git.gag.com Git - fw/altos/blob - src/stm/ao_usb_stm.c

   1 /*
   2  * Copyright © 2012 Keith Packard <keithp@keithp.com>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation; version 2 of the License.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
   9  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  11  * General Public License for more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  14  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  15  * 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA.
  16  */
  17
  18 #include "ao.h"
  19 #include "ao_usb.h"
  20 #include "ao_product.h"
  21
  22 #define USB_DEBUG       0
  23 #define USB_DEBUG_DATA  0
  24
  25 #if USB_DEBUG
  26 #define debug(format, args...)  printf(format, ## args);
  27 #else
  28 #define debug(format, args...)
  29 #endif
  30
  31 #if USB_DEBUG_DATA
  32 #define debug_data(format, args...)     printf(format, ## args);
  33 #else
  34 #define debug_data(format, args...)
  35 #endif
  36
  37 struct ao_task ao_usb_task;
  38
  39 struct ao_usb_setup {
  40         uint8_t         dir_type_recip;
  41         uint8_t         request;
  42         uint16_t        value;
  43         uint16_t        index;
  44         uint16_t        length;
  45 } ao_usb_setup;
  46
  47 static uint8_t  ao_usb_ep0_state;
  48 static const uint8_t * ao_usb_ep0_in_data;
  49 static uint8_t  ao_usb_ep0_in_len;
  50 static uint8_t  ao_usb_ep0_in_pending;
  51 static uint8_t  ao_usb_ep0_in_buf[2];
  52 static uint8_t  ao_usb_ep0_out_len;
  53 static uint8_t *ao_usb_ep0_out_data;
  54 static union stm_usb_bdt        *ao_usb_bdt;
  55 static uint16_t ao_usb_sram_addr;
  56 static uint8_t  ao_usb_tx_buffer[AO_USB_IN_SIZE];
  57 static uint8_t  ao_usb_tx_count;
  58 static uint8_t  ao_usb_rx_buffer[AO_USB_OUT_SIZE];
  59 static uint8_t  ao_usb_rx_count, ao_usb_rx_pos;
  60
  61 #define AO_USB_INT_EPR  1
  62 #define AO_USB_OUT_EPR  2
  63 #define AO_USB_IN_EPR   3
  64
  65 /*
  66  * Pointers into the USB packet buffer area
  67  */
  68 static uint32_t *ao_usb_ep0_tx_buffer;
  69 static uint32_t *ao_usb_ep0_rx_buffer;
  70
  71 static uint32_t *ao_usb_in_tx_buffer;
  72 static uint32_t *ao_usb_out_rx_buffer;
  73
  74 static uint8_t  ao_usb_in_flushed;
  75 static uint8_t  ao_usb_in_pending;
  76 static uint8_t  ao_usb_out_avail;
  77 static uint8_t  ao_usb_running;
  78 static uint8_t  ao_usb_configuration;
  79 static uint8_t  ueienx_0;
  80
  81 #define AO_USB_EP0_GOT_RESET    1
  82 #define AO_USB_EP0_GOT_SETUP    2
  83 #define AO_USB_EP0_GOT_RX_DATA  4
  84 #define AO_USB_EP0_GOT_TX_ACK   8
  85
  86 static uint8_t  ao_usb_ep0_receive;
  87 static uint8_t  ao_usb_address;
  88 static uint8_t  ao_usb_address_pending;
  89
  90 static inline uint32_t set_toggle(uint32_t      current_value,
  91                                    uint32_t     mask,
  92                                    uint32_t     desired_value)
  93 {
  94         return (current_value ^ desired_value) & mask;
  95 }
  96
  97 static inline uint32_t *ao_usb_packet_buffer_addr(uint16_t sram_addr)
  98 {
  99         return (uint32_t *) (stm_usb_sram + 2 * sram_addr);
 100 }
 101
 102 static inline uint32_t ao_usb_epr_stat_rx(uint32_t epr) {
 103         return (epr >> STM_USB_EPR_STAT_RX) & STM_USB_EPR_STAT_RX_MASK;
