spi: microblaze: Adds driver for Xilinx SPI controller
authorStephan Linz <linz@li-pro.net>
Sat, 28 Jul 2012 22:25:35 +0000 (00:25 +0200)
committerMichal Simek <monstr@monstr.eu>
Tue, 31 Jul 2012 05:14:04 +0000 (07:14 +0200)
This is an improved version of the driver patch original
submitted by Graeme Smecher <graeme.smecher@mail.mcgill.ca>

The changes are:
    - remove hard coded Xilinx BSP defines (XPAR_SPI_*) and
      use CONFIG_SYS_SPI_BASE from config.h instead
    - add extensive register struct definitions
    - remove offset calculation for register access and
      use the new register struct instead
    - move default SPI controller configuration from
      spi_setup_slave() to spi_claim_bus()
    - add spi_set_speed()
    - insert SPI controller deactivation in spi_release_bus()
    - protect while loops in spi_xfer() with counter / timeouts
    - support SPI mode flags: LSB_FIRST, CPHA, CPOL, LOOP

Come from:
    http://patchwork.ozlabs.org/patch/71797/

Signed-off-by: Stephan Linz <linz@li-pro.net>
Tested-by: Michal Simek <monstr@monstr.eu>
drivers/spi/Makefile
drivers/spi/xilinx_spi.c [new file with mode: 0644]
drivers/spi/xilinx_spi.h [new file with mode: 0644]

index c967d87834a43e6b47ed8c6d9601e18766da1d03..3ae38e59070f89d00575d33cc15611d47220cf6d 100644 (file)
@@ -44,6 +44,7 @@ COBJS-$(CONFIG_SOFT_SPI) += soft_spi.o
 COBJS-$(CONFIG_SH_SPI) += sh_spi.o
 COBJS-$(CONFIG_FSL_ESPI) += fsl_espi.o
 COBJS-$(CONFIG_TEGRA2_SPI) += tegra2_spi.o
+COBJS-$(CONFIG_XILINX_SPI) += xilinx_spi.o
 
 COBJS  := $(COBJS-y)
 SRCS   := $(COBJS:.o=.c)
diff --git a/drivers/spi/xilinx_spi.c b/drivers/spi/xilinx_spi.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e563c19
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,214 @@
+/*
+ * Xilinx SPI driver
+ *
+ * supports 8 bit SPI transfers only, with or w/o FIFO
+ *
+ * based on bfin_spi.c, by way of altera_spi.c
+ * Copyright (c) 2005-2008 Analog Devices Inc.
+ * Copyright (c) 2010 Thomas Chou <thomas@wytron.com.tw>
+ * Copyright (c) 2010 Graeme Smecher <graeme.smecher@mail.mcgill.ca>
+ * Copyright (c) 2012 Stephan Linz <linz@li-pro.net>
+ *
+ * Licensed under the GPL-2 or later.
+ *
+ * [0]: http://www.xilinx.com/support/documentation
+ *
+ * [S]:        [0]/ip_documentation/xps_spi.pdf
+ *     [0]/ip_documentation/axi_spi_ds742.pdf
+ */
+#include <config.h>
+#include <common.h>
+#include <malloc.h>
+#include <spi.h>
+
+#include "xilinx_spi.h"
+
+#ifndef CONFIG_SYS_XILINX_SPI_LIST
+#define CONFIG_SYS_XILINX_SPI_LIST     { CONFIG_SYS_SPI_BASE }
+#endif
+
+#ifndef CONFIG_XILINX_SPI_IDLE_VAL
+#define CONFIG_XILINX_SPI_IDLE_VAL     0xff
+#endif
+
+#define XILSPI_SPICR_DFLT_ON           (SPICR_MANUAL_SS | \
+                                        SPICR_MASTER_MODE | \
+                                        SPICR_SPE)
+
+#define XILSPI_SPICR_DFLT_OFF          (SPICR_MASTER_INHIBIT | \
+                                        SPICR_MANUAL_SS)
+
+#define XILSPI_MAX_XFER_BITS           8
+
+static unsigned long xilinx_spi_base_list[] = CONFIG_SYS_XILINX_SPI_LIST;
+
+__attribute__((weak))
+int spi_cs_is_valid(unsigned int bus, unsigned int cs)
+{
+       return bus < ARRAY_SIZE(xilinx_spi_base_list) && cs < 32;
+}
+
+__attribute__((weak))
+void spi_cs_activate(struct spi_slave *slave)
+{
+       struct xilinx_spi_slave *xilspi = to_xilinx_spi_slave(slave);
+
+       writel(SPISSR_ACT(slave->cs), &xilspi->regs->spissr);
+}
+
+__attribute__((weak))
