xref: /optee_os/core/drivers/pl011.c (revision a5d5bbc82de95f531512fafa76a42c879e81b4c4)
11bb92983SJerome Forissier // SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
2db886a7fSJerome Forissier /*
3db886a7fSJerome Forissier  * Copyright (c) 2014, Linaro Limited
4db886a7fSJerome Forissier  */
5f182814bSJerome Forissier #include <assert.h>
6db886a7fSJerome Forissier #include <drivers/pl011.h>
7db886a7fSJerome Forissier #include <io.h>
88d94060aSEtienne Carriere #include <keep.h>
9ddf45954SJerome Forissier #include <kernel/dt.h>
10ddf45954SJerome Forissier #include <stdlib.h>
11ddf45954SJerome Forissier #include <trace.h>
12ddf45954SJerome Forissier #include <types_ext.h>
13f182814bSJerome Forissier #include <util.h>
14db886a7fSJerome Forissier 
15db886a7fSJerome Forissier #define UART_DR		0x00 /* data register */
16db886a7fSJerome Forissier #define UART_RSR_ECR	0x04 /* receive status or error clear */
17db886a7fSJerome Forissier #define UART_DMAWM	0x08 /* DMA watermark configure */
18db886a7fSJerome Forissier #define UART_TIMEOUT	0x0C /* Timeout period */
19db886a7fSJerome Forissier /* reserved space */
20db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR		0x18 /* flag register */
21db886a7fSJerome Forissier #define UART_ILPR	0x20 /* IrDA low-poer */
22db886a7fSJerome Forissier #define UART_IBRD	0x24 /* integer baud register */
23db886a7fSJerome Forissier #define UART_FBRD	0x28 /* fractional baud register */
24db886a7fSJerome Forissier #define UART_LCR_H	0x2C /* line control register */
25db886a7fSJerome Forissier #define UART_CR		0x30 /* control register */
26db886a7fSJerome Forissier #define UART_IFLS	0x34 /* interrupt FIFO level select */
27db886a7fSJerome Forissier #define UART_IMSC	0x38 /* interrupt mask set/clear */
28db886a7fSJerome Forissier #define UART_RIS	0x3C /* raw interrupt register */
29db886a7fSJerome Forissier #define UART_MIS	0x40 /* masked interrupt register */
30db886a7fSJerome Forissier #define UART_ICR	0x44 /* interrupt clear register */
31db886a7fSJerome Forissier #define UART_DMACR	0x48 /* DMA control register */
32db886a7fSJerome Forissier 
33db886a7fSJerome Forissier /* flag register bits */
34db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR_RTXDIS	(1 << 13)
35db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR_TERI	(1 << 12)
36db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR_DDCD	(1 << 11)
37db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR_DDSR	(1 << 10)
38db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR_DCTS	(1 << 9)
39db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR_RI	(1 << 8)
40db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR_TXFE	(1 << 7)
41db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR_RXFF	(1 << 6)
42db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR_TXFF	(1 << 5)
43db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR_RXFE	(1 << 4)
44db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR_BUSY	(1 << 3)
45db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR_DCD	(1 << 2)
46db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR_DSR	(1 << 1)
47db886a7fSJerome Forissier #define UART_FR_CTS	(1 << 0)
48db886a7fSJerome Forissier 
