w1: Add AXI 1-wire host driver for AMD programmable logic IP core
authorKris Chaplin <kris.chaplin@amd.com>
Tue, 7 Nov 2023 18:06:52 +0000 (10:06 -0800)
committerKrzysztof Kozlowski <krzysztof.kozlowski@linaro.org>
Wed, 15 Nov 2023 21:04:06 +0000 (22:04 +0100)
Add a host driver to support the AMD 1-Wire programmable logic IP block.
This block guarantees protocol timing for driving off-board devices such
as thermal sensors, proms, etc.

Add file to MAINTAINERS

Co-developed-by: Thomas Delev <thomas.delev@amd.com>
Signed-off-by: Thomas Delev <thomas.delev@amd.com>
Signed-off-by: Kris Chaplin <kris.chaplin@amd.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20231107180814.615933-3-kris.chaplin@amd.com
Signed-off-by: Krzysztof Kozlowski <krzysztof.kozlowski@linaro.org>
MAINTAINERS
drivers/w1/masters/Kconfig
drivers/w1/masters/Makefile
drivers/w1/masters/amd_axi_w1.c [new file with mode: 0644]

index cecf289e4ddc112bc6507ca2f7938feb2b34ffe2..dbe8b0435aafef3e47c8b6ed20ad6fd1a94df985 100644 (file)
@@ -899,6 +899,7 @@ R:  Thomas Delev <thomas.delev@amd.com>
 R:     Michal Simek <michal.simek@amd.com>
 S:     Maintained
 F:     Documentation/devicetree/bindings/w1/amd,axi-1wire-host.yaml
+F:     drivers/w1/masters/amd_axi_w1.c
 
 AMD CDX BUS DRIVER
 M:     Nipun Gupta <nipun.gupta@amd.com>
index ad316573288a842e3480e85e76f52705e81c8f21..513c0b114337c43a1e7b55c2038679b9fb91a387 100644 (file)
@@ -5,6 +5,17 @@
 
 menu "1-wire Bus Masters"
 
+config W1_MASTER_AMD_AXI
+       tristate "AMD AXI 1-wire bus host"
+       help
+         Say Y here is you want to support the AMD AXI 1-wire IP core.
+         This driver makes use of the programmable logic IP to perform
+         correctly timed 1 wire transactions without relying on GPIO timing
+         through the kernel.
+
+         This driver can also be built as a module.  If so, the module will be
+         called amd_w1_axi.
+
 config W1_MASTER_MATROX
        tristate "Matrox G400 transport layer for 1-wire"
        depends on PCI
index c5d85a827e5209cebac809a2ca51ccd063cd02eb..6c5a21f9b88ce211cf80ecad925e9cb8a7e0fa04 100644 (file)
@@ -3,6 +3,7 @@
 # Makefile for 1-wire bus master drivers.
 #
 
+obj-$(CONFIG_W1_MASTER_AMD_AXI)                += amd_axi_w1.o
 obj-$(CONFIG_W1_MASTER_MATROX)         += matrox_w1.o
 obj-$(CONFIG_W1_MASTER_DS2490)         += ds2490.o
 obj-$(CONFIG_W1_MASTER_DS2482)         += ds2482.o
diff --git a/drivers/w1/masters/amd_axi_w1.c b/drivers/w1/masters/amd_axi_w1.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..24a05c2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,395 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
+/*
+ * amd_axi_w1 - AMD 1Wire programmable logic bus host driver
+ *
+ * Copyright (C) 2022-2023 Advanced Micro Devices, Inc. All Rights Reserved.