+void spi_cs_deactivate(struct spi_slave *slave)
+{
+       struct xilinx_spi_slave *xilspi = to_xilinx_spi_slave(slave);
+
+       writel(SPISSR_OFF, &xilspi->regs->spissr);
+}
+
+void spi_init(void)
+{
+       /* do nothing */
+}
+
+void spi_set_speed(struct spi_slave *slave, uint hz)
+{
+       /* xilinx spi core does not support programmable speed */
+}
+
+struct spi_slave *spi_setup_slave(unsigned int bus, unsigned int cs,
+                                 unsigned int max_hz, unsigned int mode)
+{
+       struct xilinx_spi_slave *xilspi;
+       struct xilinx_spi_reg *regs;
+
+       if (!spi_cs_is_valid(bus, cs)) {
+               printf("XILSPI error: %s: unsupported bus %d / cs %d\n",
+                               __func__, bus, cs);
+               return NULL;
+       }
+
+       xilspi = malloc(sizeof(*xilspi));
+       if (!xilspi) {
+               printf("XILSPI error: %s: malloc of SPI structure failed\n",
+                               __func__);
+               return NULL;
+       }
+       xilspi->slave.bus = bus;
+       xilspi->slave.cs = cs;
+       xilspi->regs = (struct xilinx_spi_reg *)xilinx_spi_base_list[bus];
+       xilspi->freq = max_hz;
+       xilspi->mode = mode;
+       debug("%s: bus:%i cs:%i base:%p mode:%x max_hz:%d\n", __func__,
+               bus, cs, xilspi->regs, xilspi->mode, xilspi->freq);
+
+       return &xilspi->slave;
+}
+
+void spi_free_slave(struct spi_slave *slave)
+{
+       struct xilinx_spi_slave *xilspi = to_xilinx_spi_slave(slave);
+
+       free(xilspi);
+}
+
+int spi_claim_bus(struct spi_slave *slave)
+{
+       struct xilinx_spi_slave *xilspi = to_xilinx_spi_slave(slave);
+       u32 spicr;
+
+       debug("%s: bus:%i cs:%i\n", __func__, slave->bus, slave->cs);
+       writel(SPISSR_OFF, &xilspi->regs->spissr);
+
+       spicr = XILSPI_SPICR_DFLT_ON;
+       if (xilspi->mode & SPI_LSB_FIRST)
+               spicr |= SPICR_LSB_FIRST;
+       if (xilspi->mode & SPI_CPHA)
+               spicr |= SPICR_CPHA;
+       if (xilspi->mode & SPI_CPOL)
+               spicr |= SPICR_CPOL;
+       if (xilspi->mode & SPI_LOOP)
+               spicr |= SPICR_LOOP;
+
+       writel(spicr, &xilspi->regs->spicr);
+       return 0;
+}
+
+void spi_release_bus(struct spi_slave *slave)
+{
+       struct xilinx_spi_slave *xilspi = to_xilinx_spi_slave(slave);
+
+       debug("%s: bus:%i cs:%i\n", __func__, slave->bus, slave->cs);
+       writel(SPISSR_OFF, &xilspi->regs->spissr);
+       writel(XILSPI_SPICR_DFLT_OFF, &xilspi->regs->spicr);
+}
+
+int spi_xfer(struct spi_slave *slave, unsigned int bitlen, const void *dout,
+            void *din, unsigned long flags)
+{
+       struct xilinx_spi_slave *xilspi = to_xilinx_spi_slave(slave);
+       /* assume spi core configured to do 8 bit transfers */
+       unsigned int bytes = bitlen / XILSPI_MAX_XFER_BITS;
+       const unsigned char *txp = dout;
+       unsigned char *rxp = din;
+       unsigned rxecount = 17; /* max. 16 elements in FIFO, leftover 1 */
+
+       debug("%s: bus:%i cs:%i bitlen:%i bytes:%i flags:%lx\n", __func__,
+               slave->bus, slave->cs, bitlen, bytes, flags);
+       if (bitlen == 0)
+               goto done;
+
+       if (bitlen % XILSPI_MAX_XFER_BITS) {
+               printf("XILSPI warning: %s: Not a multiple of %d bits\n",
+                               __func__, XILSPI_MAX_XFER_BITS);
+               flags |= SPI_XFER_END;
+               goto done;
