sound/soc/bcm/bcm2835-i2s.c

   1 /*
   2  * ALSA SoC I2S Audio Layer for Broadcom BCM2835 SoC
   3  *
   4  * Author:      Florian Meier <florian.meier@koalo.de>
   5  *              Copyright 2013
   6  *
   7  * Based on
   8  *      Raspberry Pi PCM I2S ALSA Driver
   9  *      Copyright (c) by Phil Poole 2013
  10  *
  11  *      ALSA SoC I2S (McBSP) Audio Layer for TI DAVINCI processor
  12  *      Vladimir Barinov, <vbarinov@embeddedalley.com>
  13  *      Copyright (C) 2007 MontaVista Software, Inc., <source@mvista.com>
  14  *
  15  *      OMAP ALSA SoC DAI driver using McBSP port
  16  *      Copyright (C) 2008 Nokia Corporation
  17  *      Contact: Jarkko Nikula <jarkko.nikula@bitmer.com>
  18  *               Peter Ujfalusi <peter.ujfalusi@ti.com>
  19  *
  20  *      Freescale SSI ALSA SoC Digital Audio Interface (DAI) driver
  21  *      Author: Timur Tabi <timur@freescale.com>
  22  *      Copyright 2007-2010 Freescale Semiconductor, Inc.
  23  *
  24  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  25  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  26  * version 2 as published by the Free Software Foundation.
  27  *
  28  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  29  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  31  * General Public License for more details.
  32  */
  33
  34 #include <linux/bitops.h>
  35 #include <linux/clk.h>
  36 #include <linux/delay.h>
  37 #include <linux/device.h>
  38 #include <linux/init.h>
  39 #include <linux/io.h>
  40 #include <linux/module.h>
  41 #include <linux/of_address.h>
  42 #include <linux/slab.h>
  43
  44 #include <sound/core.h>
  45 #include <sound/dmaengine_pcm.h>
  46 #include <sound/initval.h>
  47 #include <sound/pcm.h>
  48 #include <sound/pcm_params.h>
  49 #include <sound/soc.h>
  50
  51 /* I2S registers */
  52 #define BCM2835_I2S_CS_A_REG            0x00
  53 #define BCM2835_I2S_FIFO_A_REG          0x04
  54 #define BCM2835_I2S_MODE_A_REG          0x08
  55 #define BCM2835_I2S_RXC_A_REG           0x0c
  56 #define BCM2835_I2S_TXC_A_REG           0x10
  57 #define BCM2835_I2S_DREQ_A_REG          0x14
  58 #define BCM2835_I2S_INTEN_A_REG 0x18
  59 #define BCM2835_I2S_INTSTC_A_REG        0x1c
  60 #define BCM2835_I2S_GRAY_REG            0x20
  61
  62 /* I2S register settings */
  63 #define BCM2835_I2S_STBY                BIT(25)
  64 #define BCM2835_I2S_SYNC                BIT(24)
  65 #define BCM2835_I2S_RXSEX               BIT(23)
  66 #define BCM2835_I2S_RXF         BIT(22)
  67 #define BCM2835_I2S_TXE         BIT(21)
  68 #define BCM2835_I2S_RXD         BIT(20)
  69 #define BCM2835_I2S_TXD         BIT(19)
  70 #define BCM2835_I2S_RXR         BIT(18)
  71 #define BCM2835_I2S_TXW         BIT(17)
  72 #define BCM2835_I2S_CS_RXERR            BIT(16)
  73 #define BCM2835_I2S_CS_TXERR            BIT(15)
  74 #define BCM2835_I2S_RXSYNC              BIT(14)
  75 #define BCM2835_I2S_TXSYNC              BIT(13)
  76 #define BCM2835_I2S_DMAEN               BIT(9)
  77 #define BCM2835_I2S_RXTHR(v)            ((v) << 7)
  78 #define BCM2835_I2S_TXTHR(v)            ((v) << 5)
  79 #define BCM2835_I2S_RXCLR               BIT(4)
  80 #define BCM2835_I2S_TXCLR               BIT(3)
  81 #define BCM2835_I2S_TXON                BIT(2)
  82 #define BCM2835_I2S_RXON                BIT(1)
  83 #define BCM2835_I2S_EN                  (1)
  84
  85 #define BCM2835_I2S_CLKDIS              BIT(28)
  86 #define BCM2835_I2S_PDMN                BIT(27)
  87 #define BCM2835_I2S_PDME                BIT(26)
  88 #define BCM2835_I2S_FRXP                BIT(25)
  89 #define BCM2835_I2S_FTXP                BIT(24)
  90 #define BCM2835_I2S_CLKM                BIT(23)
  91 #define BCM2835_I2S_CLKI                BIT(22)
  92 #define BCM2835_I2S_FSM         BIT(21)
  93 #define BCM2835_I2S_FSI         BIT(20)
  94 #define BCM2835_I2S_FLEN(v)             ((v) << 10)
  95 #define BCM2835_I2S_FSLEN(v)            (v)
  96
  97 #define BCM2835_I2S_CHWEX               BIT(15)
  98 #define BCM2835_I2S_CHEN                BIT(14)
