ace->req = NULL;
511                 }
512                 while ((req = ace_get_next_request(ace->queue)) != NULL)
513                         blk_mq_end_request(req, BLK_STS_IOERR);
514
515                 /* Drop back to IDLE state and notify waiters */
516                 ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_IDLE;
517                 ace->id_result = -EIO;
518                 while (ace->id_req_count) {
519                         complete(&ace->id_completion);
520                         ace->id_req_count--;
521                 }
522         }
523
524         switch (ace->fsm_state) {
525         case ACE_FSM_STATE_IDLE:
526                 /* See if there is anything to do */
527                 if (ace->id_req_count || ace_has_next_request(ace->queue)) {
528                         ace->fsm_iter_num++;
529                         ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_REQ_LOCK;
530                         mod_timer(&ace->stall_timer, jiffies + HZ);
531                         if (!timer_pending(&ace->stall_timer))
532                                 add_timer(&ace->stall_timer);
533                         break;
534                 }
535                 del_timer(&ace->stall_timer);
536                 ace->fsm_continue_flag = 0;
537                 break;
538
539         case ACE_FSM_STATE_REQ_LOCK:
540                 if (ace_in(ace, ACE_STATUS) & ACE_STATUS_MPULOCK) {
541                         /* Already have the lock, jump to next state */
542                         ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_WAIT_CFREADY;
543                         break;
544                 }
545
546                 /* Request the lock */
547                 val = ace_in(ace, ACE_CTRL);
548                 ace_out(ace, ACE_CTRL, val | ACE_CTRL_LOCKREQ);
549                 ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_WAIT_LOCK;
550                 break;
551
552         case ACE_FSM_STATE_WAIT_LOCK:
553                 if (ace_in(ace, ACE_STATUS) & ACE_STATUS_MPULOCK) {
554                         /* got the lock; move to next state */
555                         ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_WAIT_CFREADY;
556                         break;
557                 }
558
559                 /* wait a bit for the lock */
560                 ace_fsm_yield(ace);
561                 break;
562
563         case ACE_FSM_STATE_WAIT_CFREADY:
564                 status = ace_in32(ace, ACE_STATUS);
565                 if (!(status & ACE_STATUS_RDYFORCFCMD) ||
566                     (status & ACE_STATUS_CFBSY)) {
567                         /* CF card isn't ready; it needs to be polled */
568                         ace_fsm_yield(ace);
569                         break;
570                 }
571
572                 /* Device is ready for command; determine what to do next */
573                 if (ace->id_req_count)
574                         ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_IDENTIFY_PREPARE;
575                 else
576                         ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_REQ_PREPARE;
577                 break;
578
579         case ACE_FSM_STATE_IDENTIFY_PREPARE:
580                 /* Send identify command */
581                 ace->fsm_task = ACE_TASK_IDENTIFY;
582                 ace->data_ptr = ace->cf_id;
583                 ace->data_count = ACE_BUF_PER_SECTOR;
584                 ace_out(ace, ACE_SECCNTCMD, ACE_SECCNTCMD_IDENTIFY);
585
586                 /* As per datasheet, put config controller in reset */
587                 val = ace_in(ace, ACE_CTRL);
588                 ace_out(ace, ACE_CTRL, val | ACE_CTRL_CFGRESET);
589
590                 /* irq handler takes over from this point; wait for the
591                  * transfer to complete */
592                 ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_IDENTIFY_TRANSFER;
593                 ace_fsm_yieldirq(ace);
594                 break;
595
596         case ACE_FSM_STATE_IDENTIFY_TRANSFER:
597                 /* Check that the sysace is ready to receive data */
598                 status = ace_in32(ace, ACE_STATUS);
