drivers/fpga/of-fpga-region.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * FPGA Region - Device Tree support for FPGA programming under Linux
   4  *
   5  *  Copyright (C) 2013-2016 Altera Corporation
   6  *  Copyright (C) 2017 Intel Corporation
   7  */
   8 #include <linux/fpga/fpga-bridge.h>
   9 #include <linux/fpga/fpga-mgr.h>
  10 #include <linux/fpga/fpga-region.h>
  11 #include <linux/idr.h>
  12 #include <linux/kernel.h>
  13 #include <linux/list.h>
  14 #include <linux/module.h>
  15 #include <linux/of.h>
  16 #include <linux/of_platform.h>
  17 #include <linux/platform_device.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/spinlock.h>
  20
  21 static const struct of_device_id fpga_region_of_match[] = {
  22         { .compatible = "fpga-region", },
  23         {},
  24 };
  25 MODULE_DEVICE_TABLE(of, fpga_region_of_match);
  26
  27 /**
  28  * of_fpga_region_find - find FPGA region
  29  * @np: device node of FPGA Region
  30  *
  31  * Caller will need to put_device(&region->dev) when done.
  32  *
  33  * Return: FPGA Region struct or NULL
  34  */
  35 static struct fpga_region *of_fpga_region_find(struct device_node *np)
  36 {
  37         return fpga_region_class_find(NULL, np, device_match_of_node);
  38 }
  39
  40 /**
  41  * of_fpga_region_get_mgr - get reference for FPGA manager
  42  * @np: device node of FPGA region
  43  *
  44  * Get FPGA Manager from "fpga-mgr" property or from ancestor region.
  45  *
  46  * Caller should call fpga_mgr_put() when done with manager.
  47  *
  48  * Return: fpga manager struct or IS_ERR() condition containing error code.
  49  */
  50 static struct fpga_manager *of_fpga_region_get_mgr(struct device_node *np)
  51 {
  52         struct device_node  *mgr_node;
  53         struct fpga_manager *mgr;
  54
  55         of_node_get(np);
  56         while (np) {
  57                 if (of_device_is_compatible(np, "fpga-region")) {
  58                         mgr_node = of_parse_phandle(np, "fpga-mgr", 0);
  59                         if (mgr_node) {
  60                                 mgr = of_fpga_mgr_get(mgr_node);
  61                                 of_node_put(mgr_node);
  62                                 of_node_put(np);
  63                                 return mgr;
  64                         }
  65                 }
  66                 np = of_get_next_parent(np);
  67         }
  68         of_node_put(np);
  69
  70         return ERR_PTR(-EINVAL);
  71 }
  72
  73 /**
  74  * of_fpga_region_get_bridges - create a list of bridges
  75  * @region: FPGA region
  76  *
  77  * Create a list of bridges including the parent bridge and the bridges
  78  * specified by "fpga-bridges" property.  Note that the
  79  * fpga_bridges_enable/disable/put functions are all fine with an empty list
  80  * if that happens.
  81  *
  82  * Caller should call fpga_bridges_put(&region->bridge_list) when
  83  * done with the bridges.
  84  *
  85  * Return: 0 for success (even if there are no bridges specified)
  86  * or -EBUSY if any of the bridges are in use.
  87  */
  88 static int of_fpga_region_get_bridges(struct fpga_region *region)
  89 {
  90         struct device *dev = &region->dev;
  91         struct device_node *region_np = dev->of_node;
  92         struct fpga_image_info *info = region->info;
  93         struct device_node *br, *np, *parent_br = NULL;
  94         int i, ret;
  95
  96         /* If parent is a bridge, add to list */
  97         ret = of_fpga_bridge_get_to_list(region_np->parent, info,
  98                                          &region->bridge_list);
  99
 100         /* -EBUSY means parent is a bridge that is under use. Give up. */
 101         if (ret == -EBUSY)
 102                 return ret;
 103
 104         /* Zero return code means parent was a bridge and was added to list. */
 105         if (!ret)
 106                 parent_br = region_np->parent;
 107
 108         /* If overlay has a list of bridges, use it. */
 109         br = of_parse_phandle(info->overlay, "fpga-bridges", 0);
 110         if (br) {
 111                 of_node_put(br);
 112                 np = info->overlay;
 113         } else {
 114                 np = region_np;
 115         }
 116
 117         for (i = 0; ; i++) {
 118                 br = of_parse_phandle(np, "fpga-bridges", i);
 119                 if (!br)
 120                         break;
 121
 122                 /* If parent bridge is in list, skip it. */
 123                 if (br == parent_br) {
 124                         of_node_put(br);
 125                         continue;
 126                 }
 127
 128                 /* If node is a bridge, get it and add to list */
 129                 ret = of_fpga_bridge_get_to_list(br, info,
 130                                                  &region->bridge_list);
 131                 of_node_put(br);
 132
 133                 /* If any of the bridges are in use, give up */
 134                 if (ret == -EBUSY) {
 135                         fpga_bridges_put(&region->bridge_list);
 136                         return -EBUSY;
 137                 }
 138         }
 139
 140         return 0;
 141 }
 142
 143 /**
 144  * child_regions_with_firmware - Used to check the child region info.