  99 #define BCM2835_I2S_CHPOS(v)            ((v) << 4)
 100 #define BCM2835_I2S_CHWID(v)            (v)
 101 #define BCM2835_I2S_CH1(v)              ((v) << 16)
 102 #define BCM2835_I2S_CH2(v)              (v)
 103 #define BCM2835_I2S_CH1_POS(v)          BCM2835_I2S_CH1(BCM2835_I2S_CHPOS(v))
 104 #define BCM2835_I2S_CH2_POS(v)          BCM2835_I2S_CH2(BCM2835_I2S_CHPOS(v))
 105
 106 #define BCM2835_I2S_TX_PANIC(v) ((v) << 24)
 107 #define BCM2835_I2S_RX_PANIC(v) ((v) << 16)
 108 #define BCM2835_I2S_TX(v)               ((v) << 8)
 109 #define BCM2835_I2S_RX(v)               (v)
 110
 111 #define BCM2835_I2S_INT_RXERR           BIT(3)
 112 #define BCM2835_I2S_INT_TXERR           BIT(2)
 113 #define BCM2835_I2S_INT_RXR             BIT(1)
 114 #define BCM2835_I2S_INT_TXW             BIT(0)
 115
 116 /* Frame length register is 10 bit, maximum length 1024 */
 117 #define BCM2835_I2S_MAX_FRAME_LENGTH    1024
 118
 119 /* General device struct */
 120 struct bcm2835_i2s_dev {
 121         struct device                           *dev;
 122         struct snd_dmaengine_dai_dma_data       dma_data[2];
 123         unsigned int                            fmt;
 124         unsigned int                            tdm_slots;
 125         unsigned int                            rx_mask;
 126         unsigned int                            tx_mask;
 127         unsigned int                            slot_width;
 128         unsigned int                            frame_length;
 129
 130         struct regmap                           *i2s_regmap;
 131         struct clk                              *clk;
 132         bool                                    clk_prepared;
 133 };
 134
 135 static void bcm2835_i2s_start_clock(struct bcm2835_i2s_dev *dev)
 136 {
 137         unsigned int master = dev->fmt & SND_SOC_DAIFMT_MASTER_MASK;
 138
 139         if (dev->clk_prepared)
 140                 return;
 141
 142         switch (master) {
 143         case SND_SOC_DAIFMT_CBS_CFS:
 144         case SND_SOC_DAIFMT_CBS_CFM:
 145                 clk_prepare_enable(dev->clk);
 146                 dev->clk_prepared = true;
 147                 break;
 148         default:
 149                 break;
 150         }
 151 }
 152
 153 static void bcm2835_i2s_stop_clock(struct bcm2835_i2s_dev *dev)
 154 {
 155         if (dev->clk_prepared)
 156                 clk_disable_unprepare(dev->clk);
 157         dev->clk_prepared = false;
 158 }
 159
 160 static void bcm2835_i2s_clear_fifos(struct bcm2835_i2s_dev *dev,
 161                                     bool tx, bool rx)
 162 {
 163         int timeout = 1000;
 164         uint32_t syncval;
 165         uint32_t csreg;
 166         uint32_t i2s_active_state;
 167         bool clk_was_prepared;
 168         uint32_t off;
 169         uint32_t clr;
 170
 171         off =  tx ? BCM2835_I2S_TXON : 0;
 172         off |= rx ? BCM2835_I2S_RXON : 0;
 173
 174         clr =  tx ? BCM2835_I2S_TXCLR : 0;
 175         clr |= rx ? BCM2835_I2S_RXCLR : 0;
 176
 177         /* Backup the current state */
 178         regmap_read(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_CS_A_REG, &csreg);
 179         i2s_active_state = csreg & (BCM2835_I2S_RXON | BCM2835_I2S_TXON);
 180
 181         /* Start clock if not running */
 182         clk_was_prepared = dev->clk_prepared;
 183         if (!clk_was_prepared)
 184                 bcm2835_i2s_start_clock(dev);
 185
 186         /* Stop I2S module */
 187         regmap_update_bits(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_CS_A_REG, off, 0);
 188
 189         /*
 190          * Clear the FIFOs
 191          * Requires at least 2 PCM clock cycles to take effect
 192          */
 193         regmap_update_bits(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_CS_A_REG, clr, clr);
 194
 195         /* Wait for 2 PCM clock cycles */
 196
 197         /*
 198          * Toggle the SYNC flag. After 2 PCM clock cycles it can be read back
 199          * FIXME: This does not seem to work for slave mode!