+ */
+
+#include <linux/atomic.h>
+#include <linux/bitfield.h>
+#include <linux/clk.h>
+#include <linux/interrupt.h>
+#include <linux/io.h>
+#include <linux/jiffies.h>
+#include <linux/kernel.h>
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/of_platform.h>
+#include <linux/types.h>
+#include <linux/wait.h>
+
+#include <linux/w1.h>
+
+/* 1-wire AMD IP definition */
+#define AXIW1_IPID     0x10ee4453
+/* Registers offset */
+#define AXIW1_INST_REG 0x0
+#define AXIW1_CTRL_REG 0x4
+#define AXIW1_IRQE_REG 0x8
+#define AXIW1_STAT_REG 0xC
+#define AXIW1_DATA_REG 0x10
+#define AXIW1_IPVER_REG        0x18
+#define AXIW1_IPID_REG 0x1C
+/* Instructions */
+#define AXIW1_INITPRES 0x0800
+#define AXIW1_READBIT  0x0C00
+#define AXIW1_WRITEBIT 0x0E00
+#define AXIW1_READBYTE 0x0D00
+#define AXIW1_WRITEBYTE        0x0F00
+/* Status flag masks */
+#define AXIW1_DONE     BIT(0)
+#define AXIW1_READY    BIT(4)
+#define AXIW1_PRESENCE BIT(31)
+#define AXIW1_MAJORVER_MASK    GENMASK(23, 8)
+#define AXIW1_MINORVER_MASK    GENMASK(7, 0)
+/* Control flag */
+#define AXIW1_GO       BIT(0)
+#define AXI_CLEAR      0
+#define AXI_RESET      BIT(31)
+#define AXIW1_READDATA BIT(0)
+/* Interrupt Enable */
+#define AXIW1_READY_IRQ_EN     BIT(4)
+#define AXIW1_DONE_IRQ_EN      BIT(0)
+
+#define AXIW1_TIMEOUT  msecs_to_jiffies(100)
+
+#define DRIVER_NAME    "amd_axi_w1"
+
+struct amd_axi_w1_local {
+       struct device *dev;
+       void __iomem *base_addr;
+       int irq;
+       atomic_t flag;                  /* Set on IRQ, cleared once serviced */
+       wait_queue_head_t wait_queue;
+       struct w1_bus_master bus_host;
+};
+
+/**
+ * amd_axi_w1_wait_irq_interruptible_timeout() - Wait for IRQ with timeout.
+ *
+ * @amd_axi_w1_local:  Pointer to device structure
+ * @IRQ:               IRQ channel to wait on
+ *
+ * Return:             %0 - OK, %-EINTR - Interrupted, %-EBUSY - Timed out
+ */
+static int amd_axi_w1_wait_irq_interruptible_timeout(struct amd_axi_w1_local *amd_axi_w1_local,
+                                                    u32 IRQ)
+{
+       int ret;
+
+       /* Enable the IRQ requested and wait for flag to indicate it's been triggered */
+       iowrite32(IRQ, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_IRQE_REG);
+       ret = wait_event_interruptible_timeout(amd_axi_w1_local->wait_queue,
+                                              atomic_read(&amd_axi_w1_local->flag) != 0,
+                                              AXIW1_TIMEOUT);
+       if (ret < 0) {
+               dev_err(amd_axi_w1_local->dev, "Wait IRQ Interrupted\n");
+               return -EINTR;
+       }
+
+       if (!ret) {
+               dev_err(amd_axi_w1_local->dev, "Wait IRQ Timeout\n");
+               return -EBUSY;
+       }
+
+       atomic_set(&amd_axi_w1_local->flag, 0);
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * amd_axi_w1_touch_bit() - Performs the touch-bit function - write a 0 or 1 and reads the level.
