axi: Add AXI sandbox driver and simple emulator
authorMario Six <mario.six@gdsys.cc>
Thu, 9 Aug 2018 12:51:18 +0000 (14:51 +0200)
committerAnatolij Gustschin <agust@denx.de>
Sat, 11 Aug 2018 06:09:39 +0000 (08:09 +0200)
Add test infrastructure and tests for the AXI uclass.

Reviewed-by: Simon Glass <sjg@chromium.org>
Signed-off-by: Mario Six <mario.six@gdsys.cc>
arch/sandbox/include/asm/axi.h [new file with mode: 0644]
drivers/axi/Kconfig
drivers/axi/Makefile
drivers/axi/axi-emul-uclass.c [new file with mode: 0644]
drivers/axi/axi_sandbox.c [new file with mode: 0644]
drivers/axi/sandbox_store.c [new file with mode: 0644]
include/axi.h
include/dm/uclass-id.h

diff --git a/arch/sandbox/include/asm/axi.h b/arch/sandbox/include/asm/axi.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d483f7b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,66 @@
+/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ */
+/*
+ * (C) Copyright 2018
+ * Mario Six, Guntermann & Drunck GmbH, mario.six@gdsys.cc
+ */
+
+#ifndef __asm_axi_h
+#define __asm_axi_h
+
+#define axi_emul_get_ops(dev)  ((struct axi_emul_ops *)(dev)->driver->ops)
+
+/**
+ * axi_sandbox_get_emul() - Retrieve a pointer to a AXI emulation device
+ * @bus:     The AXI bus from which to retrieve a emulation device
+ * @address: The address of a transfer that should be handled by a emulation
+ *          device
+ * @length:  The data width of a transfer that should be handled by a emulation
+ *          device
+ * @emulp:   Pointer to a buffer receiving the emulation device that handles
+ *          the transfer specified by the address and length parameters
+ *
+ * To test the AXI uclass, we implement a simple AXI emulation device, which is
+ * a virtual device on a AXI bus that exposes a simple storage interface: When
+ * reading and writing from the device, the addresses are translated to offsets
+ * within the device's storage. For write accesses the data is written to the
+ * specified storage offset, and for read accesses the data is read from the
+ * specified storage offset.
+ *
+ * A DTS entry might look like this:
+ *
+ * axi: axi@0 {
+ *     compatible = "sandbox,axi";
+ *     #address-cells = <0x1>;
+ *     #size-cells = <0x1>;
+ *     store@0 {
+ *             compatible = "sandbox,sandbox_store";
+ *             reg = <0x0 0x400>;
+ *     };
+ * };
+ *
+ * This function may then be used to retrieve the pointer to the sandbox_store
+ * emulation device given the AXI bus device, and the data (address, data
+ * width) of a AXI transfer which should be handled by a emulation device.
+ *
+ * Return: 0 of OK, -ENODEV if no device capable of handling the specified
+ *        transfer exists or the device could not be retrieved
+ */
+int axi_sandbox_get_emul(struct udevice *bus, ulong address, uint length,
+                        struct udevice **emulp);
+/**
+ * axi_get_store() - Get address of internal storage of a emulated AXI device
+ * @dev:       Emulated AXI device to get the pointer of the internal storage
+ *             for.
+ * @storep:    Pointer to the internal storage of the emulated AXI device.
+ *
+ * To preset or read back the contents internal storage of the emulated AXI
+ * device, this function returns the pointer to the storage. Changes to the
+ * contents of the storage are reflected when using the AXI read/write API
+ * methods, and vice versa, so by using this method expected read data can be
+ * set up in advance, and written data can be checked in unit tests.
+ *
+ * Return: 0 if OK, -ve on error.
+ */
+int axi_get_store(struct udevice *dev, u8 **storep);
+
+#endif /* __asm_axi_h */
index ae80c98af8a407814ed1ec56075730cb94affdd2..f81d843f894433c4797a091b2fa8b67affeeceab 100644 (file)
@@ -22,4 +22,11 @@ config IHS_AXI
          Interface (IHS AXI) bus on a gdsys IHS FPGA used to communicate with
          IP cores in the FPGA (e.g. video transmitter cores).
 