 200          */
 201         regmap_read(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_CS_A_REG, &syncval);
 202         syncval &= BCM2835_I2S_SYNC;
 203
 204         regmap_update_bits(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_CS_A_REG,
 205                         BCM2835_I2S_SYNC, ~syncval);
 206
 207         /* Wait for the SYNC flag changing it's state */
 208         while (--timeout) {
 209                 regmap_read(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_CS_A_REG, &csreg);
 210                 if ((csreg & BCM2835_I2S_SYNC) != syncval)
 211                         break;
 212         }
 213
 214         if (!timeout)
 215                 dev_err(dev->dev, "I2S SYNC error!\n");
 216
 217         /* Stop clock if it was not running before */
 218         if (!clk_was_prepared)
 219                 bcm2835_i2s_stop_clock(dev);
 220
 221         /* Restore I2S state */
 222         regmap_update_bits(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_CS_A_REG,
 223                         BCM2835_I2S_RXON | BCM2835_I2S_TXON, i2s_active_state);
 224 }
 225
 226 static int bcm2835_i2s_set_dai_fmt(struct snd_soc_dai *dai,
 227                                       unsigned int fmt)
 228 {
 229         struct bcm2835_i2s_dev *dev = snd_soc_dai_get_drvdata(dai);
 230         dev->fmt = fmt;
 231         return 0;
 232 }
 233
 234 static int bcm2835_i2s_set_dai_bclk_ratio(struct snd_soc_dai *dai,
 235                                       unsigned int ratio)
 236 {
 237         struct bcm2835_i2s_dev *dev = snd_soc_dai_get_drvdata(dai);
 238
 239         if (!ratio) {
 240                 dev->tdm_slots = 0;
 241                 return 0;
 242         }
 243
 244         if (ratio > BCM2835_I2S_MAX_FRAME_LENGTH)
 245                 return -EINVAL;
 246
 247         dev->tdm_slots = 2;
 248         dev->rx_mask = 0x03;
 249         dev->tx_mask = 0x03;
 250         dev->slot_width = ratio / 2;
 251         dev->frame_length = ratio;
 252
 253         return 0;
 254 }
 255
 256 static int bcm2835_i2s_set_dai_tdm_slot(struct snd_soc_dai *dai,
 257         unsigned int tx_mask, unsigned int rx_mask,
 258         int slots, int width)
 259 {
 260         struct bcm2835_i2s_dev *dev = snd_soc_dai_get_drvdata(dai);
 261
 262         if (slots) {
 263                 if (slots < 0 || width < 0)
 264                         return -EINVAL;
 265
 266                 /* Limit masks to available slots */
 267                 rx_mask &= GENMASK(slots - 1, 0);
 268                 tx_mask &= GENMASK(slots - 1, 0);
 269
 270                 /*
 271                  * The driver is limited to 2-channel setups.
 272                  * Check that exactly 2 bits are set in the masks.
 273                  */
 274                 if (hweight_long((unsigned long) rx_mask) != 2
 275                     || hweight_long((unsigned long) tx_mask) != 2)
 276                         return -EINVAL;
 277
 278                 if (slots * width > BCM2835_I2S_MAX_FRAME_LENGTH)
 279                         return -EINVAL;
 280         }
 281
 282         dev->tdm_slots = slots;
 283
 284         dev->rx_mask = rx_mask;
 285         dev->tx_mask = tx_mask;
 286         dev->slot_width = width;
 287         dev->frame_length = slots * width;
 288
 289         return 0;
 290 }
 291
 292 /*
 293  * Convert logical slot number into physical slot number.
 294  *
 295  * If odd_offset is 0 sequential number is identical to logical number.
 296  * This is used for DSP modes with slot numbering 0 1 2 3 ...
 297  *
 298  * Otherwise odd_offset defines the physical offset for odd numbered
 299  * slots. This is used for I2S and left/right justified modes to
 300  * translate from logical slot numbers 0 1 2 3 ... into physical slot
 301  * numbers 0 2 ... 3 4 ...
 302  */
 303 static int bcm2835_i2s_convert_slot(unsigned int slot, unsigned int odd_offset)
 304 {
 305         if (!odd_offset)
 306                 return slot;
 307
 308         if (slot & 1)
 309                 return (slot >> 1) + odd_offset;
 310
 311         return slot >> 1;
 312 }
 313
 314 /*
 315  * Calculate channel position from mask and slot width.
 316  *
 317  * Mask must contain exactly 2 set bits.
 318  * Lowest set bit is channel 1 position, highest set bit channel 2.
 319  * The constant offset is added to both channel positions.
 320  *
 321  * If odd_offset is > 0 slot positions are translated to
 322  * I2S-style TDM slot numbering ( 0 2 ... 3 4 ...) with odd
 323  * logical slot numbers starting at physical slot odd_offset.