599                 if (status & ACE_STATUS_CFBSY) {
600                         dev_dbg(ace->dev, "CFBSY set; t=%i iter=%i dc=%i\n",
601                                 ace->fsm_task, ace->fsm_iter_num,
602                                 ace->data_count);
603                         ace_fsm_yield(ace);
604                         break;
605                 }
606                 if (!(status & ACE_STATUS_DATABUFRDY)) {
607                         ace_fsm_yield(ace);
608                         break;
609                 }
610
611                 /* Transfer the next buffer */
612                 ace->reg_ops->datain(ace);
613                 ace->data_count--;
614
615                 /* If there are still buffers to be transfers; jump out here */
616                 if (ace->data_count != 0) {
617                         ace_fsm_yieldirq(ace);
618                         break;
619                 }
620
621                 /* transfer finished; kick state machine */
622                 dev_dbg(ace->dev, "identify finished\n");
623                 ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_IDENTIFY_COMPLETE;
624                 break;
625
626         case ACE_FSM_STATE_IDENTIFY_COMPLETE:
627                 ace_fix_driveid(ace->cf_id);
628                 ace_dump_mem(ace->cf_id, 512);  /* Debug: Dump out disk ID */
629
630                 if (ace->data_result) {
631                         /* Error occurred, disable the disk */
632                         ace->media_change = 1;
633                         set_capacity(ace->gd, 0);
634                         dev_err(ace->dev, "error fetching CF id (%i)\n",
635                                 ace->data_result);
636                 } else {
637                         ace->media_change = 0;
638
639                         /* Record disk parameters */
640                         set_capacity(ace->gd,
641                                 ata_id_u32(ace->cf_id, ATA_ID_LBA_CAPACITY));
642                         dev_info(ace->dev, "capacity: %i sectors\n",
643                                 ata_id_u32(ace->cf_id, ATA_ID_LBA_CAPACITY));
644                 }
645
646                 /* We're done, drop to IDLE state and notify waiters */
647                 ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_IDLE;
648                 ace->id_result = ace->data_result;
649                 while (ace->id_req_count) {
650                         complete(&ace->id_completion);
651                         ace->id_req_count--;
652                 }
653                 break;
654
655         case ACE_FSM_STATE_REQ_PREPARE:
656                 req = ace_get_next_request(ace->queue);
657                 if (!req) {
658                         ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_IDLE;
659                         break;
660                 }
661
662                 /* Okay, it's a data request, set it up for transfer */
663                 dev_dbg(ace->dev,
664                         "request: sec=%llx hcnt=%x, ccnt=%x, dir=%i\n",
665                         (unsigned long long)blk_rq_pos(req),
666                         blk_rq_sectors(req), blk_rq_cur_sectors(req),
667                         rq_data_dir(req));
668
669                 ace->req = req;
670                 ace->data_ptr = bio_data(req->bio);
671                 ace->data_count = blk_rq_cur_sectors(req) * ACE_BUF_PER_SECTOR;
672                 ace_out32(ace, ACE_MPULBA, blk_rq_pos(req) & 0x0FFFFFFF);
673
674                 count = blk_rq_sectors(req);
675                 if (rq_data_dir(req)) {
676                         /* Kick off write request */
677                         dev_dbg(ace->dev, "write data\n");
678                         ace->fsm_task = ACE_TASK_WRITE;
679                         ace_out(ace, ACE_SECCNTCMD,
680                                 count | ACE_SECCNTCMD_WRITE_DATA);
681                 } else {
682                         /* Kick off read request */
683                         dev_dbg(ace->dev, "read data\n");
684                         ace->fsm_task = ACE_TASK_READ;
685                         ace_out(ace, ACE_SECCNTCMD,
686                                 count | ACE_SECCNTCMD_READ_DATA);
