drivers/macintosh/via-macii.c

   1 /*
   2  * Device driver for the via ADB on (many) Mac II-class machines
   3  *
   4  * Based on the original ADB keyboard handler Copyright (c) 1997 Alan Cox
   5  * Also derived from code Copyright (C) 1996 Paul Mackerras.
   6  *
   7  * With various updates provided over the years by Michael Schmitz,
   8  * Guideo Koerber and others.
   9  *
  10  * Rewrite for Unified ADB by Joshua M. Thompson (funaho@jurai.org)
  11  *
  12  * 1999-08-02 (jmt) - Initial rewrite for Unified ADB.
  13  * 2000-03-29 Tony Mantler <tonym@mac.linux-m68k.org>
  14  *                              - Big overhaul, should actually work now.
  15  * 2006-12-31 Finn Thain <fthain@telegraphics.com.au> - Another overhaul.
  16  *
  17  * Suggested reading:
  18  *   Inside Macintosh, ch. 5 ADB Manager
  19  *   Guide to the Macinstosh Family Hardware, ch. 8 Apple Desktop Bus
  20  *   Rockwell R6522 VIA datasheet
  21  *
  22  * Apple's "ADB Analyzer" bus sniffer is invaluable:
  23  *   ftp://ftp.apple.com/developer/Tool_Chest/Devices_-_Hardware/Apple_Desktop_Bus/
  24  */
  25
  26 #include <stdarg.h>
  27 #include <linux/types.h>
  28 #include <linux/errno.h>
  29 #include <linux/kernel.h>
  30 #include <linux/delay.h>
  31 #include <linux/adb.h>
  32 #include <linux/interrupt.h>
  33 #include <linux/init.h>
  34 #include <asm/macintosh.h>
  35 #include <asm/macints.h>
  36 #include <asm/mac_via.h>
  37 #include <asm/system.h>
  38
  39 static volatile unsigned char *via;
  40
  41 /* VIA registers - spaced 0x200 bytes apart */
  42 #define RS              0x200           /* skip between registers */
  43 #define B               0               /* B-side data */
  44 #define A               RS              /* A-side data */
  45 #define DIRB            (2*RS)          /* B-side direction (1=output) */
  46 #define DIRA            (3*RS)          /* A-side direction (1=output) */
  47 #define T1CL            (4*RS)          /* Timer 1 ctr/latch (low 8 bits) */
  48 #define T1CH            (5*RS)          /* Timer 1 counter (high 8 bits) */
  49 #define T1LL            (6*RS)          /* Timer 1 latch (low 8 bits) */
  50 #define T1LH            (7*RS)          /* Timer 1 latch (high 8 bits) */
  51 #define T2CL            (8*RS)          /* Timer 2 ctr/latch (low 8 bits) */
  52 #define T2CH            (9*RS)          /* Timer 2 counter (high 8 bits) */
  53 #define SR              (10*RS)         /* Shift register */
  54 #define ACR             (11*RS)         /* Auxiliary control register */
  55 #define PCR             (12*RS)         /* Peripheral control register */
  56 #define IFR             (13*RS)         /* Interrupt flag register */
  57 #define IER             (14*RS)         /* Interrupt enable register */
  58 #define ANH             (15*RS)         /* A-side data, no handshake */
  59
  60 /* Bits in B data register: all active low */
  61 #define CTLR_IRQ        0x08            /* Controller rcv status (input) */
  62 #define ST_MASK         0x30            /* mask for selecting ADB state bits */
  63
  64 /* Bits in ACR */
  65 #define SR_CTRL         0x1c            /* Shift register control bits */
  66 #define SR_EXT          0x0c            /* Shift on external clock */
  67 #define SR_OUT          0x10            /* Shift out if 1 */
  68
  69 /* Bits in IFR and IER */
  70 #define IER_SET         0x80            /* set bits in IER */
  71 #define IER_CLR         0               /* clear bits in IER */
  72 #define SR_INT          0x04            /* Shift register full/empty */
  73
  74 /* ADB transaction states according to GMHW */
  75 #define ST_CMD          0x00            /* ADB state: command byte */
  76 #define ST_EVEN         0x10            /* ADB state: even data byte */
  77 #define ST_ODD          0x20            /* ADB state: odd data byte */
  78 #define ST_IDLE         0x30            /* ADB state: idle, nothing to send */
  79
  80 static int  macii_init_via(void);
  81 static void macii_start(void);
  82 static irqreturn_t macii_interrupt(int irq, void *arg);
  83 static void macii_queue_poll(void);
  84
