Xilinx SLCR driver

本文详细介绍了Xilinx Zynq系列SoC中SLCR(System Level Control and Reset)模块的驱动实现。内容覆盖了SLCR寄存器的解锁、读写操作,以及系统重启、CPU状态管理等关键功能。此外,还探讨了设备ID读取、OCM配置获取等实用功能,并提供了早期初始化和FPGA加载前后通信控制的具体实现。

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/*
 * Xilinx SLCR driver
 *
 * Copyright (c) 2011-2013 Xilinx Inc.
 *
 * This program is free software; you can redistribute it and/or
 * modify it under the terms of the GNU General Public License
 * as published by the Free Software Foundation; either version
 * 2 of the License, or (at your option) any later version.
 *
 * You should have received a copy of the GNU General Public
 * License along with this program; if not, write to the Free
 * Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA
 * 02139, USA.
 */

#include <linux/io.h>
#include <linux/reboot.h>
#include <linux/mfd/syscon.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/regmap.h>
#include <linux/clk/zynq.h>
#include "common.h"

/* register offsets */
#define SLCR_UNLOCK_OFFSET		0x8   /* SCLR unlock register */
#define SLCR_PS_RST_CTRL_OFFSET		0x200 /* PS Software Reset Control */
#define SLCR_FPGA_RST_CTRL_OFFSET	0x240 /* FPGA Software Reset Control */
#define SLCR_A9_CPU_RST_CTRL_OFFSET	0x244 /* CPU Software Reset Control */
#define SLCR_REBOOT_STATUS_OFFSET	0x258 /* PS Reboot Status */
#define SLCR_PSS_IDCODE			0x530 /* PS IDCODE */
#define SLCR_L2C_RAM			0xA1C /* L2C_RAM in AR#54190 */
#define SLCR_LVL_SHFTR_EN_OFFSET	0x900 /* Level Shifters Enable */
#define SLCR_OCM_CFG_OFFSET		0x910 /* OCM Address Mapping */

#define SLCR_UNLOCK_MAGIC		0xDF0D
#define SLCR_A9_CPU_CLKSTOP		0x10
#define SLCR_A9_CPU_RST			0x1
#define SLCR_PSS_IDCODE_DEVICE_SHIFT	12
#define SLCR_PSS_IDCODE_DEVICE_MASK	0x1F

void __iomem *zynq_slcr_base;
static struct regmap *zynq_slcr_regmap;

/**
 * zynq_slcr_write - Write to a register in SLCR block
 *
 * @val:	Value to write to the register
 * @offset:	Register offset in SLCR block
 *
 * Return:	a negative value on error, 0 on success
 */
static int zynq_slcr_write(u32 val, u32 offset)
{
	return regmap_write(zynq_slcr_regmap, offset, val);
}

/**
 * zynq_slcr_read - Read a register in SLCR block
 *
 * @val:	Pointer to value to be read from SLCR
 * @offset:	Register offset in SLCR block
 *
 * Return:	a negative value on error, 0 on success
 */
static int zynq_slcr_read(u32 *val, u32 offset)
{
	return regmap_read(zynq_slcr_regmap, offset, val);
}

/**
 * zynq_slcr_unlock - Unlock SLCR registers
 *
 * Return:	a negative value on error, 0 on success
 */
static inline int zynq_slcr_unlock(void)
{
	zynq_slcr_write(SLCR_UNLOCK_MAGIC, SLCR_UNLOCK_OFFSET);

	return 0;
}

/**
 * zynq_slcr_get_device_id - Read device code id
 *
 * Return:	Device code id
 */
u32 zynq_slcr_get_device_id(void)
{
	u32 val;

	zynq_slcr_read(&val, SLCR_PSS_IDCODE);
	val >>= SLCR_PSS_IDCODE_DEVICE_SHIFT;
	val &= SLCR_PSS_IDCODE_DEVICE_MASK;

	return val;
}

/**
 * zynq_slcr_system_restart - Restart the entire system.
 *
 * @nb:		Pointer to restart notifier block (unused)
 * @action:	Reboot mode (unused)
 * @data:	Restart handler private data (unused)
 *
 * Return:	0 always
 */
static
int zynq_slcr_system_restart(struct notifier_block *nb,
			     unsigned long action, void *data)
{
	u32 reboot;

