drivers/uio/uio_dmem_genirq.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * drivers/uio/uio_dmem_genirq.c
   4  *
   5  * Userspace I/O platform driver with generic IRQ handling code.
   6  *
   7  * Copyright (C) 2012 Damian Hobson-Garcia
   8  *
   9  * Based on uio_pdrv_genirq.c by Magnus Damm
  10  */
  11
  12 #include <linux/platform_device.h>
  13 #include <linux/uio_driver.h>
  14 #include <linux/spinlock.h>
  15 #include <linux/bitops.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/interrupt.h>
  18 #include <linux/platform_data/uio_dmem_genirq.h>
  19 #include <linux/stringify.h>
  20 #include <linux/pm_runtime.h>
  21 #include <linux/dma-mapping.h>
  22 #include <linux/slab.h>
  23 #include <linux/irq.h>
  24
  25 #include <linux/of.h>
  26 #include <linux/of_platform.h>
  27 #include <linux/of_address.h>
  28
  29 #define DRIVER_NAME "uio_dmem_genirq"
  30 #define DMEM_MAP_ERROR (~0)
  31
  32 struct uio_dmem_genirq_platdata {
  33         struct uio_info *uioinfo;
  34         spinlock_t lock;
  35         unsigned long flags;
  36         struct platform_device *pdev;
  37         unsigned int dmem_region_start;
  38         unsigned int num_dmem_regions;
  39         void *dmem_region_vaddr[MAX_UIO_MAPS];
  40         struct mutex alloc_lock;
  41         unsigned int refcnt;
  42 };
  43
  44 static int uio_dmem_genirq_open(struct uio_info *info, struct inode *inode)
  45 {
  46         struct uio_dmem_genirq_platdata *priv = info->priv;
  47         struct uio_mem *uiomem;
  48         int dmem_region = priv->dmem_region_start;
  49
  50         uiomem = &priv->uioinfo->mem[priv->dmem_region_start];
  51
  52         mutex_lock(&priv->alloc_lock);
  53         while (!priv->refcnt && uiomem < &priv->uioinfo->mem[MAX_UIO_MAPS]) {
  54                 void *addr;
  55                 if (!uiomem->size)
  56                         break;
  57
  58                 addr = dma_alloc_coherent(&priv->pdev->dev, uiomem->size,
  59                                 (dma_addr_t *)&uiomem->addr, GFP_KERNEL);
  60                 if (!addr) {
  61                         uiomem->addr = DMEM_MAP_ERROR;
  62                 }
  63                 priv->dmem_region_vaddr[dmem_region++] = addr;
  64                 ++uiomem;
  65         }
  66         priv->refcnt++;
  67
  68         mutex_unlock(&priv->alloc_lock);
  69         /* Wait until the Runtime PM code has woken up the device */
  70         pm_runtime_get_sync(&priv->pdev->dev);
  71         return 0;
  72 }
  73
  74 static int uio_dmem_genirq_release(struct uio_info *info, struct inode *inode)
  75 {
  76         struct uio_dmem_genirq_platdata *priv = info->priv;
  77         struct uio_mem *uiomem;
  78         int dmem_region = priv->dmem_region_start;
  79
  80         /* Tell the Runtime PM code that the device has become idle */
  81         pm_runtime_put_sync(&priv->pdev->dev);
  82
  83         uiomem = &priv->uioinfo->mem[priv->dmem_region_start];
  84
  85         mutex_lock(&priv->alloc_lock);
  86
  87         priv->refcnt--;
  88         while (!priv->refcnt && uiomem < &priv->uioinfo->mem[MAX_UIO_MAPS]) {
  89                 if (!uiomem->size)
  90                         break;
  91                 if (priv->dmem_region_vaddr[dmem_region]) {
  92                         dma_free_coherent(&priv->pdev->dev, uiomem->size,
  93                                         priv->dmem_region_vaddr[dmem_region],
  94                                         uiomem->addr);
  95                 }
  96                 uiomem->addr = DMEM_MAP_ERROR;
  97                 ++dmem_region;
  98                 ++uiomem;
  99         }
 100
 101         mutex_unlock(&priv->alloc_lock);
 102         return 0;
 103 }
 104
 105 static irqreturn_t uio_dmem_genirq_handler(int irq, struct uio_info *dev_info)
 106 {
 107         struct uio_dmem_genirq_platdata *priv = dev_info->priv;
 108
 109         /* Just disable the interrupt in the interrupt controller, and
 110          * remember the state so we can allow user space to enable it later.