+       }
+
+       /* empty read buffer */
+       while (rxecount && !(readl(&xilspi->regs->spisr) & SPISR_RX_EMPTY)) {
+               readl(&xilspi->regs->spidrr);
+               rxecount--;
+       }
+
+       if (!rxecount) {
+               printf("XILSPI error: %s: Rx buffer not empty\n", __func__);
+               return -1;
+       }
+
+       if (flags & SPI_XFER_BEGIN)
+               spi_cs_activate(slave);
+
+       while (bytes--) {
+               unsigned timeout = /* at least 1usec or greater, leftover 1 */
+                       xilspi->freq > XILSPI_MAX_XFER_BITS * 1000000 ? 2 :
+                       (XILSPI_MAX_XFER_BITS * 1000000 / xilspi->freq) + 1;
+
+               /* get Tx element from data out buffer and count up */
+               unsigned char d = txp ? *txp++ : CONFIG_XILINX_SPI_IDLE_VAL;
+               debug("%s: tx:%x ", __func__, d);
+
+               /* write out and wait for processing (receive data) */
+               writel(d & SPIDTR_8BIT_MASK, &xilspi->regs->spidtr);
+               while (timeout && readl(&xilspi->regs->spisr)
+                                               & SPISR_RX_EMPTY) {
+                       timeout--;
+                       udelay(1);
+               }
+
+               if (!timeout) {
+                       printf("XILSPI error: %s: Xfer timeout\n", __func__);
+                       return -1;
+               }
+
+               /* read Rx element and push into data in buffer */
+               d = readl(&xilspi->regs->spidrr) & SPIDRR_8BIT_MASK;
+               if (rxp)
+                       *rxp++ = d;
+               debug("rx:%x\n", d);
+       }
+
+ done:
+       if (flags & SPI_XFER_END)
+               spi_cs_deactivate(slave);
+
+       return 0;
+}
diff --git a/drivers/spi/xilinx_spi.h b/drivers/spi/xilinx_spi.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..32610d2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,135 @@
+/*
+ * Xilinx SPI driver
+ *
+ * XPS/AXI bus interface
+ *
+ * based on bfin_spi.c, by way of altera_spi.c
+ * Copyright (c) 2005-2008 Analog Devices Inc.
+ * Copyright (c) 2010 Thomas Chou <thomas@wytron.com.tw>
+ * Copyright (c) 2010 Graeme Smecher <graeme.smecher@mail.mcgill.ca>
+ * Copyright (c) 2012 Stephan Linz <linz@li-pro.net>
+ *
+ * Licensed under the GPL-2 or later.
+ *
+ * [0]: http://www.xilinx.com/support/documentation
+ *
+ * [S]:        [0]/ip_documentation/xps_spi.pdf
+ *     [0]/ip_documentation/axi_spi_ds742.pdf
+ */
+#ifndef _XILINX_SPI_
+#define _XILINX_SPI_
+
+#include <asm/types.h>
+#include <asm/io.h>
+
+/*
+ * Xilinx SPI Register Definition
+ *
+ * [1]:        [0]/ip_documentation/xps_spi.pdf
+ *     page 8, Register Descriptions
+ * [2]:        [0]/ip_documentation/axi_spi_ds742.pdf
+ *     page 7, Register Overview Table
+ */
+struct xilinx_spi_reg {
+       u32 __space0__[7];
+       u32 dgier;      /* Device Global Interrupt Enable Register (DGIER) */
+       u32 ipisr;      /* IP Interrupt Status Register (IPISR) */
+       u32 __space1__;
+       u32 ipier;      /* IP Interrupt Enable Register (IPIER) */
+       u32 __space2__[5];
+       u32 srr;        /* Softare Reset Register (SRR) */
+       u32 __space3__[7];
+       u32 spicr;      /* SPI Control Register (SPICR) */
+       u32 spisr;      /* SPI Status Register (SPISR) */
+       u32 spidtr;     /* SPI Data Transmit Register (SPIDTR) */
+       u32 spidrr;     /* SPI Data Receive Register (SPIDRR) */