687                 }
688
689                 /* As per datasheet, put config controller in reset */
690                 val = ace_in(ace, ACE_CTRL);
691                 ace_out(ace, ACE_CTRL, val | ACE_CTRL_CFGRESET);
692
693                 /* Move to the transfer state.  The systemace will raise
694                  * an interrupt once there is something to do
695                  */
696                 ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_REQ_TRANSFER;
697                 if (ace->fsm_task == ACE_TASK_READ)
698                         ace_fsm_yieldirq(ace);  /* wait for data ready */
699                 break;
700
701         case ACE_FSM_STATE_REQ_TRANSFER:
702                 /* Check that the sysace is ready to receive data */
703                 status = ace_in32(ace, ACE_STATUS);
704                 if (status & ACE_STATUS_CFBSY) {
705                         dev_dbg(ace->dev,
706                                 "CFBSY set; t=%i iter=%i c=%i dc=%i irq=%i\n",
707                                 ace->fsm_task, ace->fsm_iter_num,
708                                 blk_rq_cur_sectors(ace->req) * 16,
709                                 ace->data_count, ace->in_irq);
710                         ace_fsm_yield(ace);     /* need to poll CFBSY bit */
711                         break;
712                 }
713                 if (!(status & ACE_STATUS_DATABUFRDY)) {
714                         dev_dbg(ace->dev,
715                                 "DATABUF not set; t=%i iter=%i c=%i dc=%i irq=%i\n",
716                                 ace->fsm_task, ace->fsm_iter_num,
717                                 blk_rq_cur_sectors(ace->req) * 16,
718                                 ace->data_count, ace->in_irq);
719                         ace_fsm_yieldirq(ace);
720                         break;
721                 }
722
723                 /* Transfer the next buffer */
724                 if (ace->fsm_task == ACE_TASK_WRITE)
725                         ace->reg_ops->dataout(ace);
726                 else
727                         ace->reg_ops->datain(ace);
728                 ace->data_count--;
729
730                 /* If there are still buffers to be transfers; jump out here */
731                 if (ace->data_count != 0) {
732                         ace_fsm_yieldirq(ace);
733                         break;
734                 }
735
736                 /* bio finished; is there another one? */
737                 if (blk_update_request(ace->req, BLK_STS_OK,
738                     blk_rq_cur_bytes(ace->req))) {
739                         /* dev_dbg(ace->dev, "next block; h=%u c=%u\n",
740                          *      blk_rq_sectors(ace->req),
741                          *      blk_rq_cur_sectors(ace->req));
742                          */
743                         ace->data_ptr = bio_data(ace->req->bio);
744                         ace->data_count = blk_rq_cur_sectors(ace->req) * 16;
745                         ace_fsm_yieldirq(ace);
746                         break;
747                 }
748
749                 ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_REQ_COMPLETE;
750                 break;
751
752         case ACE_FSM_STATE_REQ_COMPLETE:
753                 ace->req = NULL;
754
755                 /* Finished request; go to idle state */
756                 ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_IDLE;
757                 break;
758
759         default:
760                 ace->fsm_state = ACE_FSM_STATE_IDLE;
761                 break;
762         }
763 }
764
765 static void ace_fsm_tasklet(unsigned long data)
766 {
767         struct ace_device *ace = (void *)data;
768         unsigned long flags;
769
770         spin_lock_irqsave(&ace->lock, flags);
771
772         /* Loop over state machine until told to stop */
773         ace->fsm_continue_flag = 1;
774         while (ace->fsm_continue_flag)
775                 ace_fsm_dostate(ace);
776
777         spin_unlock_irqrestore(&ace->lock, flags);
778 }
779
780 static void ace_stall_timer(struct timer_list *t)
781 {
782         struct ace_device *ace = from_timer(ace, t, stall_timer);