49db886a7fSJerome Forissier /* transmit/receive line register bits */
50db886a7fSJerome Forissier #define UART_LCRH_SPS		(1 << 7)
51db886a7fSJerome Forissier #define UART_LCRH_WLEN_8	(3 << 5)
52db886a7fSJerome Forissier #define UART_LCRH_WLEN_7	(2 << 5)
53db886a7fSJerome Forissier #define UART_LCRH_WLEN_6	(1 << 5)
54db886a7fSJerome Forissier #define UART_LCRH_WLEN_5	(0 << 5)
55db886a7fSJerome Forissier #define UART_LCRH_FEN		(1 << 4)
56db886a7fSJerome Forissier #define UART_LCRH_STP2		(1 << 3)
57db886a7fSJerome Forissier #define UART_LCRH_EPS		(1 << 2)
58db886a7fSJerome Forissier #define UART_LCRH_PEN		(1 << 1)
59db886a7fSJerome Forissier #define UART_LCRH_BRK		(1 << 0)
60db886a7fSJerome Forissier 
61db886a7fSJerome Forissier /* control register bits */
62db886a7fSJerome Forissier #define UART_CR_CTSEN		(1 << 15)
63db886a7fSJerome Forissier #define UART_CR_RTSEN		(1 << 14)
64db886a7fSJerome Forissier #define UART_CR_OUT2		(1 << 13)
65db886a7fSJerome Forissier #define UART_CR_OUT1		(1 << 12)
66db886a7fSJerome Forissier #define UART_CR_RTS		(1 << 11)
67db886a7fSJerome Forissier #define UART_CR_DTR		(1 << 10)
68db886a7fSJerome Forissier #define UART_CR_RXE		(1 << 9)
69db886a7fSJerome Forissier #define UART_CR_TXE		(1 << 8)
70db886a7fSJerome Forissier #define UART_CR_LPE		(1 << 7)
71db886a7fSJerome Forissier #define UART_CR_OVSFACT		(1 << 3)
72db886a7fSJerome Forissier #define UART_CR_UARTEN		(1 << 0)
73db886a7fSJerome Forissier 
743b75106bSJens Wiklander #define UART_IMSC_RTIM		(1 << 6)
75db886a7fSJerome Forissier #define UART_IMSC_RXIM		(1 << 4)
76db886a7fSJerome Forissier 
77f182814bSJerome Forissier static vaddr_t chip_to_base(struct serial_chip *chip)
78db886a7fSJerome Forissier {
79f182814bSJerome Forissier 	struct pl011_data *pd =
80f182814bSJerome Forissier 		container_of(chip, struct pl011_data, chip);
81f182814bSJerome Forissier 
82c2e4eb43SAnton Rybakov 	return io_pa_or_va(&pd->base, PL011_REG_SIZE);
83f182814bSJerome Forissier }
84f182814bSJerome Forissier 
85f182814bSJerome Forissier static void pl011_flush(struct serial_chip *chip)
86f182814bSJerome Forissier {
87f182814bSJerome Forissier 	vaddr_t base = chip_to_base(chip);
88f182814bSJerome Forissier 
89b4121bfbSJerome Forissier 	/*
90b4121bfbSJerome Forissier 	 * Wait for the transmit FIFO to be empty.
91b4121bfbSJerome Forissier 	 * It can happen that Linux initializes the OP-TEE driver with the
92b4121bfbSJerome Forissier 	 * console UART disabled; avoid an infinite loop by checking the UART
93b4121bfbSJerome Forissier 	 * enabled flag. Checking it in the loop makes the code safe against
94b4121bfbSJerome Forissier 	 * asynchronous disable.
95b4121bfbSJerome Forissier 	 */
96918bb3a5SEtienne Carriere 	while ((io_read32(base + UART_CR) & UART_CR_UARTEN) &&
97918bb3a5SEtienne Carriere 	       !(io_read32(base + UART_FR) & UART_FR_TXFE))
98db886a7fSJerome Forissier 		;
99db886a7fSJerome Forissier }
100db886a7fSJerome Forissier 
101f182814bSJerome Forissier static bool pl011_have_rx_data(struct serial_chip *chip)
102db886a7fSJerome Forissier {
103f182814bSJerome Forissier 	vaddr_t base = chip_to_base(chip);
104f182814bSJerome Forissier 
105918bb3a5SEtienne Carriere 	return !(io_read32(base + UART_FR) & UART_FR_RXFE);