 104 }
 105
 106 static inline uint32_t ao_usb_epr_stat_tx(uint32_t epr) {
 107         return (epr >> STM_USB_EPR_STAT_TX) & STM_USB_EPR_STAT_TX_MASK;
 108 }
 109
 110 static inline uint32_t ao_usb_epr_ctr_rx(uint32_t epr) {
 111         return (epr >> STM_USB_EPR_CTR_RX) & 1;
 112 }
 113
 114 static inline uint32_t ao_usb_epr_ctr_tx(uint32_t epr) {
 115         return (epr >> STM_USB_EPR_CTR_TX) & 1;
 116 }
 117
 118 static inline uint32_t ao_usb_epr_setup(uint32_t epr) {
 119         return (epr >> STM_USB_EPR_SETUP) & 1;
 120 }
 121
 122 static inline uint32_t ao_usb_epr_dtog_rx(uint32_t epr) {
 123         return (epr >> STM_USB_EPR_DTOG_RX) & 1;
 124 }
 125
 126 static inline uint32_t ao_usb_epr_dtog_tx(uint32_t epr) {
 127         return (epr >> STM_USB_EPR_DTOG_TX) & 1;
 128 }
 129
 130 /*
 131  * Set current device address and mark the
 132  * interface as active
 133  */
 134 void
 135 ao_usb_set_address(uint8_t address)
 136 {
 137         debug("ao_usb_set_address %02x\n", address);
 138         stm_usb.daddr = (1 << STM_USB_DADDR_EF) | address;
 139         ao_usb_address_pending = 0;
 140 }
 141
 142 /*
 143  * Set just endpoint 0, for use during startup
 144  */
 145
 146 static void
 147 ao_usb_set_ep0(void)
 148 {
 149         uint32_t                epr;
 150         int                     e;
 151
 152         ao_usb_sram_addr = 0;
 153
 154         /* buffer table is at the start of USB memory */
 155         stm_usb.btable = 0;
 156         ao_usb_bdt = (void *) stm_usb_sram;
 157
 158         ao_usb_sram_addr += 8 * STM_USB_BDT_SIZE;
 159
 160         /* Set up EP 0 - a Control end point with 32 bytes of in and out buffers */
 161
 162         ao_usb_bdt[0].single.addr_tx = ao_usb_sram_addr;
 163         ao_usb_bdt[0].single.count_tx = 0;
 164         ao_usb_ep0_tx_buffer = ao_usb_packet_buffer_addr(ao_usb_sram_addr);
 165         ao_usb_sram_addr += AO_USB_CONTROL_SIZE;
 166
 167         ao_usb_bdt[0].single.addr_rx = ao_usb_sram_addr;
 168         ao_usb_bdt[0].single.count_rx = ((1 << STM_USB_BDT_COUNT_RX_BL_SIZE) |
 169                                   (((AO_USB_CONTROL_SIZE / 32) - 1) << STM_USB_BDT_COUNT_RX_NUM_BLOCK));
 170         ao_usb_ep0_rx_buffer = ao_usb_packet_buffer_addr(ao_usb_sram_addr);
 171         ao_usb_sram_addr += AO_USB_CONTROL_SIZE;
 172
 173         cli();
 174         epr = stm_usb.epr[0];
 175         epr = ((STM_USB_EPR_CTR_RX_WRITE_INVARIANT << STM_USB_EPR_CTR_RX) |
 176                (STM_USB_EPR_DTOG_RX_WRITE_INVARIANT << STM_USB_EPR_DTOG_RX) |
 177                set_toggle(epr,
 178                           (STM_USB_EPR_STAT_RX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_RX),
 179                           (STM_USB_EPR_STAT_RX_VALID << STM_USB_EPR_STAT_RX)) |
 180                (STM_USB_EPR_EP_TYPE_CONTROL << STM_USB_EPR_EP_TYPE) |
 181                (0 << STM_USB_EPR_EP_KIND) |
 182                (STM_USB_CTR_TX_WRITE_INVARIANT << STM_USB_EPR_CTR_TX) |
 183                (STM_USB_EPR_DTOG_TX_WRITE_INVARIANT << STM_USB_EPR_DTOG_TX) |
 184                set_toggle(epr,
 185                           (STM_USB_EPR_STAT_TX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_TX),
 186                           (STM_USB_EPR_STAT_TX_NAK << STM_USB_EPR_STAT_TX)) |
