drivers/tty/serial: add LiteUART driver
authorFilip Kokosinski <fkokosinski@antmicro.com>
Tue, 13 Oct 2020 14:46:21 +0000 (16:46 +0200)
committerStafford Horne <shorne@gmail.com>
Mon, 9 Nov 2020 12:07:01 +0000 (21:07 +0900)
This commit adds driver for the FPGA-based LiteUART serial controller
from LiteX SoC builder.

The current implementation supports LiteUART configured
for 32 bit data width and 8 bit CSR bus width.

It does not support IRQ.

Signed-off-by: Filip Kokosinski <fkokosinski@antmicro.com>
Signed-off-by: Mateusz Holenko <mholenko@antmicro.com>
Reviewed-by: Greg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
Signed-off-by: Stafford Horne <shorne@gmail.com>
MAINTAINERS
drivers/tty/serial/Kconfig
drivers/tty/serial/Makefile
drivers/tty/serial/liteuart.c [new file with mode: 0644]

index 3fde022413f9191f89d90178183524e4a45e6524..0b1f39b3938d118b1462fcc40c93472af774fc45 100644 (file)
@@ -10178,6 +10178,7 @@ M:      Mateusz Holenko <mholenko@antmicro.com>
 S:     Maintained
 F:     Documentation/devicetree/bindings/*/litex,*.yaml
 F:     drivers/soc/litex/litex_soc_ctrl.c
+F:     drivers/tty/serial/liteuart.c
 F:     include/linux/litex.h
 
 LIVE PATCHING
index 1044fc3876914a0d50847bae629a5a0c3de8bc04..c3c683968ab33cffb8ba35f7a77c2ee5c0653e3c 100644 (file)
@@ -1582,6 +1582,38 @@ config SERIAL_MILBEAUT_USIO_CONSOLE
          receives all kernel messages and warnings and which allows logins in
          single user mode).
 
+config SERIAL_LITEUART
+       tristate "LiteUART serial port support"
+       depends on HAS_IOMEM
+       depends on OF || COMPILE_TEST
+       depends on LITEX
+       select SERIAL_CORE
+       help
+         This driver is for the FPGA-based LiteUART serial controller from LiteX
+         SoC builder.
+
+         Say 'Y' or 'M' here if you wish to use the LiteUART serial controller.
+         Otherwise, say 'N'.
+
+config SERIAL_LITEUART_MAX_PORTS
+       int "Maximum number of LiteUART ports"
+       depends on SERIAL_LITEUART
+       default "1"
+       help
+         Set this to the maximum number of serial ports you want the driver
+         to support.
+
+config SERIAL_LITEUART_CONSOLE
+       bool "LiteUART serial port console support"
+       depends on SERIAL_LITEUART=y
+       select SERIAL_CORE_CONSOLE
+       help
+         Say 'Y' or 'M' here if you wish to use the FPGA-based LiteUART serial
+         controller from LiteX SoC builder as the system console
+         (the system console is the device which receives all kernel messages
+         and warnings and which allows logins in single user mode).
+         Otherwise, say 'N'.
+
 endmenu
 
 config SERIAL_MCTRL_GPIO
index caf167f0c10a6238417184606973ea7ffc71be5b..ed4be0ebab8d47f64c4f48d6a78313e82fd2d831 100644 (file)
@@ -90,6 +90,7 @@ obj-$(CONFIG_SERIAL_OWL)      += owl-uart.o
 obj-$(CONFIG_SERIAL_RDA)       += rda-uart.o
 obj-$(CONFIG_SERIAL_MILBEAUT_USIO) += milbeaut_usio.o
 obj-$(CONFIG_SERIAL_SIFIVE)    += sifive.o
+obj-$(CONFIG_SERIAL_LITEUART) += liteuart.o
 