 145  * @overlay: device node of the overlay
 146  *
 147  * If the overlay adds child FPGA regions, they are not allowed to have
 148  * firmware-name property.
 149  *
 150  * Return: 0 for OK or -EINVAL if child FPGA region adds firmware-name.
 151  */
 152 static int child_regions_with_firmware(struct device_node *overlay)
 153 {
 154         struct device_node *child_region;
 155         const char *child_firmware_name;
 156         int ret = 0;
 157
 158         of_node_get(overlay);
 159
 160         child_region = of_find_matching_node(overlay, fpga_region_of_match);
 161         while (child_region) {
 162                 if (!of_property_read_string(child_region, "firmware-name",
 163                                              &child_firmware_name)) {
 164                         ret = -EINVAL;
 165                         break;
 166                 }
 167                 child_region = of_find_matching_node(child_region,
 168                                                      fpga_region_of_match);
 169         }
 170
 171         of_node_put(child_region);
 172
 173         if (ret)
 174                 pr_err("firmware-name not allowed in child FPGA region: %pOF",
 175                        child_region);
 176
 177         return ret;
 178 }
 179
 180 /**
 181  * of_fpga_region_parse_ov - parse and check overlay applied to region
 182  *
 183  * @region: FPGA region
 184  * @overlay: overlay applied to the FPGA region
 185  *
 186  * Given an overlay applied to an FPGA region, parse the FPGA image specific
 187  * info in the overlay and do some checking.
 188  *
 189  * Return:
 190  *   NULL if overlay doesn't direct us to program the FPGA.
 191  *   fpga_image_info struct if there is an image to program.
 192  *   error code for invalid overlay.
 193  */
 194 static struct fpga_image_info *
 195 of_fpga_region_parse_ov(struct fpga_region *region,
 196                         struct device_node *overlay)
 197 {
 198         struct device *dev = &region->dev;
 199         struct fpga_image_info *info;
 200         const char *firmware_name;
 201         int ret;
 202
 203         if (region->info) {
 204                 dev_err(dev, "Region already has overlay applied.\n");
 205                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 206         }
 207
 208         /*
 209          * Reject overlay if child FPGA Regions added in the overlay have
 210          * firmware-name property (would mean that an FPGA region that has
 211          * not been added to the live tree yet is doing FPGA programming).
 212          */
 213         ret = child_regions_with_firmware(overlay);
 214         if (ret)
 215                 return ERR_PTR(ret);
 216
 217         info = fpga_image_info_alloc(dev);
 218         if (!info)
 219                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 220
 221         info->overlay = overlay;
 222
 223         /* Read FPGA region properties from the overlay */
 224         if (of_property_read_bool(overlay, "partial-fpga-config"))
 225                 info->flags |= FPGA_MGR_PARTIAL_RECONFIG;
 226
 227         if (of_property_read_bool(overlay, "external-fpga-config"))
 228                 info->flags |= FPGA_MGR_EXTERNAL_CONFIG;
 229
 230         if (of_property_read_bool(overlay, "encrypted-fpga-config"))
 231                 info->flags |= FPGA_MGR_ENCRYPTED_BITSTREAM;
 232
 233         if (!of_property_read_string(overlay, "firmware-name",
 234                                      &firmware_name)) {
 235                 info->firmware_name = devm_kstrdup(dev, firmware_name,
 236                                                    GFP_KERNEL);
 237                 if (!info->firmware_name)
 238                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
 239         }
 240
 241         of_property_read_u32(overlay, "region-unfreeze-timeout-us",
 242                              &info->enable_timeout_us);
 243
 244         of_property_read_u32(overlay, "region-freeze-timeout-us",
 245                              &info->disable_timeout_us);
 246
 247         of_property_read_u32(overlay, "config-complete-timeout-us",
 248                              &info->config_complete_timeout_us);
 249
 250         /* If overlay is not programming the FPGA, don't need FPGA image info */
 251         if (!info->firmware_name) {
 252                 ret = 0;
 253                 goto ret_no_info;
 254         }
 255
 256         /*
 257          * If overlay informs us FPGA was externally programmed, specifying
 258          * firmware here would be ambiguous.