+       u32 spissr;     /* SPI Slave Select Register (SPISSR) */
+       u32 spitfor;    /* SPI Transmit FIFO Occupancy Register (SPITFOR) */
+       u32 spirfor;    /* SPI Receive FIFO Occupancy Register (SPIRFOR) */
+};
+
+/* Device Global Interrupt Enable Register (dgier), [1] p15, [2] p15 */
+#define DGIER_GIE              (1 << 31)
+
+/* IP Interrupt Status Register (ipisr), [1] p15, [2] p15 */
+#define IPISR_DRR_NOT_EMPTY    (1 << 8)
+#define IPISR_SLAVE_SELECT     (1 << 7)
+#define IPISR_TXF_HALF_EMPTY   (1 << 6)
+#define IPISR_DRR_OVERRUN      (1 << 5)
+#define IPISR_DRR_FULL         (1 << 4)
+#define IPISR_DTR_UNDERRUN     (1 << 3)
+#define IPISR_DTR_EMPTY                (1 << 2)
+#define IPISR_SLAVE_MODF       (1 << 1)
+#define IPISR_MODF             (1 << 0)
+
+/* IP Interrupt Enable Register (ipier), [1] p17, [2] p18 */
+#define IPIER_DRR_NOT_EMPTY    (1 << 8)
+#define IPIER_SLAVE_SELECT     (1 << 7)
+#define IPIER_TXF_HALF_EMPTY   (1 << 6)
+#define IPIER_DRR_OVERRUN      (1 << 5)
+#define IPIER_DRR_FULL         (1 << 4)
+#define IPIER_DTR_UNDERRUN     (1 << 3)
+#define IPIER_DTR_EMPTY                (1 << 2)
+#define IPIER_SLAVE_MODF       (1 << 1)
+#define IPIER_MODF             (1 << 0)
+
+/* Softare Reset Register (srr), [1] p9, [2] p8 */
+#define SRR_RESET_CODE         0x0000000A
+
+/* SPI Control Register (spicr), [1] p9, [2] p8 */
+#define SPICR_LSB_FIRST                (1 << 9)
+#define SPICR_MASTER_INHIBIT   (1 << 8)
+#define SPICR_MANUAL_SS                (1 << 7)
+#define SPICR_RXFIFO_RESEST    (1 << 6)
+#define SPICR_TXFIFO_RESEST    (1 << 5)
+#define SPICR_CPHA             (1 << 4)
+#define SPICR_CPOL             (1 << 3)
+#define SPICR_MASTER_MODE      (1 << 2)
+#define SPICR_SPE              (1 << 1)
+#define SPICR_LOOP             (1 << 0)
+
+/* SPI Status Register (spisr), [1] p11, [2] p10 */
+#define SPISR_SLAVE_MODE_SELECT        (1 << 5)
+#define SPISR_MODF             (1 << 4)
+#define SPISR_TX_FULL          (1 << 3)
+#define SPISR_TX_EMPTY         (1 << 2)
+#define SPISR_RX_FULL          (1 << 1)
+#define SPISR_RX_EMPTY         (1 << 0)
+
+/* SPI Data Transmit Register (spidtr), [1] p12, [2] p12 */
+#define SPIDTR_8BIT_MASK       (0xff << 0)
+#define SPIDTR_16BIT_MASK      (0xffff << 0)
+#define SPIDTR_32BIT_MASK      (0xffffffff << 0)
+
+/* SPI Data Receive Register (spidrr), [1] p12, [2] p12 */
+#define SPIDRR_8BIT_MASK       (0xff << 0)
+#define SPIDRR_16BIT_MASK      (0xffff << 0)
+#define SPIDRR_32BIT_MASK      (0xffffffff << 0)
+
+/* SPI Slave Select Register (spissr), [1] p13, [2] p13 */
+#define SPISSR_MASK(cs)                (1 << (cs))
+#define SPISSR_ACT(cs)         ~SPISSR_MASK(cs)
+#define SPISSR_OFF             ~0UL
+
+/* SPI Transmit FIFO Occupancy Register (spitfor), [1] p13, [2] p14 */
+#define SPITFOR_OCYVAL_POS     0
+#define SPITFOR_OCYVAL_MASK    (0xf << SPITFOR_OCYVAL_POS)
+
+/* SPI Receive FIFO Occupancy Register (spirfor), [1] p14, [2] p14 */
+#define SPIRFOR_OCYVAL_POS     0
+#define SPIRFOR_OCYVAL_MASK    (0xf << SPIRFOR_OCYVAL_POS)
+
+struct xilinx_spi_slave {
+       struct spi_slave slave;
+       struct xilinx_spi_reg *regs;
+       unsigned int freq;
+       unsigned int mode;
+};
+
+static inline struct xilinx_spi_slave *to_xilinx_spi_slave(
+                                       struct spi_slave *slave)
+{
+       return container_of(slave, struct xilinx_spi_slave, slave);
+}
+
+#endif /* _XILINX_SPI_ */