783         unsigned long flags;
784
785         dev_warn(ace->dev,
786                  "kicking stalled fsm; state=%i task=%i iter=%i dc=%i\n",
787                  ace->fsm_state, ace->fsm_task, ace->fsm_iter_num,
788                  ace->data_count);
789         spin_lock_irqsave(&ace->lock, flags);
790
791         /* Rearm the stall timer *before* entering FSM (which may then
792          * delete the timer) */
793         mod_timer(&ace->stall_timer, jiffies + HZ);
794
795         /* Loop over state machine until told to stop */
796         ace->fsm_continue_flag = 1;
797         while (ace->fsm_continue_flag)
798                 ace_fsm_dostate(ace);
799
800         spin_unlock_irqrestore(&ace->lock, flags);
801 }
802
803 /* ---------------------------------------------------------------------
804  * Interrupt handling routines
805  */
806 static int ace_interrupt_checkstate(struct ace_device *ace)
807 {
808         u32 sreg = ace_in32(ace, ACE_STATUS);
809         u16 creg = ace_in(ace, ACE_CTRL);
810
811         /* Check for error occurrence */
812         if ((sreg & (ACE_STATUS_CFGERROR | ACE_STATUS_CFCERROR)) &&
813             (creg & ACE_CTRL_ERRORIRQ)) {
814                 dev_err(ace->dev, "transfer failure\n");
815                 ace_dump_regs(ace);
816                 return -EIO;
817         }
818
819         return 0;
820 }
821
822 static irqreturn_t ace_interrupt(int irq, void *dev_id)
823 {
824         u16 creg;
825         struct ace_device *ace = dev_id;
826
827         /* be safe and get the lock */
828         spin_lock(&ace->lock);
829         ace->in_irq = 1;
830
831         /* clear the interrupt */
832         creg = ace_in(ace, ACE_CTRL);
833         ace_out(ace, ACE_CTRL, creg | ACE_CTRL_RESETIRQ);
834         ace_out(ace, ACE_CTRL, creg);
835
836         /* check for IO failures */
837         if (ace_interrupt_checkstate(ace))
838                 ace->data_result = -EIO;
839
840         if (ace->fsm_task == 0) {
841                 dev_err(ace->dev,
842                         "spurious irq; stat=%.8x ctrl=%.8x cmd=%.4x\n",
843                         ace_in32(ace, ACE_STATUS), ace_in32(ace, ACE_CTRL),
844                         ace_in(ace, ACE_SECCNTCMD));
845                 dev_err(ace->dev, "fsm_task=%i fsm_state=%i data_count=%i\n",
846                         ace->fsm_task, ace->fsm_state, ace->data_count);
847         }
848
849         /* Loop over state machine until told to stop */
850         ace->fsm_continue_flag = 1;
851         while (ace->fsm_continue_flag)
852                 ace_fsm_dostate(ace);
853
854         /* done with interrupt; drop the lock */
855         ace->in_irq = 0;
856         spin_unlock(&ace->lock);
857
858         return IRQ_HANDLED;
859 }
860
861 /* ---------------------------------------------------------------------
862  * Block ops
863  */
864 static blk_status_t ace_queue_rq(struct blk_mq_hw_ctx *hctx,
865                                  const struct blk_mq_queue_data *bd)
866 {
867         struct ace_device *ace = hctx->queue->queuedata;
868         struct request *req = bd->rq;
869
870         if (blk_rq_is_passthrough(req)) {
871                 blk_mq_start_request(req);
872                 return BLK_STS_IOERR;
873         }
874
875         spin_lock_irq(&ace->lock);
876         list_add_tail(&req->queuelist, &ace->rq_list);
877         spin_unlock_irq(&ace->lock);
878
879         tasklet_schedule(&ace->fsm_tasklet);
880         return BLK_STS_OK;
881 }
882
883 static unsigned int ace_check_events(struct gendisk *gd, unsigned int clearing)
884 {
885         struct ace_device *ace = gd->private_data;
886         dev_dbg(ace->dev, "ace_check_events(): %i\n", ace->media_change);
887
888         return ace->media_change ? DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE : 0;
889 }
890
891 static void ace_media_changed(struct ace_device *ace)
892 {
893         unsigned long flags;
894
895         dev_dbg(ace->dev, "requesting cf id and scheduling tasklet\n");
896
897         spin_lock_irqsave(&ace->lock, flags);
898         ace->id_req_count++;
899         spin_unlock_irqrestore(&ace->lock, flags);
900
901         tasklet_schedule(&ace->fsm_tasklet);