106f182814bSJerome Forissier }
107f182814bSJerome Forissier 
108f182814bSJerome Forissier static int pl011_getchar(struct serial_chip *chip)
109f182814bSJerome Forissier {
110f182814bSJerome Forissier 	vaddr_t base = chip_to_base(chip);
111f182814bSJerome Forissier 
112f182814bSJerome Forissier 	while (!pl011_have_rx_data(chip))
113f182814bSJerome Forissier 		;
114918bb3a5SEtienne Carriere 	return io_read32(base + UART_DR) & 0xff;
115f182814bSJerome Forissier }
116f182814bSJerome Forissier 
117f182814bSJerome Forissier static void pl011_putc(struct serial_chip *chip, int ch)
118f182814bSJerome Forissier {
119f182814bSJerome Forissier 	vaddr_t base = chip_to_base(chip);
120f182814bSJerome Forissier 
121b4121bfbSJerome Forissier 	/* Wait until there is space in the FIFO or device is disabled */
122918bb3a5SEtienne Carriere 	while (io_read32(base + UART_FR) & UART_FR_TXFF)
123f182814bSJerome Forissier 		;
124f182814bSJerome Forissier 
125f182814bSJerome Forissier 	/* Send the character */
126918bb3a5SEtienne Carriere 	io_write32(base + UART_DR, ch);
127f182814bSJerome Forissier }
128f182814bSJerome Forissier 
129f182814bSJerome Forissier static const struct serial_ops pl011_ops = {
130f182814bSJerome Forissier 	.flush = pl011_flush,
131f182814bSJerome Forissier 	.getchar = pl011_getchar,
132f182814bSJerome Forissier 	.have_rx_data = pl011_have_rx_data,
133f182814bSJerome Forissier 	.putc = pl011_putc,
134f182814bSJerome Forissier };
1353639b55fSJerome Forissier DECLARE_KEEP_PAGER(pl011_ops);
136f182814bSJerome Forissier 
137ddf45954SJerome Forissier void pl011_init(struct pl011_data *pd, paddr_t pbase, uint32_t uart_clk,
138f182814bSJerome Forissier 		uint32_t baud_rate)
139f182814bSJerome Forissier {
140ddf45954SJerome Forissier 	vaddr_t base;
141ddf45954SJerome Forissier 
142ddf45954SJerome Forissier 	pd->base.pa = pbase;
143f182814bSJerome Forissier 	pd->chip.ops = &pl011_ops;
144f182814bSJerome Forissier 
145c2e4eb43SAnton Rybakov 	base = io_pa_or_va(&pd->base, PL011_REG_SIZE);
146ddf45954SJerome Forissier 
1473b75106bSJens Wiklander 	/* Clear all errors */
148918bb3a5SEtienne Carriere 	io_write32(base + UART_RSR_ECR, 0);
1493b75106bSJens Wiklander 	/* Disable everything */
150918bb3a5SEtienne Carriere 	io_write32(base + UART_CR, 0);
1513b75106bSJens Wiklander 
152db886a7fSJerome Forissier 	if (baud_rate) {
153db886a7fSJerome Forissier 		uint32_t divisor = (uart_clk * 4) / baud_rate;
154db886a7fSJerome Forissier 
155918bb3a5SEtienne Carriere 		io_write32(base + UART_IBRD, divisor >> 6);
156918bb3a5SEtienne Carriere 		io_write32(base + UART_FBRD, divisor & 0x3f);
157db886a7fSJerome Forissier 	}
158db886a7fSJerome Forissier 
159db886a7fSJerome Forissier 	/* Configure TX to 8 bits, 1 stop bit, no parity, fifo disabled. */
160918bb3a5SEtienne Carriere 	io_write32(base + UART_LCR_H, UART_LCRH_WLEN_8);
161db886a7fSJerome Forissier 
1623b75106bSJens Wiklander 	/* Enable interrupts for receive and receive timeout */
163918bb3a5SEtienne Carriere 	io_write32(base + UART_IMSC, UART_IMSC_RXIM | UART_IMSC_RTIM);
164db886a7fSJerome Forissier 
1653b75106bSJens Wiklander 	/* Enable UART and RX/TX */
166918bb3a5SEtienne Carriere 	io_write32(base + UART_CR, UART_CR_UARTEN | UART_CR_TXE | UART_CR_RXE);