 324  */
 325 static void bcm2835_i2s_calc_channel_pos(
 326         unsigned int *ch1_pos, unsigned int *ch2_pos,
 327         unsigned int mask, unsigned int width,
 328         unsigned int bit_offset, unsigned int odd_offset)
 329 {
 330         *ch1_pos = bcm2835_i2s_convert_slot((ffs(mask) - 1), odd_offset)
 331                         * width + bit_offset;
 332         *ch2_pos = bcm2835_i2s_convert_slot((fls(mask) - 1), odd_offset)
 333                         * width + bit_offset;
 334 }
 335
 336 static int bcm2835_i2s_hw_params(struct snd_pcm_substream *substream,
 337                                  struct snd_pcm_hw_params *params,
 338                                  struct snd_soc_dai *dai)
 339 {
 340         struct bcm2835_i2s_dev *dev = snd_soc_dai_get_drvdata(dai);
 341         unsigned int data_length, data_delay, framesync_length;
 342         unsigned int slots, slot_width, odd_slot_offset;
 343         int frame_length, bclk_rate;
 344         unsigned int rx_mask, tx_mask;
 345         unsigned int rx_ch1_pos, rx_ch2_pos, tx_ch1_pos, tx_ch2_pos;
 346         unsigned int mode, format;
 347         bool bit_clock_master = false;
 348         bool frame_sync_master = false;
 349         bool frame_start_falling_edge = false;
 350         uint32_t csreg;
 351         int ret = 0;
 352
 353         /*
 354          * If a stream is already enabled,
 355          * the registers are already set properly.
 356          */
 357         regmap_read(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_CS_A_REG, &csreg);
 358
 359         if (csreg & (BCM2835_I2S_TXON | BCM2835_I2S_RXON))
 360                 return 0;
 361
 362         data_length = params_width(params);
 363         data_delay = 0;
 364         odd_slot_offset = 0;
 365         mode = 0;
 366
 367         if (dev->tdm_slots) {
 368                 slots = dev->tdm_slots;
 369                 slot_width = dev->slot_width;
 370                 frame_length = dev->frame_length;
 371                 rx_mask = dev->rx_mask;
 372                 tx_mask = dev->tx_mask;
 373                 bclk_rate = dev->frame_length * params_rate(params);
 374         } else {
 375                 slots = 2;
 376                 slot_width = params_width(params);
 377                 rx_mask = 0x03;
 378                 tx_mask = 0x03;
 379
 380                 frame_length = snd_soc_params_to_frame_size(params);
 381                 if (frame_length < 0)
 382                         return frame_length;
 383
 384                 bclk_rate = snd_soc_params_to_bclk(params);
 385                 if (bclk_rate < 0)
 386                         return bclk_rate;
 387         }
 388
 389         /* Check if data fits into slots */
 390         if (data_length > slot_width)
 391                 return -EINVAL;
 392
 393         /* Check if CPU is bit clock master */
 394         switch (dev->fmt & SND_SOC_DAIFMT_MASTER_MASK) {
 395         case SND_SOC_DAIFMT_CBS_CFS:
 396         case SND_SOC_DAIFMT_CBS_CFM:
 397                 bit_clock_master = true;
 398                 break;
 399         case SND_SOC_DAIFMT_CBM_CFS:
 400         case SND_SOC_DAIFMT_CBM_CFM:
 401                 bit_clock_master = false;
 402                 break;
 403         default:
 404                 return -EINVAL;
 405         }
 406
 407         /* Check if CPU is frame sync master */
 408         switch (dev->fmt & SND_SOC_DAIFMT_MASTER_MASK) {
 409         case SND_SOC_DAIFMT_CBS_CFS:
 410         case SND_SOC_DAIFMT_CBM_CFS:
 411                 frame_sync_master = true;
 412                 break;
 413         case SND_SOC_DAIFMT_CBS_CFM:
 414         case SND_SOC_DAIFMT_CBM_CFM:
 415                 frame_sync_master = false;
 416                 break;
 417         default:
 418                 return -EINVAL;
 419         }
 420
 421         /* Clock should only be set up here if CPU is clock master */
 422         if (bit_clock_master) {
 423                 ret = clk_set_rate(dev->clk, bclk_rate);
 424                 if (ret)
 425                         return ret;
 426         }
 427
 428         /* Setup the frame format */
 429         format = BCM2835_I2S_CHEN;
 430
 431         if (data_length >= 24)
 432                 format |= BCM2835_I2S_CHWEX;
 433
 434         format |= BCM2835_I2S_CHWID((data_length-8)&0xf);
 435
 436         /* CH2 format is the same as for CH1 */
 437         format = BCM2835_I2S_CH1(format) | BCM2835_I2S_CH2(format);
 438
 439         switch (dev->fmt & SND_SOC_DAIFMT_FORMAT_MASK) {
 440         case SND_SOC_DAIFMT_I2S:
 441                 /* I2S mode needs an even number of slots */
 442                 if (slots & 1)
 443                         return -EINVAL;
 444
 445                 /*
 446                  * Use I2S-style logical slot numbering: even slots
 447                  * are in first half of frame, odd slots in second half.