+config AXI_SANDBOX
+       bool "Enable AXI sandbox driver"
+       depends on DM
+       help
+         Support AXI (Advanced eXtensible Interface) emulation for the sandbox
+         environment.
+
 endif
index 18d9380e9baf26d0d4bd146438a005c751778166..66b6c5a28f4990ba39f84fee3adc1f484df4f4b9 100644 (file)
@@ -7,3 +7,6 @@
 
 obj-$(CONFIG_AXI) += axi-uclass.o
 obj-$(CONFIG_IHS_AXI) += ihs_axi.o
+obj-$(CONFIG_SANDBOX) += axi-emul-uclass.o
+obj-$(CONFIG_SANDBOX) += sandbox_store.o
+obj-$(CONFIG_AXI_SANDBOX) += axi_sandbox.o
diff --git a/drivers/axi/axi-emul-uclass.c b/drivers/axi/axi-emul-uclass.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..06c4200
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,85 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
+/*
+ * (C) Copyright 2018
+ * Mario Six, Guntermann & Drunck GmbH, mario.six@gdsys.cc
+ */
+
+#include <common.h>
+#include <axi.h>
+#include <dm.h>
+#include <dm/device-internal.h>
+#include <asm/axi.h>
+
+int axi_sandbox_get_emul(struct udevice *bus, ulong address,
+                        enum axi_size_t size, struct udevice **emulp)
+{
+       struct udevice *dev;
+       u32 reg[2];
+       uint offset;
+
+       switch (size) {
+       case AXI_SIZE_8:
+               offset = 1;
+               break;
+       case AXI_SIZE_16:
+               offset = 2;
+               break;
+       case AXI_SIZE_32:
+               offset = 4;
+               break;
+       default:
+               debug("%s: Unknown AXI transfer size '%d'", bus->name, size);
+               offset = 0;
+       }
+
+       /*
+        * Note: device_find_* don't activate the devices; they're activated
+        *       as-needed below.
+        */
+       for (device_find_first_child(bus, &dev);
+            dev;
+            device_find_next_child(&dev)) {
+               int ret;
+
+               ret = dev_read_u32_array(dev, "reg", reg, ARRAY_SIZE(reg));
+               if (ret) {
+                       debug("%s: Could not read 'reg' property of %s\n",
+                             bus->name, dev->name);
+                       continue;
+               }
+
+               /*
+                * Does the transfer's address fall into this device's address
+                * space?
+                */
+               if (address >= reg[0] && address <= reg[0] + reg[1] - offset) {
+                       /* If yes, activate it... */
+                       if (device_probe(dev)) {
+                               debug("%s: Could not activate %s\n",
+                                     bus->name, dev->name);
+                               return -ENODEV;
+                       }
+
+                       /* ...and return it */
+                       *emulp = dev;
+                       return 0;
+               }
+       }
+
+       return -ENODEV;
+}
+
+int axi_get_store(struct udevice *dev, u8 **storep)
+{
+       struct axi_emul_ops *ops = axi_emul_get_ops(dev);
+
+       if (!ops->get_store)
+               return -ENOSYS;
+
+       return ops->get_store(dev, storep);
+}
+
+UCLASS_DRIVER(axi_emul) = {
+       .id             = UCLASS_AXI_EMUL,
+       .name           = "axi_emul",
+};