+ *
+ * @data:      Pointer to device structure
+ * @bit:       The level to write
+ *
+ * Return:     The level read
+ */
+static u8 amd_axi_w1_touch_bit(void *data, u8 bit)
+{
+       struct amd_axi_w1_local *amd_axi_w1_local = data;
+       u8 val = 0;
+       int rc;
+
+       /* Wait for READY signal to be 1 to ensure 1-wire IP is ready */
+       while ((ioread32(amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_STAT_REG) & AXIW1_READY) == 0) {
+               rc = amd_axi_w1_wait_irq_interruptible_timeout(amd_axi_w1_local,
+                                                              AXIW1_READY_IRQ_EN);
+               if (rc < 0)
+                       return 1; /* Callee doesn't test for error. Return inactive bus state */
+       }
+
+       if (bit)
+               /* Read. Write read Bit command in register 0 */
+               iowrite32(AXIW1_READBIT, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_INST_REG);
+       else
+               /* Write. Write tx Bit command in instruction register with bit to transmit */
+               iowrite32(AXIW1_WRITEBIT + (bit & 0x01),
+                         amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_INST_REG);
+
+       /* Write Go signal and clear control reset signal in control register */
+       iowrite32(AXIW1_GO, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_CTRL_REG);
+
+       /* Wait for done signal to be 1 */
+       while ((ioread32(amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_STAT_REG) & AXIW1_DONE) != 1) {
+               rc = amd_axi_w1_wait_irq_interruptible_timeout(amd_axi_w1_local, AXIW1_DONE_IRQ_EN);
+               if (rc < 0)
+                       return 1; /* Callee doesn't test for error. Return inactive bus state */
+       }
+
+       /* If read, Retrieve data from register */
+       if (bit)
+               val = (u8)(ioread32(amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_DATA_REG) & AXIW1_READDATA);
+
+       /* Clear Go signal in register 1 */
+       iowrite32(AXI_CLEAR, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_CTRL_REG);
+
+       return val;
+}
+
+/**
+ * amd_axi_w1_read_byte - Performs the read byte function.
+ *
+ * @data:      Pointer to device structure
+ * Return:     The value read
+ */
+static u8 amd_axi_w1_read_byte(void *data)
+{
+       struct amd_axi_w1_local *amd_axi_w1_local = data;
+       u8 val = 0;
+       int rc;
+
+       /* Wait for READY signal to be 1 to ensure 1-wire IP is ready */
+       while ((ioread32(amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_STAT_REG) & AXIW1_READY) == 0) {
+               rc = amd_axi_w1_wait_irq_interruptible_timeout(amd_axi_w1_local,
+                                                              AXIW1_READY_IRQ_EN);
+               if (rc < 0)
+                       return 0xFF; /* Return inactive bus state */
+       }
+
+       /* Write read Byte command in instruction register*/
+       iowrite32(AXIW1_READBYTE, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_INST_REG);
+
+       /* Write Go signal and clear control reset signal in control register */
+       iowrite32(AXIW1_GO, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_CTRL_REG);
+
+       /* Wait for done signal to be 1 */
+       while ((ioread32(amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_STAT_REG) & AXIW1_DONE) != 1) {
+               rc = amd_axi_w1_wait_irq_interruptible_timeout(amd_axi_w1_local, AXIW1_DONE_IRQ_EN);
+               if (rc < 0)
+                       return 0xFF; /* Return inactive bus state */
+       }
+
+       /* Retrieve LSB bit in data register to get RX byte */
+       val = (u8)(ioread32(amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_DATA_REG) & 0x000000FF);
+
+       /* Clear Go signal in control register */
+       iowrite32(AXI_CLEAR, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_CTRL_REG);
+
+       return val;
+}
+
+/**
+ * amd_axi_w1_write_byte - Performs the write byte function.