 448                  */
 449                 odd_slot_offset = slots >> 1;
 450
 451                 /* MSB starts one cycle after frame start */
 452                 data_delay = 1;
 453
 454                 /* Setup frame sync signal for 50% duty cycle */
 455                 framesync_length = frame_length / 2;
 456                 frame_start_falling_edge = true;
 457                 break;
 458         case SND_SOC_DAIFMT_LEFT_J:
 459                 if (slots & 1)
 460                         return -EINVAL;
 461
 462                 odd_slot_offset = slots >> 1;
 463                 data_delay = 0;
 464                 framesync_length = frame_length / 2;
 465                 frame_start_falling_edge = false;
 466                 break;
 467         case SND_SOC_DAIFMT_RIGHT_J:
 468                 if (slots & 1)
 469                         return -EINVAL;
 470
 471                 /* Odd frame lengths aren't supported */
 472                 if (frame_length & 1)
 473                         return -EINVAL;
 474
 475                 odd_slot_offset = slots >> 1;
 476                 data_delay = slot_width - data_length;
 477                 framesync_length = frame_length / 2;
 478                 frame_start_falling_edge = false;
 479                 break;
 480         case SND_SOC_DAIFMT_DSP_A:
 481                 data_delay = 1;
 482                 framesync_length = 1;
 483                 frame_start_falling_edge = false;
 484                 break;
 485         case SND_SOC_DAIFMT_DSP_B:
 486                 data_delay = 0;
 487                 framesync_length = 1;
 488                 frame_start_falling_edge = false;
 489                 break;
 490         default:
 491                 return -EINVAL;
 492         }
 493
 494         bcm2835_i2s_calc_channel_pos(&rx_ch1_pos, &rx_ch2_pos,
 495                 rx_mask, slot_width, data_delay, odd_slot_offset);
 496         bcm2835_i2s_calc_channel_pos(&tx_ch1_pos, &tx_ch2_pos,
 497                 tx_mask, slot_width, data_delay, odd_slot_offset);
 498
 499         /*
 500          * Transmitting data immediately after frame start, eg
 501          * in left-justified or DSP mode A, only works stable
 502          * if bcm2835 is the frame clock master.
 503          */
 504         if ((!rx_ch1_pos || !tx_ch1_pos) && !frame_sync_master)
 505                 dev_warn(dev->dev,
 506                         "Unstable slave config detected, L/R may be swapped");
 507
 508         /*
 509          * Set format for both streams.
 510          * We cannot set another frame length
 511          * (and therefore word length) anyway,
 512          * so the format will be the same.
 513          */
 514         regmap_write(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_RXC_A_REG,
 515                   format
 516                 | BCM2835_I2S_CH1_POS(rx_ch1_pos)
 517                 | BCM2835_I2S_CH2_POS(rx_ch2_pos));
 518         regmap_write(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_TXC_A_REG,
 519                   format
 520                 | BCM2835_I2S_CH1_POS(tx_ch1_pos)
 521                 | BCM2835_I2S_CH2_POS(tx_ch2_pos));
 522
 523         /* Setup the I2S mode */
 524
 525         if (data_length <= 16) {
 526                 /*
 527                  * Use frame packed mode (2 channels per 32 bit word)
 528                  * We cannot set another frame length in the second stream
 529                  * (and therefore word length) anyway,
 530                  * so the format will be the same.
 531                  */
 532                 mode |= BCM2835_I2S_FTXP | BCM2835_I2S_FRXP;
 533         }
 534
 535         mode |= BCM2835_I2S_FLEN(frame_length - 1);
 536         mode |= BCM2835_I2S_FSLEN(framesync_length);
 537
 538         /* CLKM selects bcm2835 clock slave mode */
 539         if (!bit_clock_master)
 540                 mode |= BCM2835_I2S_CLKM;
 541
 542         /* FSM selects bcm2835 frame sync slave mode */
 543         if (!frame_sync_master)
 544                 mode |= BCM2835_I2S_FSM;
 545
 546         /* CLKI selects normal clocking mode, sampling on rising edge */
 547         switch (dev->fmt & SND_SOC_DAIFMT_INV_MASK) {
 548         case SND_SOC_DAIFMT_NB_NF:
 549         case SND_SOC_DAIFMT_NB_IF:
 550                 mode |= BCM2835_I2S_CLKI;
 551                 break;
 552         case SND_SOC_DAIFMT_IB_NF:
 553         case SND_SOC_DAIFMT_IB_IF:
 554                 break;
 555         default:
 556                 return -EINVAL;
 557         }
 558
 559         /* FSI selects frame start on falling edge */
 560         switch (dev->fmt & SND_SOC_DAIFMT_INV_MASK) {
 561         case SND_SOC_DAIFMT_NB_NF:
 562         case SND_SOC_DAIFMT_IB_NF:
 563                 if (frame_start_falling_edge)
 564                         mode |= BCM2835_I2S_FSI;
 565                 break;
 566         case SND_SOC_DAIFMT_NB_IF:
 567         case SND_SOC_DAIFMT_IB_IF:
 568                 if (!frame_start_falling_edge)
 569                         mode |= BCM2835_I2S_FSI;
 570                 break;
 571         default:
 572                 return -EINVAL;
 573         }
 574
 575         regmap_write(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_MODE_A_REG, mode);
 576
 577         /* Setup the DMA parameters */