 187                (AO_USB_CONTROL_EP << STM_USB_EPR_EA));
 188         stm_usb.epr[0] = epr;
 189         sei();
 190         debug ("epr 0 now %x\n", stm_usb.epr[0]);
 191
 192         /* Clear all of the other endpoints */
 193         for (e = 1; e < 8; e++) {
 194                 cli();
 195                 epr = stm_usb.epr[e];
 196                 epr = ((STM_USB_EPR_CTR_RX_WRITE_INVARIANT << STM_USB_EPR_CTR_RX) |
 197                        (STM_USB_EPR_DTOG_RX_WRITE_INVARIANT << STM_USB_EPR_DTOG_RX) |
 198                        set_toggle(epr,
 199                                   (STM_USB_EPR_STAT_RX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_RX),
 200                                   (STM_USB_EPR_STAT_RX_DISABLED << STM_USB_EPR_STAT_RX)) |
 201                        (STM_USB_EPR_EP_TYPE_CONTROL << STM_USB_EPR_EP_TYPE) |
 202                        (0 << STM_USB_EPR_EP_KIND) |
 203                        (STM_USB_CTR_TX_WRITE_INVARIANT << STM_USB_EPR_CTR_TX) |
 204                        (STM_USB_EPR_DTOG_TX_WRITE_INVARIANT << STM_USB_EPR_DTOG_TX) |
 205                        set_toggle(epr,
 206                                   (STM_USB_EPR_STAT_TX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_TX),
 207                                   (STM_USB_EPR_STAT_TX_DISABLED << STM_USB_EPR_STAT_TX)) |
 208                        (0 << STM_USB_EPR_EA));
 209                 stm_usb.epr[e] = epr;
 210                 sei();
 211         }
 212
 213         ao_usb_set_address(0);
 214 }
 215
 216 static void
 217 ao_usb_set_configuration(void)
 218 {
 219         uint32_t                epr;
 220
 221         debug ("ao_usb_set_configuration\n");
 222
 223         /* Set up the INT end point */
 224         ao_usb_bdt[AO_USB_INT_EPR].single.addr_tx = ao_usb_sram_addr;
 225         ao_usb_bdt[AO_USB_INT_EPR].single.count_tx = 0;
 226         ao_usb_in_tx_buffer = ao_usb_packet_buffer_addr(ao_usb_sram_addr);
 227         ao_usb_sram_addr += AO_USB_INT_SIZE;
 228
 229         cli();
 230         epr = stm_usb.epr[AO_USB_INT_EPR];
 231         epr = ((0 << STM_USB_EPR_CTR_RX) |
 232                (epr & (1 << STM_USB_EPR_DTOG_RX)) |
 233                set_toggle(epr,
 234                           (STM_USB_EPR_STAT_RX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_RX),
 235                           (STM_USB_EPR_STAT_RX_DISABLED << STM_USB_EPR_STAT_RX)) |
 236                (STM_USB_EPR_EP_TYPE_CONTROL << STM_USB_EPR_EP_TYPE) |
 237                (0 << STM_USB_EPR_EP_KIND) |
 238                (0 << STM_USB_EPR_CTR_TX) |
 239                (epr & (1 << STM_USB_EPR_DTOG_TX)) |
 240                set_toggle(epr,
 241                           (STM_USB_EPR_STAT_TX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_TX),
 242                           (STM_USB_EPR_STAT_TX_NAK << STM_USB_EPR_STAT_TX)) |
 243                (AO_USB_INT_EP << STM_USB_EPR_EA));
 244         stm_usb.epr[AO_USB_INT_EPR] = epr;
 245         sei();
 246         debug ("writing epr[%d] 0x%08x wrote 0x%08x\n",
 247                AO_USB_INT_EPR, epr, stm_usb.epr[AO_USB_INT_EPR]);
 248
 249         /* Set up the OUT end point */
 250         ao_usb_bdt[AO_USB_OUT_EPR].single.addr_rx = ao_usb_sram_addr;