 111          */
 112
 113         spin_lock(&priv->lock);
 114         if (!test_and_set_bit(0, &priv->flags))
 115                 disable_irq_nosync(irq);
 116         spin_unlock(&priv->lock);
 117
 118         return IRQ_HANDLED;
 119 }
 120
 121 static int uio_dmem_genirq_irqcontrol(struct uio_info *dev_info, s32 irq_on)
 122 {
 123         struct uio_dmem_genirq_platdata *priv = dev_info->priv;
 124         unsigned long flags;
 125
 126         /* Allow user space to enable and disable the interrupt
 127          * in the interrupt controller, but keep track of the
 128          * state to prevent per-irq depth damage.
 129          *
 130          * Serialize this operation to support multiple tasks and concurrency
 131          * with irq handler on SMP systems.
 132          */
 133
 134         spin_lock_irqsave(&priv->lock, flags);
 135         if (irq_on) {
 136                 if (test_and_clear_bit(0, &priv->flags))
 137                         enable_irq(dev_info->irq);
 138         } else {
 139                 if (!test_and_set_bit(0, &priv->flags))
 140                         disable_irq_nosync(dev_info->irq);
 141         }
 142         spin_unlock_irqrestore(&priv->lock, flags);
 143
 144         return 0;
 145 }
 146
 147 static void uio_dmem_genirq_pm_disable(void *data)
 148 {
 149         struct device *dev = data;
 150
 151         pm_runtime_disable(dev);
 152 }
 153
 154 static int uio_dmem_genirq_probe(struct platform_device *pdev)
 155 {
 156         struct uio_dmem_genirq_pdata *pdata = dev_get_platdata(&pdev->dev);
 157         struct uio_info *uioinfo = &pdata->uioinfo;
 158         struct uio_dmem_genirq_platdata *priv;
 159         struct uio_mem *uiomem;
 160         int ret = -EINVAL;
 161         int i;
 162
 163         if (pdev->dev.of_node) {
 164                 /* alloc uioinfo for one device */
 165                 uioinfo = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*uioinfo), GFP_KERNEL);
 166                 if (!uioinfo) {
 167                         dev_err(&pdev->dev, "unable to kmalloc\n");
 168                         return -ENOMEM;
 169                 }
 170                 uioinfo->name = devm_kasprintf(&pdev->dev, GFP_KERNEL, "%pOFn",
 171                                                pdev->dev.of_node);
 172                 uioinfo->version = "devicetree";
 173         }
 174
 175         if (!uioinfo || !uioinfo->name || !uioinfo->version) {
 176                 dev_err(&pdev->dev, "missing platform_data\n");
 177                 return -EINVAL;
 178         }
 179
 180         if (uioinfo->handler || uioinfo->irqcontrol ||
 181             uioinfo->irq_flags & IRQF_SHARED) {
 182                 dev_err(&pdev->dev, "interrupt configuration error\n");
 183                 return -EINVAL;
 184         }
 185
 186         priv = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
 187         if (!priv) {
 188                 dev_err(&pdev->dev, "unable to kmalloc\n");
 189                 return -ENOMEM;
 190         }
 191
 192         ret = dma_set_coherent_mask(&pdev->dev, DMA_BIT_MASK(32));
 193         if (ret) {
 194                 dev_err(&pdev->dev, "DMA enable failed\n");
 195                 return ret;
 196         }
 197
 198         priv->uioinfo = uioinfo;
 199         spin_lock_init(&priv->lock);
 200         priv->flags = 0; /* interrupt is enabled to begin with */
 201         priv->pdev = pdev;
 202         mutex_init(&priv->alloc_lock);
 203
 204         if (!uioinfo->irq) {
 205                 /* Multiple IRQs are not supported */
 206                 ret = platform_get_irq(pdev, 0);
 207                 if (ret == -ENXIO && pdev->dev.of_node)
 208                         ret = UIO_IRQ_NONE;
 209                 else if (ret < 0)
 210                         return ret;
 211                 uioinfo->irq = ret;
 212         }
 213
 214         if (uioinfo->irq) {
 215                 struct irq_data *irq_data = irq_get_irq_data(uioinfo->irq);
 216
 217                 /*
 218                  * If a level interrupt, dont do lazy disable. Otherwise the
 219                  * irq will fire again since clearing of the actual cause, on
 220                  * device level, is done in userspace
 221                  * irqd_is_level_type() isn't used since isn't valid until
 222                  * irq is configured.