diff --git a/drivers/axi/axi_sandbox.c b/drivers/axi/axi_sandbox.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..b91c91f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,77 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
+/*
+ * (C) Copyright 2018
+ * Mario Six, Guntermann & Drunck GmbH, mario.six@gdsys.cc
+ */
+
+#include <common.h>
+#include <axi.h>
+#include <dm.h>
+#include <asm/axi.h>
+
+/*
+ * This driver implements a AXI bus for the sandbox architecture for testing
+ * purposes.
+ *
+ * The bus forwards every access to it to a special AXI emulation device (which
+ * it gets via the axi_emul_get_ops function) that implements a simple
+ * read/write storage.
+ *
+ * The emulator device must still be contained in the device tree in the usual
+ * way, since configuration data for the storage is read from the DT.
+ */
+
+static int axi_sandbox_read(struct udevice *bus, ulong address, void *data,
+                           enum axi_size_t size)
+{
+       struct axi_emul_ops *ops;
+       struct udevice *emul;
+       int ret;
+
+       /* Get emulator device */
+       ret = axi_sandbox_get_emul(bus, address, size, &emul);
+       if (ret)
+               return ret == -ENODEV ? 0 : ret;
+       /* Forward all reads to the AXI emulator */
+       ops = axi_emul_get_ops(emul);
+       if (!ops || !ops->read)
+               return -ENOSYS;
+
+       return ops->read(emul, address, data, size);
+}
+
+static int axi_sandbox_write(struct udevice *bus, ulong address, void *data,
+                            enum axi_size_t size)
+{
+       struct axi_emul_ops *ops;
+       struct udevice *emul;
+       int ret;
+
+       /* Get emulator device */
+       ret = axi_sandbox_get_emul(bus, address, size, &emul);
+       if (ret)
+               return ret == -ENODEV ? 0 : ret;
+       /* Forward all writes to the AXI emulator */
+       ops = axi_emul_get_ops(emul);
+       if (!ops || !ops->write)
+               return -ENOSYS;
+
+       return ops->write(emul, address, data, size);
+}
+
+static const struct udevice_id axi_sandbox_ids[] = {
+       { .compatible = "sandbox,axi" },
+       { /* sentinel */ }
+};
+
+static const struct axi_ops axi_sandbox_ops = {
+       .read = axi_sandbox_read,
+       .write = axi_sandbox_write,
+};
+
+U_BOOT_DRIVER(axi_sandbox_bus) = {
+       .name           = "axi_sandbox_bus",
+       .id             = UCLASS_AXI,
+       .of_match       = axi_sandbox_ids,
+       .ops            = &axi_sandbox_ops,
+};
diff --git a/drivers/axi/sandbox_store.c b/drivers/axi/sandbox_store.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d724f19
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,123 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
+/*
+ * (C) Copyright 2018
+ * Mario Six, Guntermann & Drunck GmbH, mario.six@gdsys.cc
+ */
+
+#include <common.h>
+#include <axi.h>
+#include <dm.h>
+
+/**
+ * struct sandbox_store_priv - Private data structure of a AXI store device
+ * @store: The buffer holding the device's internal memory, which is read from
+ *        and written to using the driver's methods
+ */
+struct sandbox_store_priv {
+       u8 *store;
+};
+
+/**
+ * copy_axi_data() - Copy data from source to destination with a given AXI
+ *                  transfer width
+ * @src:  Pointer to the data source from where data will be read
+ * @dst:  Pointer to the data destination where data will be written to