 578         regmap_update_bits(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_CS_A_REG,
 579                         BCM2835_I2S_RXTHR(1)
 580                         | BCM2835_I2S_TXTHR(1)
 581                         | BCM2835_I2S_DMAEN, 0xffffffff);
 582
 583         regmap_update_bits(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_DREQ_A_REG,
 584                           BCM2835_I2S_TX_PANIC(0x10)
 585                         | BCM2835_I2S_RX_PANIC(0x30)
 586                         | BCM2835_I2S_TX(0x30)
 587                         | BCM2835_I2S_RX(0x20), 0xffffffff);
 588
 589         /* Clear FIFOs */
 590         bcm2835_i2s_clear_fifos(dev, true, true);
 591
 592         dev_dbg(dev->dev,
 593                 "slots: %d width: %d rx mask: 0x%02x tx_mask: 0x%02x\n",
 594                 slots, slot_width, rx_mask, tx_mask);
 595
 596         dev_dbg(dev->dev, "frame len: %d sync len: %d data len: %d\n",
 597                 frame_length, framesync_length, data_length);
 598
 599         dev_dbg(dev->dev, "rx pos: %d,%d tx pos: %d,%d\n",
 600                 rx_ch1_pos, rx_ch2_pos, tx_ch1_pos, tx_ch2_pos);
 601
 602         dev_dbg(dev->dev, "sampling rate: %d bclk rate: %d\n",
 603                 params_rate(params), bclk_rate);
 604
 605         dev_dbg(dev->dev, "CLKM: %d CLKI: %d FSM: %d FSI: %d frame start: %s edge\n",
 606                 !!(mode & BCM2835_I2S_CLKM),
 607                 !!(mode & BCM2835_I2S_CLKI),
 608                 !!(mode & BCM2835_I2S_FSM),
 609                 !!(mode & BCM2835_I2S_FSI),
 610                 (mode & BCM2835_I2S_FSI) ? "falling" : "rising");
 611
 612         return ret;
 613 }
 614
 615 static int bcm2835_i2s_prepare(struct snd_pcm_substream *substream,
 616                 struct snd_soc_dai *dai)
 617 {
 618         struct bcm2835_i2s_dev *dev = snd_soc_dai_get_drvdata(dai);
 619         uint32_t cs_reg;
 620
 621         bcm2835_i2s_start_clock(dev);
 622
 623         /*
 624          * Clear both FIFOs if the one that should be started
 625          * is not empty at the moment. This should only happen
 626          * after overrun. Otherwise, hw_params would have cleared
 627          * the FIFO.
 628          */
 629         regmap_read(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_CS_A_REG, &cs_reg);
 630
 631         if (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK
 632                         && !(cs_reg & BCM2835_I2S_TXE))
 633                 bcm2835_i2s_clear_fifos(dev, true, false);
 634         else if (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE
 635                         && (cs_reg & BCM2835_I2S_RXD))
 636                 bcm2835_i2s_clear_fifos(dev, false, true);
 637
 638         return 0;
 639 }
 640
 641 static void bcm2835_i2s_stop(struct bcm2835_i2s_dev *dev,
 642                 struct snd_pcm_substream *substream,
 643                 struct snd_soc_dai *dai)
 644 {
 645         uint32_t mask;
 646
 647         if (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE)
 648                 mask = BCM2835_I2S_RXON;
 649         else
 650                 mask = BCM2835_I2S_TXON;
 651
 652         regmap_update_bits(dev->i2s_regmap,
 653                         BCM2835_I2S_CS_A_REG, mask, 0);
 654
 655         /* Stop also the clock when not SND_SOC_DAIFMT_CONT */
 656         if (!dai->active && !(dev->fmt & SND_SOC_DAIFMT_CONT))
 657                 bcm2835_i2s_stop_clock(dev);
 658 }
 659
 660 static int bcm2835_i2s_trigger(struct snd_pcm_substream *substream, int cmd,
 661                                struct snd_soc_dai *dai)
 662 {
 663         struct bcm2835_i2s_dev *dev = snd_soc_dai_get_drvdata(dai);
 664         uint32_t mask;
 665
 666         switch (cmd) {
 667         case SNDRV_PCM_TRIGGER_START:
 668         case SNDRV_PCM_TRIGGER_RESUME:
 669         case SNDRV_PCM_TRIGGER_PAUSE_RELEASE:
 670                 bcm2835_i2s_start_clock(dev);
 671
 672                 if (substream->stream == SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE)
 673                         mask = BCM2835_I2S_RXON;
 674                 else
 675                         mask = BCM2835_I2S_TXON;
 676
 677                 regmap_update_bits(dev->i2s_regmap,
 678                                 BCM2835_I2S_CS_A_REG, mask, mask);
 679                 break;
 680
 681         case SNDRV_PCM_TRIGGER_STOP:
 682         case SNDRV_PCM_TRIGGER_SUSPEND:
 683         case SNDRV_PCM_TRIGGER_PAUSE_PUSH:
 684                 bcm2835_i2s_stop(dev, substream, dai);
 685                 break;
 686         default:
 687                 return -EINVAL;
 688         }
 689
 690         return 0;
 691 }
 692
 693 static int bcm2835_i2s_startup(struct snd_pcm_substream *substream,
 694                                struct snd_soc_dai *dai)
 695 {
 696         struct bcm2835_i2s_dev *dev = snd_soc_dai_get_drvdata(dai);
 697
 698         if (dai->active)
 699                 return 0;
 700
 701         /* Should this still be running stop it */
 702         bcm2835_i2s_stop_clock(dev);
 703
 704         /* Enable PCM block */
 705         regmap_update_bits(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_CS_A_REG,
 706                         BCM2835_I2S_EN, BCM2835_I2S_EN);
 707
 708         /*
 709          * Disable STBY.