  85 static int macii_probe(void);
  86 static int macii_init(void);
  87 static int macii_send_request(struct adb_request *req, int sync);
  88 static int macii_write(struct adb_request *req);
  89 static int macii_autopoll(int devs);
  90 static void macii_poll(void);
  91 static int macii_reset_bus(void);
  92
  93 struct adb_driver via_macii_driver = {
  94         "Mac II",
  95         macii_probe,
  96         macii_init,
  97         macii_send_request,
  98         macii_autopoll,
  99         macii_poll,
 100         macii_reset_bus
 101 };
 102
 103 static enum macii_state {
 104         idle,
 105         sending,
 106         reading,
 107         read_done,
 108 } macii_state;
 109
 110 static struct adb_request *current_req; /* first request struct in the queue */
 111 static struct adb_request *last_req;     /* last request struct in the queue */
 112 static unsigned char reply_buf[16];        /* storage for autopolled replies */
 113 static unsigned char *reply_ptr;     /* next byte in reply_buf or req->reply */
 114 static int reading_reply;        /* store reply in reply_buf else req->reply */
 115 static int data_index;      /* index of the next byte to send from req->data */
 116 static int reply_len; /* number of bytes received in reply_buf or req->reply */
 117 static int status;          /* VIA's ADB status bits captured upon interrupt */
 118 static int last_status;              /* status bits as at previous interrupt */
 119 static int srq_asserted;     /* have to poll for the device that asserted it */
 120 static int command_byte;         /* the most recent command byte transmitted */
 121 static int autopoll_devs;      /* bits set are device addresses to be polled */
 122
 123 /* Sanity check for request queue. Doesn't check for cycles. */
 124 static int request_is_queued(struct adb_request *req) {
 125         struct adb_request *cur;
 126         unsigned long flags;
 127         local_irq_save(flags);
 128         cur = current_req;
 129         while (cur) {
 130                 if (cur == req) {
 131                         local_irq_restore(flags);
 132                         return 1;
 133                 }
 134                 cur = cur->next;
 135         }
 136         local_irq_restore(flags);
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 /* Check for MacII style ADB */
 141 static int macii_probe(void)
 142 {
 143         if (macintosh_config->adb_type != MAC_ADB_II) return -ENODEV;
 144
 145         via = via1;
 146
 147         printk("adb: Mac II ADB Driver v1.0 for Unified ADB\n");
 148         return 0;
 149 }
 150
 151 /* Initialize the driver */
 152 int macii_init(void)
 153 {
 154         unsigned long flags;
 155         int err;
 156
 157         local_irq_save(flags);
 158
 159         err = macii_init_via();
 160         if (err) goto out;
 161
 162         err = request_irq(IRQ_MAC_ADB, macii_interrupt, IRQ_FLG_LOCK, "ADB",
 163                           macii_interrupt);
 164         if (err) goto out;
 165
 166         macii_state = idle;
 167 out:
 168         local_irq_restore(flags);
 169         return err;
 170 }
 171
 172 /* initialize the hardware */
 173 static int macii_init_via(void)
 174 {
 175         unsigned char x;
 176
 177         /* We want CTLR_IRQ as input and ST_EVEN | ST_ODD as output lines. */
 178         via[DIRB] = (via[DIRB] | ST_EVEN | ST_ODD) & ~CTLR_IRQ;
 179
 180         /* Set up state: idle */
 181         via[B] |= ST_IDLE;
 182         last_status = via[B] & (ST_MASK|CTLR_IRQ);
 183
 184         /* Shift register on input */
 185         via[ACR] = (via[ACR] & ~SR_CTRL) | SR_EXT;
 186
 187         /* Wipe any pending data and int */
 188         x = via[SR];
 189
 190         return 0;
 191 }
 192
 193 /* Send an ADB poll (Talk Register 0 command prepended to the request queue) */
 194 static void macii_queue_poll(void)
 195 {
 196         /* No point polling the active device as it will never assert SRQ, so
 197          * poll the next device in the autopoll list. This could leave us
 198          * stuck in a polling loop if an unprobed device is asserting SRQ.