 # GPIOLIB helpers for modem control lines
 obj-$(CONFIG_SERIAL_MCTRL_GPIO)        += serial_mctrl_gpio.o
diff --git a/drivers/tty/serial/liteuart.c b/drivers/tty/serial/liteuart.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..64842f3
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,404 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
+/*
+ * LiteUART serial controller (LiteX) Driver
+ *
+ * Copyright (C) 2019-2020 Antmicro <www.antmicro.com>
+ */
+
+#include <linux/console.h>
+#include <linux/litex.h>
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/of.h>
+#include <linux/of_address.h>
+#include <linux/of_platform.h>
+#include <linux/serial.h>
+#include <linux/serial_core.h>
+#include <linux/slab.h>
+#include <linux/timer.h>
+#include <linux/tty_flip.h>
+#include <linux/xarray.h>
+
+/*
+ * CSRs definitions (base address offsets + width)
+ *
+ * The definitions below are true for LiteX SoC configured for 8-bit CSR Bus,
+ * 32-bit aligned.
+ *
+ * Supporting other configurations might require new definitions or a more
+ * generic way of indexing the LiteX CSRs.
+ *
+ * For more details on how CSRs are defined and handled in LiteX, see comments
+ * in the LiteX SoC Driver: drivers/soc/litex/litex_soc_ctrl.c
+ */
+#define OFF_RXTX       0x00
+#define OFF_TXFULL     0x04
+#define OFF_RXEMPTY    0x08
+#define OFF_EV_STATUS  0x0c
+#define OFF_EV_PENDING 0x10
+#define OFF_EV_ENABLE  0x14
+
+/* events */
+#define EV_TX          0x1
+#define EV_RX          0x2
+
+struct liteuart_port {
+       struct uart_port port;
+       struct timer_list timer;
+       u32 id;
+};
+
+#define to_liteuart_port(port) container_of(port, struct liteuart_port, port)
+
+static DEFINE_XARRAY_FLAGS(liteuart_array, XA_FLAGS_ALLOC);
+
+#ifdef CONFIG_SERIAL_LITEUART_CONSOLE
+static struct console liteuart_console;
+#endif
+
+static struct uart_driver liteuart_driver = {
+       .owner = THIS_MODULE,
+       .driver_name = "liteuart",
+       .dev_name = "ttyLXU",
+       .major = 0,
+       .minor = 0,
+       .nr = CONFIG_SERIAL_LITEUART_MAX_PORTS,
+#ifdef CONFIG_SERIAL_LITEUART_CONSOLE
+       .cons = &liteuart_console,
+#endif
+};
+
+static void liteuart_timer(struct timer_list *t)
+{
+       struct liteuart_port *uart = from_timer(uart, t, timer);
+       struct uart_port *port = &uart->port;
+       unsigned char __iomem *membase = port->membase;
+       unsigned int flg = TTY_NORMAL;
+       int ch;
+       unsigned long status;
+
+       while ((status = !litex_read8(membase + OFF_RXEMPTY)) == 1) {
+               ch = litex_read8(membase + OFF_RXTX);
+               port->icount.rx++;
+
+               /* necessary for RXEMPTY to refresh its value */
+               litex_write8(membase + OFF_EV_PENDING, EV_TX | EV_RX);
+
+               /* no overflow bits in status */
+               if (!(uart_handle_sysrq_char(port, ch)))
+                       uart_insert_char(port, status, 0, ch, flg);
+
+               tty_flip_buffer_push(&port->state->port);
+       }
+
+       mod_timer(&uart->timer, jiffies + uart_poll_timeout(port));
+}
+
+static void liteuart_putchar(struct uart_port *port, int ch)
+{
+       while (litex_read8(port->membase + OFF_TXFULL))
+               cpu_relax();
+
+       litex_write8(port->membase + OFF_RXTX, ch);
+}
+
+static unsigned int liteuart_tx_empty(struct uart_port *port)
+{
+       /* not really tx empty, just checking if tx is not full */
+       if (!litex_read8(port->membase + OFF_TXFULL))
+               return TIOCSER_TEMT;
+
+       return 0;
+}
+
+static void liteuart_set_mctrl(struct uart_port *port, unsigned int mctrl)
+{
+       /* modem control register is not present in LiteUART */
+}
+
+static unsigned int liteuart_get_mctrl(struct uart_port *port)
+{
+       return TIOCM_CTS | TIOCM_DSR | TIOCM_CAR;
+}
+
+static void liteuart_stop_tx(struct uart_port *port)
+{
+}
+
+static void liteuart_start_tx(struct uart_port *port)
+{
+       struct circ_buf *xmit = &port->state->xmit;