 710          * Requires at least 4 PCM clock cycles to take effect.
 711          */
 712         regmap_update_bits(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_CS_A_REG,
 713                         BCM2835_I2S_STBY, BCM2835_I2S_STBY);
 714
 715         return 0;
 716 }
 717
 718 static void bcm2835_i2s_shutdown(struct snd_pcm_substream *substream,
 719                 struct snd_soc_dai *dai)
 720 {
 721         struct bcm2835_i2s_dev *dev = snd_soc_dai_get_drvdata(dai);
 722
 723         bcm2835_i2s_stop(dev, substream, dai);
 724
 725         /* If both streams are stopped, disable module and clock */
 726         if (dai->active)
 727                 return;
 728
 729         /* Disable the module */
 730         regmap_update_bits(dev->i2s_regmap, BCM2835_I2S_CS_A_REG,
 731                         BCM2835_I2S_EN, 0);
 732
 733         /*
 734          * Stopping clock is necessary, because stop does
 735          * not stop the clock when SND_SOC_DAIFMT_CONT
 736          */
 737         bcm2835_i2s_stop_clock(dev);
 738 }
 739
 740 static const struct snd_soc_dai_ops bcm2835_i2s_dai_ops = {
 741         .startup        = bcm2835_i2s_startup,
 742         .shutdown       = bcm2835_i2s_shutdown,
 743         .prepare        = bcm2835_i2s_prepare,
 744         .trigger        = bcm2835_i2s_trigger,
 745         .hw_params      = bcm2835_i2s_hw_params,
 746         .set_fmt        = bcm2835_i2s_set_dai_fmt,
 747         .set_bclk_ratio = bcm2835_i2s_set_dai_bclk_ratio,
 748         .set_tdm_slot   = bcm2835_i2s_set_dai_tdm_slot,
 749 };
 750
 751 static int bcm2835_i2s_dai_probe(struct snd_soc_dai *dai)
 752 {
 753         struct bcm2835_i2s_dev *dev = snd_soc_dai_get_drvdata(dai);
 754
 755         snd_soc_dai_init_dma_data(dai,
 756                         &dev->dma_data[SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK],
 757                         &dev->dma_data[SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE]);
 758
 759         return 0;
 760 }
 761
 762 static struct snd_soc_dai_driver bcm2835_i2s_dai = {
 763         .name   = "bcm2835-i2s",
 764         .probe  = bcm2835_i2s_dai_probe,
 765         .playback = {
 766                 .channels_min = 2,
 767                 .channels_max = 2,
 768                 .rates =        SNDRV_PCM_RATE_CONTINUOUS,
 769                 .rate_min =     8000,
 770                 .rate_max =     384000,
 771                 .formats =      SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE
 772                                 | SNDRV_PCM_FMTBIT_S24_LE
 773                                 | SNDRV_PCM_FMTBIT_S32_LE
 774                 },
 775         .capture = {
 776                 .channels_min = 2,
 777                 .channels_max = 2,
 778                 .rates =        SNDRV_PCM_RATE_CONTINUOUS,
 779                 .rate_min =     8000,
 780                 .rate_max =     384000,
 781                 .formats =      SNDRV_PCM_FMTBIT_S16_LE
 782                                 | SNDRV_PCM_FMTBIT_S24_LE
 783                                 | SNDRV_PCM_FMTBIT_S32_LE
 784                 },
 785         .ops = &bcm2835_i2s_dai_ops,
 786         .symmetric_rates = 1,
 787         .symmetric_samplebits = 1,
 788 };
 789
 790 static bool bcm2835_i2s_volatile_reg(struct device *dev, unsigned int reg)
 791 {
 792         switch (reg) {
 793         case BCM2835_I2S_CS_A_REG:
 794         case BCM2835_I2S_FIFO_A_REG:
 795         case BCM2835_I2S_INTSTC_A_REG:
 796         case BCM2835_I2S_GRAY_REG:
 797                 return true;
 798         default:
 799                 return false;
 800         };
 801 }
 802
 803 static bool bcm2835_i2s_precious_reg(struct device *dev, unsigned int reg)
 804 {
 805         switch (reg) {
 806         case BCM2835_I2S_FIFO_A_REG:
 807                 return true;
 808         default:
 809                 return false;
 810         };
 811 }
 812
 813 static const struct regmap_config bcm2835_regmap_config = {
 814         .reg_bits = 32,
 815         .reg_stride = 4,
 816         .val_bits = 32,
 817         .max_register = BCM2835_I2S_GRAY_REG,
 818         .precious_reg = bcm2835_i2s_precious_reg,
 819         .volatile_reg = bcm2835_i2s_volatile_reg,
 820         .cache_type = REGCACHE_RBTREE,
 821 };
 822
 823 static const struct snd_soc_component_driver bcm2835_i2s_component = {