 199          * In theory, that could only happen if a device was plugged in after
 200          * probing started. Unplugging it again will break the cycle.
 201          * (Simply polling the next higher device often ends up polling almost
 202          * every device (after wrapping around), which takes too long.)
 203          */
 204         int device_mask;
 205         int next_device;
 206         static struct adb_request req;
 207
 208         if (!autopoll_devs) return;
 209
 210         device_mask = (1 << (((command_byte & 0xF0) >> 4) + 1)) - 1;
 211         if (autopoll_devs & ~device_mask)
 212                 next_device = ffs(autopoll_devs & ~device_mask) - 1;
 213         else
 214                 next_device = ffs(autopoll_devs) - 1;
 215
 216         BUG_ON(request_is_queued(&req));
 217
 218         adb_request(&req, NULL, ADBREQ_NOSEND, 1,
 219                     ADB_READREG(next_device, 0));
 220
 221         req.sent = 0;
 222         req.complete = 0;
 223         req.reply_len = 0;
 224         req.next = current_req;
 225
 226         if (current_req != NULL) {
 227                 current_req = &req;
 228         } else {
 229                 current_req = &req;
 230                 last_req = &req;
 231         }
 232 }
 233
 234 /* Send an ADB request; if sync, poll out the reply 'till it's done */
 235 static int macii_send_request(struct adb_request *req, int sync)
 236 {
 237         int err;
 238         unsigned long flags;
 239
 240         BUG_ON(request_is_queued(req));
 241
 242         local_irq_save(flags);
 243         err = macii_write(req);
 244         local_irq_restore(flags);
 245
 246         if (!err && sync) {
 247                 while (!req->complete) {
 248                         macii_poll();
 249                 }
 250                 BUG_ON(request_is_queued(req));
 251         }
 252
 253         return err;
 254 }
 255
 256 /* Send an ADB request (append to request queue) */
 257 static int macii_write(struct adb_request *req)
 258 {
 259         if (req->nbytes < 2 || req->data[0] != ADB_PACKET || req->nbytes > 15) {
 260                 req->complete = 1;
 261                 return -EINVAL;
 262         }
 263
 264         req->next = NULL;
 265         req->sent = 0;
 266         req->complete = 0;
 267         req->reply_len = 0;
 268
 269         if (current_req != NULL) {
 270                 last_req->next = req;
 271                 last_req = req;
 272         } else {
 273                 current_req = req;
 274                 last_req = req;
 275                 if (macii_state == idle) macii_start();
 276         }
 277         return 0;
 278 }
 279
 280 /* Start auto-polling */
 281 static int macii_autopoll(int devs)
 282 {
 283         static struct adb_request req;
 284         unsigned long flags;
 285         int err = 0;
 286
 287         /* bit 1 == device 1, and so on. */
 288         autopoll_devs = devs & 0xFFFE;
 289
 290         if (!autopoll_devs) return 0;
 291
 292         local_irq_save(flags);
 293
 294         if (current_req == NULL) {
 295                 /* Send a Talk Reg 0. The controller will repeatedly transmit
 296                  * this as long as it is idle.
 297                  */
 298                 adb_request(&req, NULL, ADBREQ_NOSEND, 1,
 299                             ADB_READREG(ffs(autopoll_devs) - 1, 0));
 300                 err = macii_write(&req);
 301         }
 302
 303         local_irq_restore(flags);
 304         return err;
 305 }
 306
 307 static inline int need_autopoll(void) {
 308         /* Was the last command Talk Reg 0
 309          * and is the target on the autopoll list?