 259          */
 260         if (info->flags & FPGA_MGR_EXTERNAL_CONFIG) {
 261                 dev_err(dev, "error: specified firmware and external-fpga-config");
 262                 ret = -EINVAL;
 263                 goto ret_no_info;
 264         }
 265
 266         return info;
 267 ret_no_info:
 268         fpga_image_info_free(info);
 269         return ERR_PTR(ret);
 270 }
 271
 272 /**
 273  * of_fpga_region_notify_pre_apply - pre-apply overlay notification
 274  *
 275  * @region: FPGA region that the overlay was applied to
 276  * @nd: overlay notification data
 277  *
 278  * Called when an overlay targeted to an FPGA Region is about to be applied.
 279  * Parses the overlay for properties that influence how the FPGA will be
 280  * programmed and does some checking. If the checks pass, programs the FPGA.
 281  * If the checks fail, overlay is rejected and does not get added to the
 282  * live tree.
 283  *
 284  * Return: 0 for success or negative error code for failure.
 285  */
 286 static int of_fpga_region_notify_pre_apply(struct fpga_region *region,
 287                                            struct of_overlay_notify_data *nd)
 288 {
 289         struct device *dev = &region->dev;
 290         struct fpga_image_info *info;
 291         int ret;
 292
 293         info = of_fpga_region_parse_ov(region, nd->overlay);
 294         if (IS_ERR(info))
 295                 return PTR_ERR(info);
 296
 297         /* If overlay doesn't program the FPGA, accept it anyway. */
 298         if (!info)
 299                 return 0;
 300
 301         if (region->info) {
 302                 dev_err(dev, "Region already has overlay applied.\n");
 303                 return -EINVAL;
 304         }
 305
 306         region->info = info;
 307         ret = fpga_region_program_fpga(region);
 308         if (ret) {
 309                 /* error; reject overlay */
 310                 fpga_image_info_free(info);
 311                 region->info = NULL;
 312         }
 313
 314         return ret;
 315 }
 316
 317 /**
 318  * of_fpga_region_notify_post_remove - post-remove overlay notification
 319  *
 320  * @region: FPGA region that was targeted by the overlay that was removed
 321  * @nd: overlay notification data
 322  *
 323  * Called after an overlay has been removed if the overlay's target was a
 324  * FPGA region.
 325  */
 326 static void of_fpga_region_notify_post_remove(struct fpga_region *region,
 327                                               struct of_overlay_notify_data *nd)
 328 {
 329         fpga_bridges_disable(&region->bridge_list);
 330         fpga_bridges_put(&region->bridge_list);
 331         fpga_image_info_free(region->info);
 332         region->info = NULL;
 333 }
 334
 335 /**
 336  * of_fpga_region_notify - reconfig notifier for dynamic DT changes
 337  * @nb:         notifier block
 338  * @action:     notifier action
 339  * @arg:        reconfig data
 340  *
 341  * This notifier handles programming an FPGA when a "firmware-name" property is
 342  * added to an fpga-region.
 343  *
 344  * Return: NOTIFY_OK or error if FPGA programming fails.