902         wait_for_completion(&ace->id_completion);
903
904         dev_dbg(ace->dev, "revalidate complete\n");
905 }
906
907 static int ace_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
908 {
909         struct ace_device *ace = bdev->bd_disk->private_data;
910         unsigned long flags;
911
912         dev_dbg(ace->dev, "ace_open() users=%i\n", ace->users + 1);
913
914         mutex_lock(&xsysace_mutex);
915         spin_lock_irqsave(&ace->lock, flags);
916         ace->users++;
917         spin_unlock_irqrestore(&ace->lock, flags);
918
919         if (bdev_check_media_change(bdev) && ace->media_change)
920                 ace_media_changed(ace);
921         mutex_unlock(&xsysace_mutex);
922
923         return 0;
924 }
925
926 static void ace_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode)
927 {
928         struct ace_device *ace = disk->private_data;
929         unsigned long flags;
930         u16 val;
931
932         dev_dbg(ace->dev, "ace_release() users=%i\n", ace->users - 1);
933
934         mutex_lock(&xsysace_mutex);
935         spin_lock_irqsave(&ace->lock, flags);
936         ace->users--;
937         if (ace->users == 0) {
938                 val = ace_in(ace, ACE_CTRL);
939                 ace_out(ace, ACE_CTRL, val & ~ACE_CTRL_LOCKREQ);
940         }
941         spin_unlock_irqrestore(&ace->lock, flags);
942         mutex_unlock(&xsysace_mutex);
943 }
944
945 static int ace_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
946 {
947         struct ace_device *ace = bdev->bd_disk->private_data;
948         u16 *cf_id = ace->cf_id;
949
950         dev_dbg(ace->dev, "ace_getgeo()\n");
951
952         geo->heads      = cf_id[ATA_ID_HEADS];
953         geo->sectors    = cf_id[ATA_ID_SECTORS];
954         geo->cylinders  = cf_id[ATA_ID_CYLS];
955
956         return 0;
957 }
958
959 static const struct block_device_operations ace_fops = {
960         .owner = THIS_MODULE,
961         .open = ace_open,
962         .release = ace_release,
963         .check_events = ace_check_events,
964         .getgeo = ace_getgeo,
965 };
966
967 static const struct blk_mq_ops ace_mq_ops = {
968         .queue_rq       = ace_queue_rq,
969 };
970
971 /* --------------------------------------------------------------------
972  * SystemACE device setup/teardown code
973  */
974 static int ace_setup(struct ace_device *ace)
975 {
976         u16 version;
977         u16 val;
978         int rc;
979
980         dev_dbg(ace->dev, "ace_setup(ace=0x%p)\n", ace);
981         dev_dbg(ace->dev, "physaddr=0x%llx irq=%i\n",
982                 (unsigned long long)ace->physaddr, ace->irq);
983
984         spin_lock_init(&ace->lock);
985         init_completion(&ace->id_completion);
986         INIT_LIST_HEAD(&ace->rq_list);
987
988         /*
989          * Map the device
990          */
991         ace->baseaddr = ioremap(ace->physaddr, 0x80);
992         if (!ace->baseaddr)
993                 goto err_ioremap;
994
995         /*
996          * Initialize the state machine tasklet and stall timer
997          */
998         tasklet_init(&ace->fsm_tasklet, ace_fsm_tasklet, (unsigned long)ace);
999         timer_setup(&ace->stall_timer, ace_stall_timer, 0);
1000
1001         /*
1002          * Initialize the request queue
1003          */
1004         ace->queue = blk_mq_init_sq_queue(&ace->tag_set, &ace_mq_ops, 2,
1005                                                 BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE);
1006         if (IS_ERR(ace->queue)) {
1007                 rc = PTR_ERR(ace->queue);
1008                 ace->queue = NULL;
1009                 goto err_blk_initq;
1010         }
1011         ace->queue->queuedata = ace;
1012
1013         blk_queue_logical_block_size(ace->queue, 512);
1014         blk_queue_bounce_limit(ace->queue, BLK_BOUNCE_HIGH);
1015
1016         /*
1017          * Allocate and initialize GD structure
1018          */
1019         ace->gd = alloc_disk(ACE_NUM_MINORS);
1020         if (!ace->gd)
1021                 goto err_alloc_disk;
1022
1023         ace->gd->major = ace_major;
1024         ace->gd->first_minor = ace->id * ACE_NUM_MINORS;