 824         .name           = "bcm2835-i2s-comp",
 825 };
 826
 827 static int bcm2835_i2s_probe(struct platform_device *pdev)
 828 {
 829         struct bcm2835_i2s_dev *dev;
 830         int ret;
 831         struct resource *mem;
 832         void __iomem *base;
 833         const __be32 *addr;
 834         dma_addr_t dma_base;
 835
 836         dev = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*dev),
 837                            GFP_KERNEL);
 838         if (!dev)
 839                 return -ENOMEM;
 840
 841         /* get the clock */
 842         dev->clk_prepared = false;
 843         dev->clk = devm_clk_get(&pdev->dev, NULL);
 844         if (IS_ERR(dev->clk)) {
 845                 dev_err(&pdev->dev, "could not get clk: %ld\n",
 846                         PTR_ERR(dev->clk));
 847                 return PTR_ERR(dev->clk);
 848         }
 849
 850         /* Request ioarea */
 851         mem = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
 852         base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, mem);
 853         if (IS_ERR(base))
 854                 return PTR_ERR(base);
 855
 856         dev->i2s_regmap = devm_regmap_init_mmio(&pdev->dev, base,
 857                                 &bcm2835_regmap_config);
 858         if (IS_ERR(dev->i2s_regmap))
 859                 return PTR_ERR(dev->i2s_regmap);
 860
 861         /* Set the DMA address - we have to parse DT ourselves */
 862         addr = of_get_address(pdev->dev.of_node, 0, NULL, NULL);
 863         if (!addr) {
 864                 dev_err(&pdev->dev, "could not get DMA-register address\n");
 865                 return -EINVAL;
 866         }
 867         dma_base = be32_to_cpup(addr);
 868
 869         dev->dma_data[SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK].addr =
 870                 dma_base + BCM2835_I2S_FIFO_A_REG;
 871
 872         dev->dma_data[SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE].addr =
 873                 dma_base + BCM2835_I2S_FIFO_A_REG;
 874
 875         /* Set the bus width */
 876         dev->dma_data[SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK].addr_width =
 877                 DMA_SLAVE_BUSWIDTH_4_BYTES;
 878         dev->dma_data[SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE].addr_width =
 879                 DMA_SLAVE_BUSWIDTH_4_BYTES;
 880
 881         /* Set burst */
 882         dev->dma_data[SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK].maxburst = 2;
 883         dev->dma_data[SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE].maxburst = 2;
 884
 885         /*
 886          * Set the PACK flag to enable S16_LE support (2 S16_LE values
 887          * packed into 32-bit transfers).
 888          */
 889         dev->dma_data[SNDRV_PCM_STREAM_PLAYBACK].flags =
 890                 SND_DMAENGINE_PCM_DAI_FLAG_PACK;
 891         dev->dma_data[SNDRV_PCM_STREAM_CAPTURE].flags =
 892                 SND_DMAENGINE_PCM_DAI_FLAG_PACK;
 893
 894         /* Store the pdev */
 895         dev->dev = &pdev->dev;
 896         dev_set_drvdata(&pdev->dev, dev);
 897
 898         ret = devm_snd_soc_register_component(&pdev->dev,
 899                         &bcm2835_i2s_component, &bcm2835_i2s_dai, 1);
 900         if (ret) {
 901                 dev_err(&pdev->dev, "Could not register DAI: %d\n", ret);
 902                 return ret;
 903         }
 904
 905         ret = devm_snd_dmaengine_pcm_register(&pdev->dev, NULL, 0);
 906         if (ret) {
 907                 dev_err(&pdev->dev, "Could not register PCM: %d\n", ret);
 908                 return ret;
 909         }
 910
 911         return 0;
 912 }
 913
 914 static const struct of_device_id bcm2835_i2s_of_match[] = {
 915         { .compatible = "brcm,bcm2835-i2s", },
 916         {},
 917 };
 918
 919 MODULE_DEVICE_TABLE(of, bcm2835_i2s_of_match);
 920
 921 static struct platform_driver bcm2835_i2s_driver = {
 922         .probe          = bcm2835_i2s_probe,
 923         .driver         = {
 924                 .name   = "bcm2835-i2s",
 925                 .of_match_table = bcm2835_i2s_of_match,
 926         },
 927 };
 928
 929 module_platform_driver(bcm2835_i2s_driver);
 930
 931 MODULE_ALIAS("platform:bcm2835-i2s");
 932 MODULE_DESCRIPTION("BCM2835 I2S interface");
 933 MODULE_AUTHOR("Florian Meier <florian.meier@koalo.de>");
 934 MODULE_LICENSE("GPL v2");