 223                  */
 224                 if (irq_data &&
 225                     irqd_get_trigger_type(irq_data) & IRQ_TYPE_LEVEL_MASK) {
 226                         dev_dbg(&pdev->dev, "disable lazy unmask\n");
 227                         irq_set_status_flags(uioinfo->irq, IRQ_DISABLE_UNLAZY);
 228                 }
 229         }
 230
 231         uiomem = &uioinfo->mem[0];
 232
 233         for (i = 0; i < pdev->num_resources; ++i) {
 234                 struct resource *r = &pdev->resource[i];
 235
 236                 if (r->flags != IORESOURCE_MEM)
 237                         continue;
 238
 239                 if (uiomem >= &uioinfo->mem[MAX_UIO_MAPS]) {
 240                         dev_warn(&pdev->dev, "device has more than "
 241                                         __stringify(MAX_UIO_MAPS)
 242                                         " I/O memory resources.\n");
 243                         break;
 244                 }
 245
 246                 uiomem->memtype = UIO_MEM_PHYS;
 247                 uiomem->addr = r->start;
 248                 uiomem->size = resource_size(r);
 249                 ++uiomem;
 250         }
 251
 252         priv->dmem_region_start = uiomem - &uioinfo->mem[0];
 253         priv->num_dmem_regions = pdata->num_dynamic_regions;
 254
 255         for (i = 0; i < pdata->num_dynamic_regions; ++i) {
 256                 if (uiomem >= &uioinfo->mem[MAX_UIO_MAPS]) {
 257                         dev_warn(&pdev->dev, "device has more than "
 258                                         __stringify(MAX_UIO_MAPS)
 259                                         " dynamic and fixed memory regions.\n");
 260                         break;
 261                 }
 262                 uiomem->memtype = UIO_MEM_PHYS;
 263                 uiomem->addr = DMEM_MAP_ERROR;
 264                 uiomem->size = pdata->dynamic_region_sizes[i];
 265                 ++uiomem;
 266         }
 267
 268         while (uiomem < &uioinfo->mem[MAX_UIO_MAPS]) {
 269                 uiomem->size = 0;
 270                 ++uiomem;
 271         }
 272
 273         /* This driver requires no hardware specific kernel code to handle
 274          * interrupts. Instead, the interrupt handler simply disables the
 275          * interrupt in the interrupt controller. User space is responsible
 276          * for performing hardware specific acknowledge and re-enabling of
 277          * the interrupt in the interrupt controller.
 278          *
 279          * Interrupt sharing is not supported.
 280          */
 281
 282         uioinfo->handler = uio_dmem_genirq_handler;
 283         uioinfo->irqcontrol = uio_dmem_genirq_irqcontrol;
 284         uioinfo->open = uio_dmem_genirq_open;
 285         uioinfo->release = uio_dmem_genirq_release;
 286         uioinfo->priv = priv;
 287
 288         /* Enable Runtime PM for this device:
 289          * The device starts in suspended state to allow the hardware to be
 290          * turned off by default. The Runtime PM bus code should power on the
 291          * hardware and enable clocks at open().
 292          */
 293         pm_runtime_enable(&pdev->dev);
 294
 295         ret = devm_add_action_or_reset(&pdev->dev, uio_dmem_genirq_pm_disable, &pdev->dev);
 296         if (ret)
 297                 return ret;
 298
 299         return devm_uio_register_device(&pdev->dev, priv->uioinfo);
 300 }
 301
 302 static int uio_dmem_genirq_runtime_nop(struct device *dev)
 303 {
 304         /* Runtime PM callback shared between ->runtime_suspend()
 305          * and ->runtime_resume(). Simply returns success.
 306          *
 307          * In this driver pm_runtime_get_sync() and pm_runtime_put_sync()
 308          * are used at open() and release() time. This allows the
 309          * Runtime PM code to turn off power to the device while the
 310          * device is unused, ie before open() and after release().
 311          *
 312          * This Runtime PM callback does not need to save or restore
 313          * any registers since user space is responsbile for hardware
 314          * register reinitialization after open().
 315          */
 316         return 0;
 317 }
 318
 319 static const struct dev_pm_ops uio_dmem_genirq_dev_pm_ops = {
 320         .runtime_suspend = uio_dmem_genirq_runtime_nop,
 321         .runtime_resume = uio_dmem_genirq_runtime_nop,
 322 };
 323
 324 #ifdef CONFIG_OF
 325 static const struct of_device_id uio_of_genirq_match[] = {
 326         { /* empty for now */ },
 327 };
 328 MODULE_DEVICE_TABLE(of, uio_of_genirq_match);
 329 #endif
 330
 331 static struct platform_driver uio_dmem_genirq = {
 332         .probe = uio_dmem_genirq_probe,
 333         .driver = {
 334                 .name = DRIVER_NAME,
 335                 .pm = &uio_dmem_genirq_dev_pm_ops,
 336                 .of_match_table = of_match_ptr(uio_of_genirq_match),
 337         },
 338 };
 339
 340 module_platform_driver(uio_dmem_genirq);
 341
 342 MODULE_AUTHOR("Damian Hobson-Garcia");
 343 MODULE_DESCRIPTION("Userspace I/O platform driver with dynamic memory.");
 344 MODULE_LICENSE("GPL v2");
 345 MODULE_ALIAS("platform:" DRIVER_NAME);