Quelle  dma-sh7760.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
//
// SH7760 ("camelot") DMABRG audio DMA unit support
//
// Copyright (C) 2007 Manuel Lauss <mano@roarinelk.homelinux.net>
//
// The SH7760 DMABRG provides 4 dma channels (2x rec, 2x play), which
// trigger an interrupt when one half of the programmed transfer size
// has been xmitted.
//
// FIXME: little-endian only for now

#include <linux/module.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/dma-mapping.h>
#include <sound/core.h>
#include <sound/pcm.h>
#include <sound/pcm_params.h>
#include <sound/soc.h>
#include <asm/dmabrg.h>


/* registers and bits */
#define BRGATXSAR 0x00
#define BRGARXDAR 0x04
#define BRGATXTCR 0x08
#define BRGARXTCR 0x0C
#define BRGACR  0x10
#define BRGATXTCNT 0x14
#define BRGARXTCNT 0x18

#define ACR_RAR  (1 << 18)
#define ACR_RDS  (1 << 17)
#define ACR_RDE  (1 << 16)
#define ACR_TAR  (1 << 2)
#define ACR_TDS  (1 << 1)
#define ACR_TDE  (1 << 0)

/* receiver/transmitter data alignment */
#define ACR_RAM_NONE (0 << 24)
#define ACR_RAM_4BYTE (1 << 24)
#define ACR_RAM_2WORD (2 << 24)
#define ACR_TAM_NONE (0 << 8)
#define ACR_TAM_4BYTE (1 << 8)
#define ACR_TAM_2WORD (2 << 8)


struct camelot_pcm {
 unsigned long mmio;  /* DMABRG audio channel control reg MMIO */
 unsigned int txid;    /* ID of first DMABRG IRQ for this unit */

 struct snd_pcm_substream *tx_ss;
 unsigned long tx_period_size;
 unsigned int  tx_period;

 struct snd_pcm_substream *rx_ss;
 unsigned long rx_period_size;
 unsigned int  rx_period;

} cam_pcm_data[2] = {
 {
  .mmio = 0xFE3C0040,
  .txid = DMABRGIRQ_A0TXF,
 },
 {
  .mmio = 0xFE3C0060,
  .txid = DMABRGIRQ_A1TXF,
 },
};

#define BRGREG(x) (*(unsigned long *)(cam->mmio + (x)))

/*
 * set a minimum of 16kb per period, to avoid interrupt-"storm" and
 * resulting skipping. In general, the bigger the minimum size, the
 * better for overall system performance. (The SH7760 is a puny CPU
 * with a slow SDRAM interface and poor internal bus bandwidth,
 * *especially* when the LCDC is active).  The minimum for the DMAC
 * is 8 bytes; 16kbytes are enough to get skip-free playback of a
 * 44kHz/16bit/stereo MP3 on a lightly loaded system, and maintain
 * reasonable responsiveness in MPlayer.
 */
#define DMABRG_PERIOD_MIN  16 * 1024
#define DMABRG_PERIOD_MAX  0x03fffffc
#define DMABRG_PREALLOC_BUFFER  32 * 1024
#define DMABRG_PREALLOC_BUFFER_MAX 32 * 1024

static const struct snd_pcm_hardware camelot_pcm_hardware = {
 .info = (SNDRV_PCM_INFO_MMAP |
  SNDRV_PCM_INFO_INTERLEAVED |
  SNDRV_PCM_INFO_BLOCK_TRANSFER |
  SNDRV_PCM_INFO_MMAP_VALID |
  SNDRV_PCM_INFO_BATCH),
 .buffer_bytes_max = DMABRG_PERIOD_MAX,
 .period_bytes_min = DMABRG_PERIOD_MIN,
 .period_bytes_max = DMABRG_PERIOD_MAX / 2,
 .periods_min =  2,
 .periods_max =  2,
 .fifo_size =  128,
};

static void camelot_txdma(void *data)
{
 struct camelot_pcm *cam = data;
 cam->tx_period ^= 1;
 snd_pcm_period_elapsed(cam->tx_ss);
}

static void camelot_rxdma(void *data)
{
 struct camelot_pcm *cam = data;
 cam->rx_period ^= 1;
 snd_pcm_period_elapsed(cam->rx_ss);
}

static int camelot_pcm_open(struct snd_soc_component *component,
       struct snd_pcm_substream *substream)
{
 struct snd_soc_pcm_runtime *rtd = snd_soc_substream_to_rtd(substream);
 struct camelot_pcm *cam = &cam_pcm_data[snd_soc_rtd_to_cpu(rtd, 0)->id];
 int recv = substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK ? 0:1;
 int ret, dmairq;

 snd_soc_set_runtime_hwparams(substream, &camelot_pcm_hardware);