	/*
	 * Clear 0x0F000000 bits of reboot status register to workaround
	 * the FSBL not loading the bitstream after soft-reboot
	 * This is a temporary solution until we know more.
	 */
	zynq_slcr_read(&reboot, SLCR_REBOOT_STATUS_OFFSET);
	zynq_slcr_write(reboot & 0xF0FFFFFF, SLCR_REBOOT_STATUS_OFFSET);
	zynq_slcr_write(1, SLCR_PS_RST_CTRL_OFFSET);
	return 0;
}

static struct notifier_block zynq_slcr_restart_nb = {
	.notifier_call	= zynq_slcr_system_restart,
	.priority	= 192,
};

/**
 * zynq_slcr_get_ocm_config - Get SLCR OCM config
 *
 * return:	OCM config bits
 */
u32 zynq_slcr_get_ocm_config(void)
{
	u32 ret;

	zynq_slcr_read(&ret, SLCR_OCM_CFG_OFFSET);
	return ret;
}

/**
 * zynq_slcr_init_preload_fpga - Disable communication from the PL to PS.
 */
void zynq_slcr_init_preload_fpga(void)
{
	/* Assert FPGA top level output resets */
	zynq_slcr_write(0xF, SLCR_FPGA_RST_CTRL_OFFSET);

	/* Disable level shifters */
	zynq_slcr_write(0, SLCR_LVL_SHFTR_EN_OFFSET);

	/* Enable output level shifters */
	zynq_slcr_write(0xA, SLCR_LVL_SHFTR_EN_OFFSET);
}
EXPORT_SYMBOL(zynq_slcr_init_preload_fpga);

/**
 * zynq_slcr_init_postload_fpga - Re-enable communication from the PL to PS.
 */
void zynq_slcr_init_postload_fpga(void)
{
	/* Enable level shifters */
	zynq_slcr_write(0xf, SLCR_LVL_SHFTR_EN_OFFSET);

	/* Deassert AXI interface resets */
	zynq_slcr_write(0, SLCR_FPGA_RST_CTRL_OFFSET);
}
EXPORT_SYMBOL(zynq_slcr_init_postload_fpga);

/**
 * zynq_slcr_cpu_start - Start cpu
 * @cpu:	cpu number
 */
void zynq_slcr_cpu_start(int cpu)
{
	u32 reg;

	zynq_slcr_read(&reg, SLCR_A9_CPU_RST_CTRL_OFFSET);
	reg &= ~(SLCR_A9_CPU_RST << cpu);
	zynq_slcr_write(reg, SLCR_A9_CPU_RST_CTRL_OFFSET);
	reg &= ~(SLCR_A9_CPU_CLKSTOP << cpu);
	zynq_slcr_write(reg, SLCR_A9_CPU_RST_CTRL_OFFSET);

	zynq_slcr_cpu_state_write(cpu, false);
}

/**
 * zynq_slcr_cpu_stop - Stop cpu
 * @cpu:	cpu number
 */
void zynq_slcr_cpu_stop(int cpu)
{
	u32 reg;

	zynq_slcr_read(&reg, SLCR_A9_CPU_RST_CTRL_OFFSET);
	reg |= (SLCR_A9_CPU_CLKSTOP | SLCR_A9_CPU_RST) << cpu;
	zynq_slcr_write(reg, SLCR_A9_CPU_RST_CTRL_OFFSET);
}