+       unsigned char ch;
+
+       if (unlikely(port->x_char)) {
+               litex_write8(port->membase + OFF_RXTX, port->x_char);
+               port->icount.tx++;
+               port->x_char = 0;
+       } else if (!uart_circ_empty(xmit)) {
+               while (xmit->head != xmit->tail) {
+                       ch = xmit->buf[xmit->tail];
+                       xmit->tail = (xmit->tail + 1) & (UART_XMIT_SIZE - 1);
+                       port->icount.tx++;
+                       liteuart_putchar(port, ch);
+               }
+       }
+
+       if (uart_circ_chars_pending(xmit) < WAKEUP_CHARS)
+               uart_write_wakeup(port);
+}
+
+static void liteuart_stop_rx(struct uart_port *port)
+{
+       struct liteuart_port *uart = to_liteuart_port(port);
+
+       /* just delete timer */
+       del_timer(&uart->timer);
+}
+
+static void liteuart_break_ctl(struct uart_port *port, int break_state)
+{
+       /* LiteUART doesn't support sending break signal */
+}
+
+static int liteuart_startup(struct uart_port *port)
+{
+       struct liteuart_port *uart = to_liteuart_port(port);
+
+       /* disable events */
+       litex_write8(port->membase + OFF_EV_ENABLE, 0);
+
+       /* prepare timer for polling */
+       timer_setup(&uart->timer, liteuart_timer, 0);
+       mod_timer(&uart->timer, jiffies + uart_poll_timeout(port));
+
+       return 0;
+}
+
+static void liteuart_shutdown(struct uart_port *port)
+{
+}
+
+static void liteuart_set_termios(struct uart_port *port, struct ktermios *new,
+                                struct ktermios *old)
+{
+       unsigned int baud;
+       unsigned long flags;
+
+       spin_lock_irqsave(&port->lock, flags);
+
+       /* update baudrate */
+       baud = uart_get_baud_rate(port, new, old, 0, 460800);
+       uart_update_timeout(port, new->c_cflag, baud);
+
+       spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags);
+}
+
+static const char *liteuart_type(struct uart_port *port)
+{
+       return "liteuart";
+}
+
+static void liteuart_release_port(struct uart_port *port)
+{
+}
+
+static int liteuart_request_port(struct uart_port *port)
+{
+       return 0;
+}
+
+static void liteuart_config_port(struct uart_port *port, int flags)
+{
+       /*
+        * Driver core for serial ports forces a non-zero value for port type.
+        * Write an arbitrary value here to accommodate the serial core driver,
+        * as ID part of UAPI is redundant.
+        */
+       port->type = 1;
+}
+
+static int liteuart_verify_port(struct uart_port *port,
+                               struct serial_struct *ser)
+{
+       if (port->type != PORT_UNKNOWN && ser->type != 1)
+               return -EINVAL;
+
+       return 0;
+}
+
+static const struct uart_ops liteuart_ops = {
+       .tx_empty       = liteuart_tx_empty,
+       .set_mctrl      = liteuart_set_mctrl,
+       .get_mctrl      = liteuart_get_mctrl,
+       .stop_tx        = liteuart_stop_tx,
+       .start_tx       = liteuart_start_tx,
+       .stop_rx        = liteuart_stop_rx,
+       .break_ctl      = liteuart_break_ctl,
+       .startup        = liteuart_startup,
+       .shutdown       = liteuart_shutdown,
+       .set_termios    = liteuart_set_termios,
+       .type           = liteuart_type,
+       .release_port   = liteuart_release_port,
+       .request_port   = liteuart_request_port,
+       .config_port    = liteuart_config_port,
+       .verify_port    = liteuart_verify_port,
+};
+
+static int liteuart_probe(struct platform_device *pdev)
+{
+       struct liteuart_port *uart;
+       struct uart_port *port;
+       struct xa_limit limit;
+       int dev_id, ret;
+
+       /* look for aliases; auto-enumerate for free index if not found */
+       dev_id = of_alias_get_id(pdev->dev.of_node, "serial");
+       if (dev_id < 0)
+               limit = XA_LIMIT(0, CONFIG_SERIAL_LITEUART_MAX_PORTS);
+       else
+               limit = XA_LIMIT(dev_id, dev_id);
+