+ *
+ * @data:      The ds2482 channel pointer
+ * @val:       The value to write
+ */
+static void amd_axi_w1_write_byte(void *data, u8 val)
+{
+       struct amd_axi_w1_local *amd_axi_w1_local = data;
+       int rc;
+
+       /* Wait for READY signal to be 1 to ensure 1-wire IP is ready */
+       while ((ioread32(amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_STAT_REG) & AXIW1_READY) == 0) {
+               rc = amd_axi_w1_wait_irq_interruptible_timeout(amd_axi_w1_local,
+                                                              AXIW1_READY_IRQ_EN);
+               if (rc < 0)
+                       return;
+       }
+
+       /* Write tx Byte command in instruction register with bit to transmit */
+       iowrite32(AXIW1_WRITEBYTE + val, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_INST_REG);
+
+       /* Write Go signal and clear control reset signal in register 1 */
+       iowrite32(AXIW1_GO, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_CTRL_REG);
+
+       /* Wait for done signal to be 1 */
+       while ((ioread32(amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_STAT_REG) & AXIW1_DONE) != 1) {
+               rc = amd_axi_w1_wait_irq_interruptible_timeout(amd_axi_w1_local,
+                                                              AXIW1_DONE_IRQ_EN);
+               if (rc < 0)
+                       return;
+       }
+
+       /* Clear Go signal in control register */
+       iowrite32(AXI_CLEAR, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_CTRL_REG);
+}
+
+/**
+ * amd_axi_w1_reset_bus() - Issues a reset bus sequence.
+ *
+ * @data:      the bus host data struct
+ * Return:     0=Device present, 1=No device present or error
+ */
+static u8 amd_axi_w1_reset_bus(void *data)
+{
+       struct amd_axi_w1_local *amd_axi_w1_local = data;
+       u8 val = 0;
+       int rc;
+
+       /* Reset 1-wire Axi IP */
+       iowrite32(AXI_RESET, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_CTRL_REG);
+
+       /* Wait for READY signal to be 1 to ensure 1-wire IP is ready */
+       while ((ioread32(amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_STAT_REG) & AXIW1_READY) == 0) {
+               rc = amd_axi_w1_wait_irq_interruptible_timeout(amd_axi_w1_local,
+                                                              AXIW1_READY_IRQ_EN);
+               if (rc < 0)
+                       return 1; /* Something went wrong with the hardware */
+       }
+       /* Write Initialization command in instruction register */
+       iowrite32(AXIW1_INITPRES, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_INST_REG);
+
+       /* Write Go signal and clear control reset signal in register 1 */
+       iowrite32(AXIW1_GO, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_CTRL_REG);
+
+       /* Wait for done signal to be 1 */
+       while ((ioread32(amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_STAT_REG) & AXIW1_DONE) != 1) {
+               rc = amd_axi_w1_wait_irq_interruptible_timeout(amd_axi_w1_local, AXIW1_DONE_IRQ_EN);
+               if (rc < 0)
+                       return 1; /* Something went wrong with the hardware */
+       }
+       /* Retrieve MSB bit in status register to get failure bit */
+       if ((ioread32(amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_STAT_REG) & AXIW1_PRESENCE) != 0)
+               val = 1;
+
+       /* Clear Go signal in control register */
+       iowrite32(AXI_CLEAR, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_CTRL_REG);
+
+       return val;
+}
+
+/* Reset the 1-wire AXI IP. Put the IP in reset state and clear registers */
+static void amd_axi_w1_reset(struct amd_axi_w1_local *amd_axi_w1_local)
+{
+       iowrite32(AXI_RESET, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_CTRL_REG);
+       iowrite32(AXI_CLEAR, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_INST_REG);
+       iowrite32(AXI_CLEAR, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_IRQE_REG);
+       iowrite32(AXI_CLEAR, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_STAT_REG);