 251         ao_usb_bdt[AO_USB_OUT_EPR].single.count_rx = ((1 << STM_USB_BDT_COUNT_RX_BL_SIZE) |
 252                                                       (((AO_USB_OUT_SIZE / 32) - 1) << STM_USB_BDT_COUNT_RX_NUM_BLOCK));
 253         ao_usb_out_rx_buffer = ao_usb_packet_buffer_addr(ao_usb_sram_addr);
 254         ao_usb_sram_addr += AO_USB_OUT_SIZE;
 255
 256         cli();
 257         epr = stm_usb.epr[AO_USB_OUT_EPR];
 258         epr = ((0 << STM_USB_EPR_CTR_RX) |
 259                (epr & (1 <<  STM_USB_EPR_DTOG_RX)) |
 260                set_toggle(epr,
 261                           (STM_USB_EPR_STAT_RX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_RX),
 262                           (STM_USB_EPR_STAT_RX_VALID << STM_USB_EPR_STAT_RX)) |
 263                (STM_USB_EPR_EP_TYPE_CONTROL << STM_USB_EPR_EP_TYPE) |
 264                (0 << STM_USB_EPR_EP_KIND) |
 265                (0 << STM_USB_EPR_CTR_TX) |
 266                (epr & (1 << STM_USB_EPR_DTOG_TX)) |
 267                set_toggle(epr,
 268                           (STM_USB_EPR_STAT_TX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_TX),
 269                           (STM_USB_EPR_STAT_TX_DISABLED << STM_USB_EPR_STAT_TX)) |
 270                (AO_USB_OUT_EP << STM_USB_EPR_EA));
 271         stm_usb.epr[AO_USB_OUT_EPR] = epr;
 272         sei();
 273         debug ("writing epr[%d] 0x%08x wrote 0x%08x\n",
 274                AO_USB_OUT_EPR, epr, stm_usb.epr[AO_USB_OUT_EPR]);
 275
 276         /* Set up the IN end point */
 277         ao_usb_bdt[AO_USB_IN_EPR].single.addr_tx = ao_usb_sram_addr;
 278         ao_usb_bdt[AO_USB_IN_EPR].single.count_tx = 0;
 279         ao_usb_in_tx_buffer = ao_usb_packet_buffer_addr(ao_usb_sram_addr);
 280         ao_usb_sram_addr += AO_USB_IN_SIZE;
 281
 282         cli();
 283         epr = stm_usb.epr[AO_USB_IN_EPR];
 284         epr = ((0 << STM_USB_EPR_CTR_RX) |
 285                (epr & (1 << STM_USB_EPR_DTOG_RX)) |
 286                set_toggle(epr,
 287                           (STM_USB_EPR_STAT_RX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_RX),
 288                           (STM_USB_EPR_STAT_RX_DISABLED << STM_USB_EPR_STAT_RX)) |
 289                (STM_USB_EPR_EP_TYPE_CONTROL << STM_USB_EPR_EP_TYPE) |
 290                (0 << STM_USB_EPR_EP_KIND) |
 291                (0 << STM_USB_EPR_CTR_TX) |
 292                (epr & (1 << STM_USB_EPR_DTOG_TX)) |
 293                set_toggle(epr,
 294                           (STM_USB_EPR_STAT_TX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_TX),
 295                           (STM_USB_EPR_STAT_TX_NAK << STM_USB_EPR_STAT_TX)) |
 296                (AO_USB_IN_EP << STM_USB_EPR_EA));
 297         stm_usb.epr[AO_USB_IN_EPR] = epr;
 298         sei();
 299         debug ("writing epr[%d] 0x%08x wrote 0x%08x\n",
 300                AO_USB_IN_EPR, epr, stm_usb.epr[AO_USB_IN_EPR]);
 301         ao_usb_running = 1;
 302 }
 303
 304 static uint16_t control_count;
 305 static uint16_t in_count;
 306 static uint16_t out_count;
 307 static uint16_t reset_count;
 308
 309 /*
 310  * Write these values to preserve register contents under HW changes
 311  */
 312
 313 #define STM_USB_EPR_INVARIANT   ((1 << STM_USB_EPR_CTR_RX) |            \