 310          */
 311         if ((command_byte & 0x0F) == 0x0C &&
 312             ((1 << ((command_byte & 0xF0) >> 4)) & autopoll_devs))
 313                 return 0;
 314         return 1;
 315 }
 316
 317 /* Prod the chip without interrupts */
 318 static void macii_poll(void)
 319 {
 320         disable_irq(IRQ_MAC_ADB);
 321         macii_interrupt(0, NULL);
 322         enable_irq(IRQ_MAC_ADB);
 323 }
 324
 325 /* Reset the bus */
 326 static int macii_reset_bus(void)
 327 {
 328         static struct adb_request req;
 329
 330         if (request_is_queued(&req))
 331                 return 0;
 332
 333         /* Command = 0, Address = ignored */
 334         adb_request(&req, NULL, 0, 1, ADB_BUSRESET);
 335
 336         /* Don't want any more requests during the Global Reset low time. */
 337         udelay(3000);
 338
 339         return 0;
 340 }
 341
 342 /* Start sending ADB packet */
 343 static void macii_start(void)
 344 {
 345         struct adb_request *req;
 346
 347         req = current_req;
 348
 349         BUG_ON(req == NULL);
 350
 351         BUG_ON(macii_state != idle);
 352
 353         /* Now send it. Be careful though, that first byte of the request
 354          * is actually ADB_PACKET; the real data begins at index 1!
 355          * And req->nbytes is the number of bytes of real data plus one.
 356          */
 357
 358         /* store command byte */
 359         command_byte = req->data[1];
 360         /* Output mode */
 361         via[ACR] |= SR_OUT;
 362         /* Load data */
 363         via[SR] = req->data[1];
 364         /* set ADB state to 'command' */
 365         via[B] = (via[B] & ~ST_MASK) | ST_CMD;
 366
 367         macii_state = sending;
 368         data_index = 2;
 369 }
 370
 371 /*
 372  * The notorious ADB interrupt handler - does all of the protocol handling.
 373  * Relies on the ADB controller sending and receiving data, thereby
 374  * generating shift register interrupts (SR_INT) for us. This means there has
 375  * to be activity on the ADB bus. The chip will poll to achieve this.
 376  *
 377  * The basic ADB state machine was left unchanged from the original MacII code
 378  * by Alan Cox, which was based on the CUDA driver for PowerMac.
 379  * The syntax of the ADB status lines is totally different on MacII,
 380  * though. MacII uses the states Command -> Even -> Odd -> Even ->...-> Idle
 381  * for sending and Idle -> Even -> Odd -> Even ->...-> Idle for receiving.
 382  * Start and end of a receive packet are signalled by asserting /IRQ on the
 383  * interrupt line (/IRQ means the CTLR_IRQ bit in port B; not to be confused
 384  * with the VIA shift register interrupt. /IRQ never actually interrupts the
 385  * processor, it's just an ordinary input.)
 386  */
 387 static irqreturn_t macii_interrupt(int irq, void *arg)
 388 {
 389         int x;
 390         static int entered;
 391         struct adb_request *req;
 392
 393         if (!arg) {
 394                 /* Clear the SR IRQ flag when polling. */
 395                 if (via[IFR] & SR_INT)
 396                         via[IFR] = SR_INT;
 397                 else
 398                         return IRQ_NONE;
 399         }
 400
 401         BUG_ON(entered++);
 402
 403         last_status = status;
 404         status = via[B] & (ST_MASK|CTLR_IRQ);
 405
 406         switch (macii_state) {
 407                 case idle:
 408                         if (reading_reply) {
 409                                 reply_ptr = current_req->reply;
 410                         } else {
 411                                 BUG_ON(current_req != NULL);
 412                                 reply_ptr = reply_buf;
 413                         }
 414
 415                         x = via[SR];
 416
 417                         if ((status & CTLR_IRQ) && (x == 0xFF)) {
 418                                 /* Bus timeout without SRQ sequence:
 419                                  *     data is "FF" while CTLR_IRQ is "H"
 420                                  */
 421                                 reply_len = 0;
 422                                 srq_asserted = 0;
 423                                 macii_state = read_done;
 424                         } else {
 425                                 macii_state = reading;
 426                                 *reply_ptr = x;
 427                                 reply_len = 1;
 428                         }
 429
 430                         /* set ADB state = even for first data byte */
 431                         via[B] = (via[B] & ~ST_MASK) | ST_EVEN;
 432                         break;
 433
 434                 case sending:
 435                         req = current_req;
 436                         if (data_index >= req->nbytes) {
 437                                 req->sent = 1;
 438                                 macii_state = idle;
 439
 440                                 if (req->reply_expected) {
 441                                         reading_reply = 1;
 442                                 } else {
 443                                         req->complete = 1;
 444                                         current_req = req->next;