1025         ace->gd->fops = &ace_fops;
1026         ace->gd->events = DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE;
1027         ace->gd->queue = ace->queue;
1028         ace->gd->private_data = ace;
1029         snprintf(ace->gd->disk_name, 32, "xs%c", ace->id + 'a');
1030
1031         /* set bus width */
1032         if (ace->bus_width == ACE_BUS_WIDTH_16) {
1033                 /* 0x0101 should work regardless of endianess */
1034                 ace_out_le16(ace, ACE_BUSMODE, 0x0101);
1035
1036                 /* read it back to determine endianess */
1037                 if (ace_in_le16(ace, ACE_BUSMODE) == 0x0001)
1038                         ace->reg_ops = &ace_reg_le16_ops;
1039                 else
1040                         ace->reg_ops = &ace_reg_be16_ops;
1041         } else {
1042                 ace_out_8(ace, ACE_BUSMODE, 0x00);
1043                 ace->reg_ops = &ace_reg_8_ops;
1044         }
1045
1046         /* Make sure version register is sane */
1047         version = ace_in(ace, ACE_VERSION);
1048         if ((version == 0) || (version == 0xFFFF))
1049                 goto err_read;
1050
1051         /* Put sysace in a sane state by clearing most control reg bits */
1052         ace_out(ace, ACE_CTRL, ACE_CTRL_FORCECFGMODE |
1053                 ACE_CTRL_DATABUFRDYIRQ | ACE_CTRL_ERRORIRQ);
1054
1055         /* Now we can hook up the irq handler */
1056         if (ace->irq) {
1057                 rc = request_irq(ace->irq, ace_interrupt, 0, "systemace", ace);
1058                 if (rc) {
1059                         /* Failure - fall back to polled mode */
1060                         dev_err(ace->dev, "request_irq failed\n");
1061                         ace->irq = 0;
1062                 }
1063         }
1064
1065         /* Enable interrupts */
1066         val = ace_in(ace, ACE_CTRL);
1067         val |= ACE_CTRL_DATABUFRDYIRQ | ACE_CTRL_ERRORIRQ;
1068         ace_out(ace, ACE_CTRL, val);
1069
1070         /* Print the identification */
1071         dev_info(ace->dev, "Xilinx SystemACE revision %i.%i.%i\n",
1072                  (version >> 12) & 0xf, (version >> 8) & 0x0f, version & 0xff);
1073         dev_dbg(ace->dev, "physaddr 0x%llx, mapped to 0x%p, irq=%i\n",
1074                 (unsigned long long) ace->physaddr, ace->baseaddr, ace->irq);
1075
1076         ace->media_change = 1;
1077         ace_media_changed(ace);
1078
1079         /* Make the sysace device 'live' */
1080         add_disk(ace->gd);
1081
1082         return 0;
1083
1084 err_read:
1085         /* prevent double queue cleanup */
1086         ace->gd->queue = NULL;
1087         put_disk(ace->gd);
1088 err_alloc_disk:
1089         blk_cleanup_queue(ace->queue);
1090         blk_mq_free_tag_set(&ace->tag_set);
1091 err_blk_initq:
1092         iounmap(ace->baseaddr);
1093 err_ioremap:
1094         dev_info(ace->dev, "xsysace: error initializing device at 0x%llx\n",
1095                  (unsigned long long) ace->physaddr);
1096         return -ENOMEM;
1097 }
1098
1099 static void ace_teardown(struct ace_device *ace)
1100 {
1101         if (ace->gd) {
1102                 del_gendisk(ace->gd);
1103                 put_disk(ace->gd);
1104         }
1105
1106         if (ace->queue) {
1107                 blk_cleanup_queue(ace->queue);
1108                 blk_mq_free_tag_set(&ace->tag_set);
1109         }
1110
1111         tasklet_kill(&ace->fsm_tasklet);
1112
1113         if (ace->irq)
1114                 free_irq(ace->irq, ace);
1115
1116         iounmap(ace->baseaddr);
1117 }
1118
1119 static int ace_alloc(struct device *dev, int id, resource_size_t physaddr,
1120                      int irq, int bus_width)
1121 {
1122         struct ace_device *ace;
1123         int rc;
1124         dev_dbg(dev, "ace_alloc(%p)\n", dev);
1125
1126         if (!physaddr) {
1127                 rc = -ENODEV;
1128                 goto err_noreg;
1129         }
1130
1131         /* Allocate and initialize the ace device structure */
1132         ace = kzalloc(sizeof(struct ace_device), GFP_KERNEL);
1133         if (!ace) {
1134                 rc = -ENOMEM;
1135                 goto err_alloc;
1136         }
1137
1138         ace->dev = dev;