+ * @size: Size of the data to be copied given by a axi_size_t enum value
+ *
+ * Return: 0 if OK, -ve on error
+ */
+static int copy_axi_data(void *src, void *dst, enum axi_size_t size)
+{
+       switch (size) {
+       case AXI_SIZE_8:
+               *((u8 *)dst) = *((u8 *)src);
+               return 0;
+       case AXI_SIZE_16:
+               *((u16 *)dst) = be16_to_cpu(*((u16 *)src));
+               return 0;
+       case AXI_SIZE_32:
+               *((u32 *)dst) = be32_to_cpu(*((u32 *)src));
+               return 0;
+       default:
+               debug("%s: Unknown AXI transfer size '%d'\n", __func__, size);
+               return -EINVAL;
+       }
+}
+
+static int sandbox_store_read(struct udevice *dev, ulong address, void *data,
+                             enum axi_size_t size)
+{
+       struct sandbox_store_priv *priv = dev_get_priv(dev);
+
+       return copy_axi_data(priv->store + address, data, size);
+}
+
+static int sandbox_store_write(struct udevice *dev, ulong address, void *data,
+                              enum axi_size_t size)
+{
+       struct sandbox_store_priv *priv = dev_get_priv(dev);
+
+       return copy_axi_data(data, priv->store + address, size);
+}
+
+static int sandbox_store_get_store(struct udevice *dev, u8 **store)
+{
+       struct sandbox_store_priv *priv = dev_get_priv(dev);
+
+       *store = priv->store;
+
+       return 0;
+}
+
+static const struct udevice_id sandbox_store_ids[] = {
+       { .compatible = "sandbox,sandbox_store" },
+       { /* sentinel */ }
+};
+
+static const struct axi_emul_ops sandbox_store_ops = {
+       .read = sandbox_store_read,
+       .write = sandbox_store_write,
+       .get_store = sandbox_store_get_store,
+};
+
+static int sandbox_store_probe(struct udevice *dev)
+{
+       struct sandbox_store_priv *priv = dev_get_priv(dev);
+       u32 reg[2];
+       int ret;
+
+       ret = dev_read_u32_array(dev, "reg", reg, ARRAY_SIZE(reg));
+       if (ret) {
+               debug("%s: Could not read 'reg' property\n", dev->name);
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       /*
+        * Allocate the device's internal storage that will be read
+        * from/written to
+        */
+       priv->store = calloc(reg[1], 1);
+       if (!priv->store)
+               return -ENOMEM;
+
+       return 0;
+}
+
+static int sandbox_store_remove(struct udevice *dev)
+{
+       struct sandbox_store_priv *priv = dev_get_priv(dev);
+
+       free(priv->store);
+
+       return 0;
+}
+
+U_BOOT_DRIVER(sandbox_axi_store) = {
+       .name           = "sandbox_axi_store",
+       .id             = UCLASS_AXI_EMUL,
+       .of_match       = sandbox_store_ids,
+       .ops            = &sandbox_store_ops,
+       .priv_auto_alloc_size = sizeof(struct sandbox_store_priv),
+       .probe          = sandbox_store_probe,
+       .remove         = sandbox_store_remove,
+};
index 2ff81c16af6c1a9159182a74cb1bb081bf0ded14..3e40692cdfda4595caf74bf72195ad03b7a04f9c 100644 (file)
@@ -1,48 +1,47 @@
 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ */
 /*
- * (C) Copyright 2017
- * Mario Six,  Guntermann & Drunck GmbH, mario.six@gdsys.cc
+ * (C) Copyright 2017, 2018
+ * Mario Six, Guntermann & Drunck GmbH, mario.six@gdsys.cc
  */
 