 445                                         if (req->done) (*req->done)(req);
 446
 447                                         if (current_req)
 448                                                 macii_start();
 449                                         else
 450                                                 if (need_autopoll())
 451                                                         macii_autopoll(autopoll_devs);
 452                                 }
 453
 454                                 if (macii_state == idle) {
 455                                         /* reset to shift in */
 456                                         via[ACR] &= ~SR_OUT;
 457                                         x = via[SR];
 458                                         /* set ADB state idle - might get SRQ */
 459                                         via[B] = (via[B] & ~ST_MASK) | ST_IDLE;
 460                                 }
 461                         } else {
 462                                 via[SR] = req->data[data_index++];
 463
 464                                 if ( (via[B] & ST_MASK) == ST_CMD ) {
 465                                         /* just sent the command byte, set to EVEN */
 466                                         via[B] = (via[B] & ~ST_MASK) | ST_EVEN;
 467                                 } else {
 468                                         /* invert state bits, toggle ODD/EVEN */
 469                                         via[B] ^= ST_MASK;
 470                                 }
 471                         }
 472                         break;
 473
 474                 case reading:
 475                         x = via[SR];
 476                         BUG_ON((status & ST_MASK) == ST_CMD ||
 477                                (status & ST_MASK) == ST_IDLE);
 478
 479                         /* Bus timeout with SRQ sequence:
 480                          *     data is "XX FF"      while CTLR_IRQ is "L L"
 481                          * End of packet without SRQ sequence:
 482                          *     data is "XX...YY 00" while CTLR_IRQ is "L...H L"
 483                          * End of packet SRQ sequence:
 484                          *     data is "XX...YY 00" while CTLR_IRQ is "L...L L"
 485                          * (where XX is the first response byte and
 486                          * YY is the last byte of valid response data.)
 487                          */
 488
 489                         srq_asserted = 0;
 490                         if (!(status & CTLR_IRQ)) {
 491                                 if (x == 0xFF) {
 492                                         if (!(last_status & CTLR_IRQ)) {
 493                                                 macii_state = read_done;
 494                                                 reply_len = 0;
 495                                                 srq_asserted = 1;
 496                                         }
 497                                 } else if (x == 0x00) {
 498                                         macii_state = read_done;
 499                                         if (!(last_status & CTLR_IRQ))
 500                                                 srq_asserted = 1;
 501                                 }
 502                         }
 503
 504                         if (macii_state == reading) {
 505                                 BUG_ON(reply_len > 15);
 506                                 reply_ptr++;
 507                                 *reply_ptr = x;
 508                                 reply_len++;
 509                         }
 510
 511                         /* invert state bits, toggle ODD/EVEN */
 512                         via[B] ^= ST_MASK;
 513                         break;
 514
 515                 case read_done:
 516                         x = via[SR];
 517
 518                         if (reading_reply) {
 519                                 reading_reply = 0;
 520                                 req = current_req;
 521                                 req->reply_len = reply_len;
 522                                 req->complete = 1;
 523                                 current_req = req->next;
 524                                 if (req->done) (*req->done)(req);
 525                         } else if (reply_len && autopoll_devs)
 526                                 adb_input(reply_buf, reply_len, 0);
 527
 528                         macii_state = idle;
 529
 530                         /* SRQ seen before, initiate poll now */
 531                         if (srq_asserted)
 532                                 macii_queue_poll();
 533
 534                         if (current_req)
 535                                 macii_start();
 536                         else
 537                                 if (need_autopoll())
 538                                         macii_autopoll(autopoll_devs);
 539
 540                         if (macii_state == idle)
 541                                 via[B] = (via[B] & ~ST_MASK) | ST_IDLE;
 542                         break;
 543
 544                 default:
 545                 break;
 546         }
 547
 548         entered--;
 549         return IRQ_HANDLED;
 550 }