 314                                  (STM_USB_EPR_DTOG_RX_WRITE_INVARIANT << STM_USB_EPR_DTOG_RX) | \
 315                                  (STM_USB_EPR_STAT_RX_WRITE_INVARIANT << STM_USB_EPR_STAT_RX) | \
 316                                  (1 << STM_USB_EPR_CTR_TX) |            \
 317                                  (STM_USB_EPR_DTOG_TX_WRITE_INVARIANT << STM_USB_EPR_DTOG_TX) | \
 318                                  (STM_USB_EPR_STAT_TX_WRITE_INVARIANT << STM_USB_EPR_STAT_TX))
 319
 320 #define STM_USB_EPR_INVARIANT_MASK      ((1 << STM_USB_EPR_CTR_RX) |    \
 321                                          (STM_USB_EPR_DTOG_RX_MASK << STM_USB_EPR_DTOG_RX) | \
 322                                          (STM_USB_EPR_STAT_RX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_RX) | \
 323                                          (1 << STM_USB_EPR_CTR_TX) |    \
 324                                          (STM_USB_EPR_DTOG_TX_MASK << STM_USB_EPR_DTOG_TX) | \
 325                                          (STM_USB_EPR_STAT_TX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_TX))
 326
 327 /*
 328  * These bits are purely under sw control, so preserve them in the
 329  * register by re-writing what was read
 330  */
 331 #define STM_USB_EPR_PRESERVE_MASK       ((STM_USB_EPR_EP_TYPE_MASK << STM_USB_EPR_EP_TYPE) | \
 332                                          (1 << STM_USB_EPR_EP_KIND) |   \
 333                                          (STM_USB_EPR_EA_MASK << STM_USB_EPR_EA))
 334
 335 void
 336 stm_usb_lp_isr(void)
 337 {
 338         uint32_t        istr = stm_usb.istr;
 339
 340         if (istr & (1 << STM_USB_ISTR_CTR)) {
 341                 uint8_t         ep = istr & STM_USB_ISTR_EP_ID_MASK;
 342                 uint32_t        epr, epr_write;
 343
 344                 /* Preserve the SW write bits, don't mess with most HW writable bits,
 345                  * clear the CTR_RX and CTR_TX bits
 346                  */
 347                 epr = stm_usb.epr[ep];
 348                 epr_write = epr;
 349                 epr_write &= STM_USB_EPR_PRESERVE_MASK;
 350                 epr_write |= STM_USB_EPR_INVARIANT;
 351                 epr_write &= ~(1 << STM_USB_EPR_CTR_RX);
 352                 epr_write &= ~(1 << STM_USB_EPR_CTR_TX);
 353                 stm_usb.epr[ep] = epr_write;
 354
 355                 switch (ep) {
 356                 case 0:
 357                         ++control_count;
 358                         if (ao_usb_epr_ctr_rx(epr)) {
 359                                 if (ao_usb_epr_setup(epr))
 360                                         ao_usb_ep0_receive |= AO_USB_EP0_GOT_SETUP;
 361                                 else
 362                                         ao_usb_ep0_receive |= AO_USB_EP0_GOT_RX_DATA;
 363                         }
 364                         if (ao_usb_epr_ctr_tx(epr))
 365                                 ao_usb_ep0_receive |= AO_USB_EP0_GOT_TX_ACK;
 366                         ao_wakeup(&ao_usb_ep0_receive);
 367                         break;
 368                 case AO_USB_OUT_EPR:
 369                         ++out_count;
 370                         if (ao_usb_epr_ctr_rx(epr)) {
 371                                 ao_usb_out_avail = 1;
 372                                 ao_wakeup(&ao_stdin_ready);