 #ifndef _AXI_H_
 #define _AXI_H_
 
+/**
+ * enum axi_size_t - Determine size of AXI transfer
+ * @AXI_SIZE_8:  AXI sransfer is 8-bit wide
+ * @AXI_SIZE_16: AXI sransfer is 16-bit wide
+ * @AXI_SIZE_32: AXI sransfer is 32-bit wide
+ */
 enum axi_size_t {
        AXI_SIZE_8,
        AXI_SIZE_16,
        AXI_SIZE_32,
 };
 
-/**
- * struct axi_ops - driver operations for AXI uclass
- *
- * Drivers should support these operations unless otherwise noted. These
- * operations are intended to be used by uclass code, not directly from
- * other code.
- */
 struct axi_ops {
        /**
         * read() - Read a single value from a specified address on a AXI bus
-        *
         * @dev:        AXI bus to read from.
         * @address:    The address to read from.
         * @data:       Pointer to a variable that takes the data value read
         *              from the address on the AXI bus.
         * @size:       The size of the data to be read.
-        * @return 0 if OK, -ve on error.
+        *
+        * Return: 0 if OK, -ve on error.
         */
        int (*read)(struct udevice *dev, ulong address, void *data,
                    enum axi_size_t size);
 
        /**
         * write() - Write a single value to a specified address on a AXI bus
-        *
         * @dev:        AXI bus to write to.
         * @address:    The address to write to.
         * @data:       Pointer to the data value to be written to the address
         *              on the AXI bus.
         * @size:       The size of the data to write.
-        * @return 0 if OK, -ve on error.
+        *
+        * Return 0 if OK, -ve on error.
         */
        int (*write)(struct udevice *dev, ulong address, void *data,
                     enum axi_size_t size);
@@ -52,27 +51,68 @@ struct axi_ops {
 
 /**
  * axi_read() - Read a single value from a specified address on a AXI bus
- *
  * @dev:       AXI bus to read from.
  * @address:   The address to read from.
  * @data:      Pointer to a variable that takes the data value read from the
  *              address on the AXI bus.
  * @size:      The size of the data to write.
- * @return 0 if OK, -ve on error.
+ *
+ * Return: 0 if OK, -ve on error.
  */
 int axi_read(struct udevice *dev, ulong address, void *data,
             enum axi_size_t size);
 
 /**
  * axi_write() - Write a single value to a specified address on a AXI bus
- *
  * @dev:       AXI bus to write to.
  * @address:   The address to write to.
  * @data:      Pointer to the data value to be written to the address on the
  *             AXI bus.
  * @size:      The size of the data to write.
- * @return 0 if OK, -ve on error.
+ *
+ * Return: 0 if OK, -ve on error.
  */
 int axi_write(struct udevice *dev, ulong address, void *data,
              enum axi_size_t size);
+
+struct axi_emul_ops {
+       /**
+        * read() - Read a single value from a specified address on a AXI bus
+        * @dev:        AXI bus to read from.
+        * @address:    The address to read from.
+        * @data:       Pointer to a variable that takes the data value read
+        *              from the address on the AXI bus.
+        * @size:       The size of the data to be read.
+        *
+        * Return: 0 if OK, -ve on error.
+        */
+       int (*read)(struct udevice *dev, ulong address, void *data,
+                   enum axi_size_t size);
+
+       /**
+        * write() - Write a single value to a specified address on a AXI bus
+        * @dev:        AXI bus to write to.
+        * @address:    The address to write to.
+        * @data:       Pointer to the data value to be written to the address
+        *              on the AXI bus.
+        * @size:       The size of the data to write.
+        *
+        * Return: 0 if OK, -ve on error.
+        */
+       int (*write)(struct udevice *dev, ulong address, void *data,
+                    enum axi_size_t size);
+
+       /**
+        * get_store() - Get address of internal storage of a emulated AXI
+        *               device
+        * @dev:        Emulated AXI device to get the pointer of the internal
+        *              storage for.
+        * @storep:     Pointer to the internal storage of the emulated AXI
+        *              device.
+        *
+        * Return: 0 if OK, -ve on error.
+        */
+       int (*get_store)(struct udevice *dev, u8 **storep);
+};
+
 #endif
index 618f43ad45889f5a53c1f6281c2bb8a2433a9323..7027ea076dbf313e124dfabb60e7565d2def537c 100644 (file)
@@ -23,6 +23,7 @@ enum uclass_id {
        UCLASS_I2C_EMUL,        /* sandbox I2C device emulator */
        UCLASS_PCI_EMUL,        /* sandbox PCI device emulator */
        UCLASS_USB_EMUL,        /* sandbox USB bus device emulator */
+       UCLASS_AXI_EMUL,        /* sandbox AXI bus device emulator */
        UCLASS_SIMPLE_BUS,      /* bus with child devices */
 
        /* U-Boot uclasses start here - in alphabetical order */