 345  */
 346 static int of_fpga_region_notify(struct notifier_block *nb,
 347                                  unsigned long action, void *arg)
 348 {
 349         struct of_overlay_notify_data *nd = arg;
 350         struct fpga_region *region;
 351         int ret;
 352
 353         switch (action) {
 354         case OF_OVERLAY_PRE_APPLY:
 355                 pr_debug("%s OF_OVERLAY_PRE_APPLY\n", __func__);
 356                 break;
 357         case OF_OVERLAY_POST_APPLY:
 358                 pr_debug("%s OF_OVERLAY_POST_APPLY\n", __func__);
 359                 return NOTIFY_OK;       /* not for us */
 360         case OF_OVERLAY_PRE_REMOVE:
 361                 pr_debug("%s OF_OVERLAY_PRE_REMOVE\n", __func__);
 362                 return NOTIFY_OK;       /* not for us */
 363         case OF_OVERLAY_POST_REMOVE:
 364                 pr_debug("%s OF_OVERLAY_POST_REMOVE\n", __func__);
 365                 break;
 366         default:                        /* should not happen */
 367                 return NOTIFY_OK;
 368         }
 369
 370         region = of_fpga_region_find(nd->target);
 371         if (!region)
 372                 return NOTIFY_OK;
 373
 374         ret = 0;
 375         switch (action) {
 376         case OF_OVERLAY_PRE_APPLY:
 377                 ret = of_fpga_region_notify_pre_apply(region, nd);
 378                 break;
 379
 380         case OF_OVERLAY_POST_REMOVE:
 381                 of_fpga_region_notify_post_remove(region, nd);
 382                 break;
 383         }
 384
 385         put_device(&region->dev);
 386
 387         if (ret)
 388                 return notifier_from_errno(ret);
 389
 390         return NOTIFY_OK;
 391 }
 392
 393 static struct notifier_block fpga_region_of_nb = {
 394         .notifier_call = of_fpga_region_notify,
 395 };
 396
 397 static int of_fpga_region_probe(struct platform_device *pdev)
 398 {
 399         struct device *dev = &pdev->dev;
 400         struct device_node *np = dev->of_node;
 401         struct fpga_region *region;
 402         struct fpga_manager *mgr;
 403         int ret;
 404
 405         /* Find the FPGA mgr specified by region or parent region. */
 406         mgr = of_fpga_region_get_mgr(np);
 407         if (IS_ERR(mgr))
 408                 return -EPROBE_DEFER;
 409
 410         region = fpga_region_register(dev, mgr, of_fpga_region_get_bridges);
 411         if (IS_ERR(region)) {
 412                 ret = PTR_ERR(region);
 413                 goto eprobe_mgr_put;
 414         }
 415
 416         of_platform_populate(np, fpga_region_of_match, NULL, &region->dev);
 417         platform_set_drvdata(pdev, region);
 418
 419         dev_info(dev, "FPGA Region probed\n");
 420
 421         return 0;
 422
 423 eprobe_mgr_put:
 424         fpga_mgr_put(mgr);
 425         return ret;
 426 }
 427
 428 static int of_fpga_region_remove(struct platform_device *pdev)
 429 {
 430         struct fpga_region *region = platform_get_drvdata(pdev);
 431         struct fpga_manager *mgr = region->mgr;
 432
 433         fpga_region_unregister(region);
 434         fpga_mgr_put(mgr);
 435
 436         return 0;
 437 }
 438
 439 static struct platform_driver of_fpga_region_driver = {
 440         .probe = of_fpga_region_probe,
 441         .remove = of_fpga_region_remove,
 442         .driver = {
 443                 .name   = "of-fpga-region",
 444                 .of_match_table = of_match_ptr(fpga_region_of_match),
 445         },
 446 };
 447
 448 /**
 449  * of_fpga_region_init - init function for fpga_region class
 450  * Creates the fpga_region class and registers a reconfig notifier.
 451  *
 452  * Return: 0 on success, negative error code otherwise.
 453  */
 454 static int __init of_fpga_region_init(void)
 455 {
 456         int ret;
 457
 458         ret = of_overlay_notifier_register(&fpga_region_of_nb);
 459         if (ret)
 460                 return ret;
 461
 462         ret = platform_driver_register(&of_fpga_region_driver);
 463         if (ret)
 464                 goto err_plat;
 465
 466         return 0;
 467
 468 err_plat:
 469         of_overlay_notifier_unregister(&fpga_region_of_nb);
 470         return ret;
 471 }
 472
 473 static void __exit of_fpga_region_exit(void)
 474 {
 475         platform_driver_unregister(&of_fpga_region_driver);
 476         of_overlay_notifier_unregister(&fpga_region_of_nb);
 477 }
 478
 479 subsys_initcall(of_fpga_region_init);
 480 module_exit(of_fpga_region_exit);
 481
 482 MODULE_DESCRIPTION("FPGA Region");
 483 MODULE_AUTHOR("Alan Tull <atull@kernel.org>");
 484 MODULE_LICENSE("GPL v2");