 /* DMABRG buffer half/full events */
 dmairq = (recv) ? cam->txid + 2 : cam->txid;
 if (recv) {
  cam->rx_ss = substream;
  ret = dmabrg_request_irq(dmairq, camelot_rxdma, cam);
  if (unlikely(ret)) {
   pr_debug("audio unit %d irqs already taken!\n",
        snd_soc_rtd_to_cpu(rtd, 0)->id);
   return -EBUSY;
  }
  (void)dmabrg_request_irq(dmairq + 1,camelot_rxdma, cam);
 } else {
  cam->tx_ss = substream;
  ret = dmabrg_request_irq(dmairq, camelot_txdma, cam);
  if (unlikely(ret)) {
   pr_debug("audio unit %d irqs already taken!\n",
        snd_soc_rtd_to_cpu(rtd, 0)->id);
   return -EBUSY;
  }
  (void)dmabrg_request_irq(dmairq + 1, camelot_txdma, cam);
 }
 return 0;
}

static int camelot_pcm_close(struct snd_soc_component *component,
        struct snd_pcm_substream *substream)
{
 struct snd_soc_pcm_runtime *rtd = snd_soc_substream_to_rtd(substream);
 struct camelot_pcm *cam = &cam_pcm_data[snd_soc_rtd_to_cpu(rtd, 0)->id];
 int recv = substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK ? 0:1;
 int dmairq;

 dmairq = (recv) ? cam->txid + 2 : cam->txid;

 if (recv)
  cam->rx_ss = NULL;
 else
  cam->tx_ss = NULL;

 dmabrg_free_irq(dmairq + 1);
 dmabrg_free_irq(dmairq);

 return 0;
}

static int camelot_hw_params(struct snd_soc_component *component,
        struct snd_pcm_substream *substream,
        struct snd_pcm_hw_params *hw_params)
{
 struct snd_soc_pcm_runtime *rtd = snd_soc_substream_to_rtd(substream);
 struct camelot_pcm *cam = &cam_pcm_data[snd_soc_rtd_to_cpu(rtd, 0)->id];
 int recv = substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK ? 0:1;

 if (recv) {
  cam->rx_period_size = params_period_bytes(hw_params);
  cam->rx_period = 0;
 } else {
  cam->tx_period_size = params_period_bytes(hw_params);
  cam->tx_period = 0;
 }
 return 0;
}

static int camelot_prepare(struct snd_soc_component *component,
      struct snd_pcm_substream *substream)
{
 struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
 struct snd_soc_pcm_runtime *rtd = snd_soc_substream_to_rtd(substream);
 struct camelot_pcm *cam = &cam_pcm_data[snd_soc_rtd_to_cpu(rtd, 0)->id];

 pr_debug("PCM data: addr %pad len %zu\n", &runtime->dma_addr,
   runtime->dma_bytes);

 if (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK) {
  BRGREG(BRGATXSAR) = (unsigned long)runtime->dma_area;
  BRGREG(BRGATXTCR) = runtime->dma_bytes;
 } else {
  BRGREG(BRGARXDAR) = (unsigned long)runtime->dma_area;
  BRGREG(BRGARXTCR) = runtime->dma_bytes;
 }

 return 0;
}

static inline void dmabrg_play_dma_start(struct camelot_pcm *cam)
{
 unsigned long acr = BRGREG(BRGACR) & ~(ACR_TDS | ACR_RDS);
 /* start DMABRG engine: XFER start, auto-addr-reload */
 BRGREG(BRGACR) = acr | ACR_TDE | ACR_TAR | ACR_TAM_2WORD;
}