/**
 * zynq_slcr_cpu_state - Read/write cpu state
 * @cpu:	cpu number
 *
 * SLCR_REBOOT_STATUS save upper 2 bits (31/30 cpu states for cpu0 and cpu1)
 * 0 means cpu is running, 1 cpu is going to die.
 *
 * Return: true if cpu is running, false if cpu is going to die
 */
bool zynq_slcr_cpu_state_read(int cpu)
{
	u32 state;

	state = readl(zynq_slcr_base + SLCR_REBOOT_STATUS_OFFSET);
	state &= 1 << (31 - cpu);

	return !state;
}

/**
 * zynq_slcr_cpu_state - Read/write cpu state
 * @cpu:	cpu number
 * @die:	cpu state - true if cpu is going to die
 *
 * SLCR_REBOOT_STATUS save upper 2 bits (31/30 cpu states for cpu0 and cpu1)
 * 0 means cpu is running, 1 cpu is going to die.
 */
void zynq_slcr_cpu_state_write(int cpu, bool die)
{
	u32 state, mask;

	state = readl(zynq_slcr_base + SLCR_REBOOT_STATUS_OFFSET);
	mask = 1 << (31 - cpu);
	if (die)
		state |= mask;
	else
		state &= ~mask;
	writel(state, zynq_slcr_base + SLCR_REBOOT_STATUS_OFFSET);
}

/**
 * zynq_early_slcr_init - Early slcr init function
 *
 * Return:	0 on success, negative errno otherwise.
 *
 * Called very early during boot from platform code to unlock SLCR.
 */
int __init zynq_early_slcr_init(void)
{
	struct device_node *np;


    /***************************读取设备树ZYNQ控制寄存器**************/
	np = of_find_compatible_node(NULL, NULL, "xlnx,zynq-slcr");
	if (!np) {
		pr_err("%s: no slcr node found\n", __func__);
		BUG();
	}

	zynq_slcr_base = of_iomap(np, 0);
	if (!zynq_slcr_base) {
		pr_err("%s: Unable to map I/O memory\n", __func__);
		BUG();
	}

	np->data = (__force void *)zynq_slcr_base;

	zynq_slcr_regmap = syscon_regmap_lookup_by_compatible("xlnx,zynq-slcr");
	if (IS_ERR(zynq_slcr_regmap)) {
		pr_err("%s: failed to find zynq-slcr\n", __func__);
		return -ENODEV;
	}

	/* unlock the SLCR so that registers can be changed */
	zynq_slcr_unlock();

	/* See AR#54190 design advisory */
	regmap_update_bits(zynq_slcr_regmap, SLCR_L2C_RAM, 0x70707, 0x20202);

	register_restart_handler(&zynq_slcr_restart_nb);

	pr_info("%s mapped to %p\n", np->name, zynq_slcr_base);

	of_node_put(np);

	return 0;
}

 