1139         ace->id = id;
1140         ace->physaddr = physaddr;
1141         ace->irq = irq;
1142         ace->bus_width = bus_width;
1143
1144         /* Call the setup code */
1145         rc = ace_setup(ace);
1146         if (rc)
1147                 goto err_setup;
1148
1149         dev_set_drvdata(dev, ace);
1150         return 0;
1151
1152 err_setup:
1153         dev_set_drvdata(dev, NULL);
1154         kfree(ace);
1155 err_alloc:
1156 err_noreg:
1157         dev_err(dev, "could not initialize device, err=%i\n", rc);
1158         return rc;
1159 }
1160
1161 static void ace_free(struct device *dev)
1162 {
1163         struct ace_device *ace = dev_get_drvdata(dev);
1164         dev_dbg(dev, "ace_free(%p)\n", dev);
1165
1166         if (ace) {
1167                 ace_teardown(ace);
1168                 dev_set_drvdata(dev, NULL);
1169                 kfree(ace);
1170         }
1171 }
1172
1173 /* ---------------------------------------------------------------------
1174  * Platform Bus Support
1175  */
1176
1177 static int ace_probe(struct platform_device *dev)
1178 {
1179         resource_size_t physaddr = 0;
1180         int bus_width = ACE_BUS_WIDTH_16; /* FIXME: should not be hard coded */
1181         u32 id = dev->id;
1182         int irq = 0;
1183         int i;
1184
1185         dev_dbg(&dev->dev, "ace_probe(%p)\n", dev);
1186
1187         /* device id and bus width */
1188         if (of_property_read_u32(dev->dev.of_node, "port-number", &id))
1189                 id = 0;
1190         if (of_find_property(dev->dev.of_node, "8-bit", NULL))
1191                 bus_width = ACE_BUS_WIDTH_8;
1192
1193         for (i = 0; i < dev->num_resources; i++) {
1194                 if (dev->resource[i].flags & IORESOURCE_MEM)
1195                         physaddr = dev->resource[i].start;
1196                 if (dev->resource[i].flags & IORESOURCE_IRQ)
1197                         irq = dev->resource[i].start;
1198         }
1199
1200         /* Call the bus-independent setup code */
1201         return ace_alloc(&dev->dev, id, physaddr, irq, bus_width);
1202 }
1203
1204 /*
1205  * Platform bus remove() method
1206  */
1207 static int ace_remove(struct platform_device *dev)
1208 {
1209         ace_free(&dev->dev);
1210         return 0;
1211 }
1212
1213 #if defined(CONFIG_OF)
1214 /* Match table for of_platform binding */
1215 static const struct of_device_id ace_of_match[] = {
1216         { .compatible = "xlnx,opb-sysace-1.00.b", },
1217         { .compatible = "xlnx,opb-sysace-1.00.c", },
1218         { .compatible = "xlnx,xps-sysace-1.00.a", },
1219         { .compatible = "xlnx,sysace", },
1220         {},
1221 };
1222 MODULE_DEVICE_TABLE(of, ace_of_match);
1223 #else /* CONFIG_OF */
1224 #define ace_of_match NULL
1225 #endif /* CONFIG_OF */
1226
1227 static struct platform_driver ace_platform_driver = {
1228         .probe = ace_probe,
1229         .remove = ace_remove,
1230         .driver = {
1231                 .name = "xsysace",
1232                 .of_match_table = ace_of_match,
1233         },
1234 };
1235
1236 /* ---------------------------------------------------------------------
1237  * Module init/exit routines
1238  */
1239 static int __init ace_init(void)
1240 {
1241         int rc;
1242
1243         ace_major = register_blkdev(ace_major, "xsysace");
1244         if (ace_major <= 0) {
1245                 rc = -ENOMEM;
1246                 goto err_blk;
1247         }
1248
1249         rc = platform_driver_register(&ace_platform_driver);
1250         if (rc)
1251                 goto err_plat;
1252
1253         pr_info("Xilinx SystemACE device driver, major=%i\n", ace_major);
1254         return 0;
1255
1256 err_plat:
1257         unregister_blkdev(ace_major, "xsysace");
1258 err_blk:
1259         printk(KERN_ERR "xsysace: registration failed; err=%i\n", rc);
1260         return rc;
1261 }
1262 module_init(ace_init);
1263
1264 static void __exit ace_exit(void)
1265 {
1266         pr_debug("Unregistering Xilinx SystemACE driver\n");
1267         platform_driver_unregister(&ace_platform_driver);
1268         unregister_blkdev(ace_major, "xsysace");
1269 }
1270 module_exit(ace_exit);