static inline void dmabrg_play_dma_stop(struct camelot_pcm *cam)
{
 unsigned long acr = BRGREG(BRGACR) & ~(ACR_TDS | ACR_RDS);
 /* forcibly terminate data transmission */
 BRGREG(BRGACR) = acr | ACR_TDS;
}

static inline void dmabrg_rec_dma_start(struct camelot_pcm *cam)
{
 unsigned long acr = BRGREG(BRGACR) & ~(ACR_TDS | ACR_RDS);
 /* start DMABRG engine: recv start, auto-reload */
 BRGREG(BRGACR) = acr | ACR_RDE | ACR_RAR | ACR_RAM_2WORD;
}

static inline void dmabrg_rec_dma_stop(struct camelot_pcm *cam)
{
 unsigned long acr = BRGREG(BRGACR) & ~(ACR_TDS | ACR_RDS);
 /* forcibly terminate data receiver */
 BRGREG(BRGACR) = acr | ACR_RDS;
}

static int camelot_trigger(struct snd_soc_component *component,
      struct snd_pcm_substream *substream, int cmd)
{
 struct snd_soc_pcm_runtime *rtd = snd_soc_substream_to_rtd(substream);
 struct camelot_pcm *cam = &cam_pcm_data[snd_soc_rtd_to_cpu(rtd, 0)->id];
 int recv = substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK ? 0:1;

 switch (cmd) {
 case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
  if (recv)
   dmabrg_rec_dma_start(cam);
  else
   dmabrg_play_dma_start(cam);
  break;
 case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
  if (recv)
   dmabrg_rec_dma_stop(cam);
  else
   dmabrg_play_dma_stop(cam);
  break;
 default:
  return -EINVAL;
 }

 return 0;
}

static snd_pcm_uframes_t camelot_pos(struct snd_soc_component *component,
         struct snd_pcm_substream *substream)
{
 struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
 struct snd_soc_pcm_runtime *rtd = snd_soc_substream_to_rtd(substream);
 struct camelot_pcm *cam = &cam_pcm_data[snd_soc_rtd_to_cpu(rtd, 0)->id];
 int recv = substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK ? 0:1;
 unsigned long pos;

 /* cannot use the DMABRG pointer register: under load, by the
 * time ALSA comes around to read the register, it is already
 * far ahead (or worse, already done with the fragment) of the
 * position at the time the IRQ was triggered, which results in
 * fast-playback sound in my test application (ScummVM)
 */
 if (recv)
  pos = cam->rx_period ? cam->rx_period_size : 0;
 else
  pos = cam->tx_period ? cam->tx_period_size : 0;

 return bytes_to_frames(runtime, pos);
}

static int camelot_pcm_new(struct snd_soc_component *component,
      struct snd_soc_pcm_runtime *rtd)
{
 struct snd_pcm *pcm = rtd->pcm;

 /* dont use SNDRV_DMA_TYPE_DEV, since it will oops the SH kernel
 * in MMAP mode (i.e. aplay -M)
 */
 snd_pcm_set_managed_buffer_all(pcm,
  SNDRV_DMA_TYPE_CONTINUOUS,
  NULL,
  DMABRG_PREALLOC_BUFFER, DMABRG_PREALLOC_BUFFER_MAX);

 return 0;
}

static const struct snd_soc_component_driver sh7760_soc_component = {
 .open  = camelot_pcm_open,
 .close  = camelot_pcm_close,
 .hw_params = camelot_hw_params,
 .prepare = camelot_prepare,
 .trigger = camelot_trigger,
 .pointer = camelot_pos,
 .pcm_construct = camelot_pcm_new,
};

static int sh7760_soc_platform_probe(struct platform_device *pdev)
{
 return devm_snd_soc_register_component(&pdev->dev, &sh7760_soc_component,
            NULL, 0);
}

static struct platform_driver sh7760_pcm_driver = {
 .driver = {
   .name = "sh7760-pcm-audio",
 },

 .probe = sh7760_soc_platform_probe,
};

module_platform_driver(sh7760_pcm_driver);

MODULE_LICENSE("GPL v2");
MODULE_DESCRIPTION("SH7760 Audio DMA (DMABRG) driver");
MODULE_AUTHOR("Manuel Lauss ");