<think>好的,我现在需要解释设备树中的`syscon = <&slcr>;`是什么意思。首先,用户之前问过关于Zynq 7000平台pinctrl配置的问题,现在他们想了解这个特定属性的含义。 我应该从设备树的基本结构开始,解释syscon的作用。syscon通常用于指向系统控制器,这个控制器管理一些共享的寄存器或资源。在Xilinx Zynq平台中,SLCR(System Level Control Registers)是关键,因为它控制着许多系统级的配置,比如时钟、复位和MIO引脚复用。 接下来,需要说明在pinctrl节点里引用slcr的原因。pinctrl驱动可能需要访问SLCR的寄存器来配置引脚的功能和电气属性,比如设置MIO引脚为GPIO模式,或者配置上拉电阻。通过syscon属性,pinctrl驱动可以获取到SLCR的寄存器地址,从而进行正确的配置。 然后,我应该举例说明设备树中slcr节点的定义,这样用户可以看到整个结构。例如,slcr节点通常有兼容性字符串和寄存器地址,而pinctrl节点通过phandle(&slcr)引用它。 还要提到syscon框架的作用,它允许不同的驱动共享同一个系统控制器的访问,避免重复代码。在Linux内核中,syscon提供了一种标准化的方式来访问这些共享资源。 用户可能想知道为什么必须使用syscon而不是直接写寄存器地址。这时候需要解释设备树的设计哲学,即通过引用而不是硬编码,提高代码的可维护性和可移植性。 最后,可能需要补充一些实际调试方法,比如检查设备树是否正确编译,或者通过dmesg查看驱动是否成功关联到syscon。这有助于用户在实际应用中验证配置是否正确。 要注意使用中文,保持口语化,避免技术术语堆砌,同时确保信息准确。结构要清晰,分点说明,必要时用例子和代码片段辅助解释。还要检查是否有遗漏的关键点,比如SLCR的具体功能,syscon在内核中的实现方式等。</think>在Zynq设备树配置中,`syscon = <&slcr>;` 是一个关键属性绑定,其作用可通过以下技术细节解释: --- ### **硬件基础** Zynq的SLCR(System Level Control Registers)模块负责管理: - MIO引脚复用控制(每个引脚$FUNC[5:0]$位域) - 全局复位控制(SRST寄存器) - 时钟分频配置(CLK_CTRL寄存器) --- ### **设备树语义解析** ```dts syscon = <&slcr>; ``` 1. **符号含义**: - `&slcr`:对`slcr`节点标签的**phandle引用** - `syscon`:声明该外设需要关联到系统控制寄存器 2. **内核实现机制**: - 通过`syscon_regmap_lookup_by_phandle()`获取SLCR的寄存器映射 - 实现代码位置:`drivers/mfd/syscon.c` --- ### **典型SLCR节点定义** ```dts slcr: slcr@f8000000 { // 标签定义 compatible = "xlnx,zynq-slcr"; // 驱动匹配标识 reg = <0xf8000000 0x1000>; // SLCR物理地址范围 #clock-cells = <1>; // 时钟控制能力声明 #reset-cells = <1>; // 复位控制能力声明 }; ``` --- ### **pinctrl与SLCR的交互** 当pinctrl驱动访问`syscon`时: 1. 通过`regmap`接口操作`0xf8000000`起始的寄存器 2. 关键寄存器操作示例: ```c // 设置MIO14为GPIO模式(FUNC=0b001111) regmap_write(syscon, 0x0000014C, 0x00003F00); // 启用上拉电阻(PULLUP位=1) regmap_update_bits(syscon, 0x000002E4, BIT(14), BIT(14)); ``` --- ### **调试验证方法** 1. 查看syscon关联状态: ```bash cat /sys/kernel/debug/regmap/700.pinctrl/registers # 输出示例: # f8000000: 00000001 // SLCR_IDCODE寄存器值 ``` 2. 寄存器位域解析示例: | 寄存器地址 | 位域 | 功能描述 | |------------|--------------|-----------------------| | 0x0000014C | [15:8] | MIO14的FUNC_SEL字段 | | 0x000002E4 | BIT(14) | MIO14上拉电阻使能位 | --- ### **常见配置错误** - **错误类型1**:未正确定义slcr节点 - 症状:pinctrl驱动初始化失败(dmesg报`-EPROBE_DEFER`) - 解决方案:确保slcr节点地址与Zynq TRM文档一致 - **错误类型2**:跨时钟域访问 - 症状:寄存器写入无效(需检查SLCR时钟`PS_CLK`是否使能) - 验证方法: ```bash clk_summary | grep slcr # 应显示slcr_axi_clk时钟频率(通常≥50MHz) ``` --- ### **性能影响分析** 当频繁操作syscon时(如动态切换引脚功能): - 延迟主要来自`regmap`的互斥锁开销 - 优化方案:批量寄存器操作(使用`regmap_multi_reg_write()`) ```c static const struct reg_sequence init_seq[] = { {0x14C, 0x3F00}, // MIO14配置 {0x150, 0x3F00}, // MIO15配置 }; regmap_multi_reg_write(syscon, init_seq, ARRAY_SIZE(init_seq)); ``` 通过这种硬件-软件协同设计,`syscon = <&slcr>` 实现了对Zynq平台底层硬件的精准控制。
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