+       uart = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(struct liteuart_port), GFP_KERNEL);
+       if (!uart)
+               return -ENOMEM;
+
+       ret = xa_alloc(&liteuart_array, &dev_id, uart, limit, GFP_KERNEL);
+       if (ret)
+               return ret;
+
+       uart->id = dev_id;
+       port = &uart->port;
+
+       /* get membase */
+       port->membase = devm_platform_get_and_ioremap_resource(pdev, 0, NULL);
+       if (!port->membase)
+               return -ENXIO;
+
+       /* values not from device tree */
+       port->dev = &pdev->dev;
+       port->iotype = UPIO_MEM;
+       port->flags = UPF_BOOT_AUTOCONF;
+       port->ops = &liteuart_ops;
+       port->regshift = 2;
+       port->fifosize = 16;
+       port->iobase = 1;
+       port->type = PORT_UNKNOWN;
+       port->line = dev_id;
+       spin_lock_init(&port->lock);
+
+       return uart_add_one_port(&liteuart_driver, &uart->port);
+}
+
+static int liteuart_remove(struct platform_device *pdev)
+{
+       struct uart_port *port = platform_get_drvdata(pdev);
+       struct liteuart_port *uart = to_liteuart_port(port);
+
+       xa_erase(&liteuart_array, uart->id);
+
+       return 0;
+}
+
+static const struct of_device_id liteuart_of_match[] = {
+       { .compatible = "litex,liteuart" },
+       {}
+};
+MODULE_DEVICE_TABLE(of, liteuart_of_match);
+
+static struct platform_driver liteuart_platform_driver = {
+       .probe = liteuart_probe,
+       .remove = liteuart_remove,
+       .driver = {
+               .name = "liteuart",
+               .of_match_table = liteuart_of_match,
+       },
+};
+
+#ifdef CONFIG_SERIAL_LITEUART_CONSOLE
+
+static void liteuart_console_write(struct console *co, const char *s,
+       unsigned int count)
+{
+       struct liteuart_port *uart;
+       struct uart_port *port;
+       unsigned long flags;
+
+       uart = (struct liteuart_port *)xa_load(&liteuart_array, co->index);
+       port = &uart->port;
+
+       spin_lock_irqsave(&port->lock, flags);
+       uart_console_write(port, s, count, liteuart_putchar);
+       spin_unlock_irqrestore(&port->lock, flags);
+}
+
+static int liteuart_console_setup(struct console *co, char *options)
+{
+       struct liteuart_port *uart;
+       struct uart_port *port;
+       int baud = 115200;
+       int bits = 8;
+       int parity = 'n';
+       int flow = 'n';
+
+       uart = (struct liteuart_port *)xa_load(&liteuart_array, co->index);
+       if (!uart)
+               return -ENODEV;
+
+       port = &uart->port;
+       if (!port->membase)
+               return -ENODEV;
+
+       if (options)
+               uart_parse_options(options, &baud, &parity, &bits, &flow);
+
+       return uart_set_options(port, co, baud, parity, bits, flow);
+}
+
+static struct console liteuart_console = {
+       .name = "liteuart",
+       .write = liteuart_console_write,
+       .device = uart_console_device,
+       .setup = liteuart_console_setup,
+       .flags = CON_PRINTBUFFER,
+       .index = -1,
+       .data = &liteuart_driver,
+};
+
+static int __init liteuart_console_init(void)
+{
+       register_console(&liteuart_console);
+
+       return 0;
+}
+console_initcall(liteuart_console_init);
+#endif /* CONFIG_SERIAL_LITEUART_CONSOLE */
+
+static int __init liteuart_init(void)
+{
+       int res;
+
+       res = uart_register_driver(&liteuart_driver);
+       if (res)
+               return res;
+
+       res = platform_driver_register(&liteuart_platform_driver);
+       if (res) {
+               uart_unregister_driver(&liteuart_driver);
+               return res;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+static void __exit liteuart_exit(void)
+{
+       platform_driver_unregister(&liteuart_platform_driver);
+       uart_unregister_driver(&liteuart_driver);
+}
+
+module_init(liteuart_init);
+module_exit(liteuart_exit);
+
+MODULE_AUTHOR("Antmicro <www.antmicro.com>");
+MODULE_DESCRIPTION("LiteUART serial driver");
+MODULE_LICENSE("GPL v2");
+MODULE_ALIAS("platform: liteuart");