167db886a7fSJerome Forissier 
168f182814bSJerome Forissier 	pl011_flush(&pd->chip);
169db886a7fSJerome Forissier }
170db886a7fSJerome Forissier 
171ddf45954SJerome Forissier #ifdef CFG_DT
172ddf45954SJerome Forissier 
173ddf45954SJerome Forissier static struct serial_chip *pl011_dev_alloc(void)
174ddf45954SJerome Forissier {
175cebd81a8SVolodymyr Babchuk 	struct pl011_data *pd = nex_calloc(1, sizeof(*pd));
176ddf45954SJerome Forissier 
177ddf45954SJerome Forissier 	if (!pd)
178ddf45954SJerome Forissier 		return NULL;
179ddf45954SJerome Forissier 	return &pd->chip;
180ddf45954SJerome Forissier }
181ddf45954SJerome Forissier 
182ddf45954SJerome Forissier static int pl011_dev_init(struct serial_chip *chip, const void *fdt, int offs,
183ddf45954SJerome Forissier 			  const char *parms)
184ddf45954SJerome Forissier {
185ddf45954SJerome Forissier 	struct pl011_data *pd = container_of(chip, struct pl011_data, chip);
186ddf45954SJerome Forissier 	vaddr_t vbase;
187ddf45954SJerome Forissier 	paddr_t pbase;
188ddf45954SJerome Forissier 	size_t size;
189ddf45954SJerome Forissier 
190ddf45954SJerome Forissier 	if (parms && parms[0])
191ddf45954SJerome Forissier 		IMSG("pl011: device parameters ignored (%s)", parms);
192ddf45954SJerome Forissier 
193*a5d5bbc8SVesa Jääskeläinen 	if (dt_map_dev(fdt, offs, &vbase, &size, DT_MAP_AUTO) < 0)
194ddf45954SJerome Forissier 		return -1;
195ddf45954SJerome Forissier 
196ddf45954SJerome Forissier 	if (size != 0x1000) {
197ddf45954SJerome Forissier 		EMSG("pl011: unexpected register size: %zx", size);
198ddf45954SJerome Forissier 		return -1;
199ddf45954SJerome Forissier 	}
200ddf45954SJerome Forissier 
201ddf45954SJerome Forissier 	pbase = virt_to_phys((void *)vbase);
202ddf45954SJerome Forissier 	pl011_init(pd, pbase, 0, 0);
203ddf45954SJerome Forissier 
204ddf45954SJerome Forissier 	return 0;
205ddf45954SJerome Forissier }
206ddf45954SJerome Forissier 
207ddf45954SJerome Forissier static void pl011_dev_free(struct serial_chip *chip)
208ddf45954SJerome Forissier {
209ddf45954SJerome Forissier 	struct pl011_data *pd = container_of(chip, struct pl011_data, chip);
210ddf45954SJerome Forissier 
211cebd81a8SVolodymyr Babchuk 	nex_free(pd);
212ddf45954SJerome Forissier }
213ddf45954SJerome Forissier 
214ddf45954SJerome Forissier static const struct serial_driver pl011_driver = {
215ddf45954SJerome Forissier 	.dev_alloc = pl011_dev_alloc,
216ddf45954SJerome Forissier 	.dev_init = pl011_dev_init,
217ddf45954SJerome Forissier 	.dev_free = pl011_dev_free,
218ddf45954SJerome Forissier };
219ddf45954SJerome Forissier 
220ddf45954SJerome Forissier static const struct dt_device_match pl011_match_table[] = {
221ddf45954SJerome Forissier 	{ .compatible = "arm,pl011" },
222ddf45954SJerome Forissier 	{ 0 }
223ddf45954SJerome Forissier };
224ddf45954SJerome Forissier 
22561bdedeaSJerome Forissier DEFINE_DT_DRIVER(pl011_dt_driver) = {
226ddf45954SJerome Forissier 	.name = "pl011",
2275e588771SClément Léger 	.type = DT_DRIVER_UART,
228ddf45954SJerome Forissier 	.match_table = pl011_match_table,
229ddf45954SJerome Forissier 	.driver = &pl011_driver,
230ddf45954SJerome Forissier };
231ddf45954SJerome Forissier 
232ddf45954SJerome Forissier #endif /* CFG_DT */
233