+       iowrite32(AXI_CLEAR, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_DATA_REG);
+}
+
+static irqreturn_t amd_axi_w1_irq(int irq, void *lp)
+{
+       struct amd_axi_w1_local *amd_axi_w1_local = lp;
+
+       /* Reset interrupt trigger */
+       iowrite32(AXI_CLEAR, amd_axi_w1_local->base_addr + AXIW1_IRQE_REG);
+
+       atomic_set(&amd_axi_w1_local->flag, 1);
+       wake_up_interruptible(&amd_axi_w1_local->wait_queue);
+
+       return IRQ_HANDLED;
+}
+
+static int amd_axi_w1_probe(struct platform_device *pdev)
+{
+       struct device *dev = &pdev->dev;
+       struct amd_axi_w1_local *lp;
+       struct clk *clk;
+       u32 ver_major, ver_minor;
+       int val, rc = 0;
+
+       lp = devm_kzalloc(dev, sizeof(*lp), GFP_KERNEL);
+       if (!lp)
+               return -ENOMEM;
+
+       lp->dev = dev;
+       lp->base_addr = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0);
+       if (IS_ERR(lp->base_addr))
+               return PTR_ERR(lp->base_addr);
+
+       lp->irq = platform_get_irq(pdev, 0);
+       if (lp->irq < 0)
+               return lp->irq;
+
+       rc = devm_request_irq(dev, lp->irq, &amd_axi_w1_irq, IRQF_TRIGGER_HIGH, DRIVER_NAME, lp);
+       if (rc)
+               return rc;
+
+       /* Initialize wait queue and flag */
+       init_waitqueue_head(&lp->wait_queue);
+
+       clk = devm_clk_get_enabled(dev, NULL);
+       if (IS_ERR(clk))
+               return PTR_ERR(clk);
+
+       /* Verify IP presence in HW */
+       if (ioread32(lp->base_addr + AXIW1_IPID_REG) != AXIW1_IPID) {
+               dev_err(dev, "AMD 1-wire IP not detected in hardware\n");
+               return -ENODEV;
+       }
+
+       /*
+        * Allow for future driver expansion supporting new hardware features
+        * This driver currently only supports hardware 1.x, but include logic
+        * to detect if a potentially incompatible future version is used
+        * by reading major version ID. It is highly undesirable for new IP versions
+        * to break the API, but this code will at least allow for graceful failure
+        * should that happen. Future new features can be enabled by hardware
+        * incrementing the minor version and augmenting the driver to detect capability
+        * using the minor version number
+        */
+       val = ioread32(lp->base_addr + AXIW1_IPVER_REG);
+       ver_major = FIELD_GET(AXIW1_MAJORVER_MASK, val);
+       ver_minor = FIELD_GET(AXIW1_MINORVER_MASK, val);
+
+       if (ver_major != 1) {
+               dev_err(dev, "AMD AXI W1 host version %u.%u is not supported by this driver",
+                       ver_major, ver_minor);
+               return -ENODEV;
+       }
+
+       lp->bus_host.data = lp;
+       lp->bus_host.touch_bit = amd_axi_w1_touch_bit;
+       lp->bus_host.read_byte = amd_axi_w1_read_byte;
+       lp->bus_host.write_byte = amd_axi_w1_write_byte;
+       lp->bus_host.reset_bus = amd_axi_w1_reset_bus;
+
+       amd_axi_w1_reset(lp);
+
+       platform_set_drvdata(pdev, lp);
+       rc = w1_add_master_device(&lp->bus_host);
+       if (rc) {
+               dev_err(dev, "Could not add host device\n");
+               return rc;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+static void amd_axi_w1_remove(struct platform_device *pdev)
+{
+       struct amd_axi_w1_local *lp = platform_get_drvdata(pdev);
+
+       w1_remove_master_device(&lp->bus_host);
+}
+
+static const struct of_device_id amd_axi_w1_of_match[] = {
+       { .compatible = "amd,axi-1wire-host" },
+       { /* end of list */ },
+};
+MODULE_DEVICE_TABLE(of, amd_axi_w1_of_match);
+
+static struct platform_driver amd_axi_w1_driver = {
+       .probe = amd_axi_w1_probe,
+       .remove_new = amd_axi_w1_remove,
+       .driver = {
+               .name = DRIVER_NAME,
+               .of_match_table = amd_axi_w1_of_match,
+       },
+};
+module_platform_driver(amd_axi_w1_driver);
+
+MODULE_LICENSE("GPL");
+MODULE_AUTHOR("Kris Chaplin <kris.chaplin@amd.com>");
+MODULE_DESCRIPTION("Driver for AMD AXI 1 Wire IP core");