 373                         }
 374                         break;
 375                 case AO_USB_IN_EPR:
 376                         ++in_count;
 377                         if (ao_usb_epr_ctr_tx(epr)) {
 378                                 ao_usb_in_pending = 0;
 379                                 ao_wakeup(&ao_usb_in_pending);
 380                         }
 381                         break;
 382                 }
 383                 return;
 384         }
 385
 386         if (istr & (1 << STM_USB_ISTR_RESET)) {
 387                 ++reset_count;
 388                 stm_usb.istr &= ~(1 << STM_USB_ISTR_RESET);
 389                 ao_usb_ep0_receive |= AO_USB_EP0_GOT_RESET;
 390                 ao_wakeup(&ao_usb_ep0_receive);
 391         }
 392 }
 393
 394 void
 395 stm_usb_hp_isr(void)
 396 {
 397         stm_usb_lp_isr();
 398 }
 399
 400 void
 401 stm_usb_fs_wkup(void)
 402 {
 403         /* USB wakeup, just clear the bit for now */
 404         stm_usb.istr &= ~(1 << STM_USB_ISTR_WKUP);
 405 }
 406
 407 static struct ao_usb_line_coding ao_usb_line_coding = {115200, 0, 0, 8};
 408
 409 /* Walk through the list of descriptors and find a match
 410  */
 411 static void
 412 ao_usb_get_descriptor(uint16_t value)
 413 {
 414         const uint8_t           *descriptor;
 415         uint8_t         type = value >> 8;
 416         uint8_t         index = value;
 417
 418         descriptor = ao_usb_descriptors;
 419         while (descriptor[0] != 0) {
 420                 if (descriptor[1] == type && index-- == 0) {
 421                         if (type == AO_USB_DESC_CONFIGURATION)
 422                                 ao_usb_ep0_in_len = descriptor[2];
 423                         else
 424                                 ao_usb_ep0_in_len = descriptor[0];
 425                         ao_usb_ep0_in_data = descriptor;
 426                         break;
 427                 }
 428                 descriptor += descriptor[0];
 429         }
 430 }
 431
 432 static void
 433 ao_usb_ep0_set_in_pending(uint8_t in_pending)
 434 {
 435         ao_usb_ep0_in_pending = in_pending;
 436
 437 #if 0
 438         if (in_pending)
 439                 ueienx_0 = ((1 << RXSTPE) | (1 << RXOUTE) | (1 << TXINE));      /* Enable IN interrupt */
 440 #endif
 441 }
 442
 443 /* The USB memory holds 16 bit values on 32 bit boundaries
 444  * and must be accessed only in 32 bit units. Sigh.
 445  */
 446
 447 static inline void
 448 ao_usb_write_byte(uint8_t byte, uint32_t *base, uint16_t offset)
 449 {
 450         base += offset >> 1;
 451         if (offset & 1) {
 452                 *base = (*base & 0xff) | ((uint32_t) byte << 8);
 453         } else {
 454                 *base = (*base & 0xff00) | byte;
 455         }
 456 }
 457
 458 static inline void
 459 ao_usb_write_short(uint16_t data, uint32_t *base, uint16_t offset)
 460 {
 461         base[offset>>1] = data;
 462 }
 463
 464 static void
 465 ao_usb_write(const uint8_t *src, uint32_t *base, uint16_t offset, uint16_t bytes)
 466 {
 467         if (!bytes)
 468                 return;
 469         if (offset & 1) {
 470                 debug_data (" %02x", src[0]);
 471                 ao_usb_write_byte(*src++, base, offset++);
 472                 bytes--;
 473         }
 474         while (bytes >= 2) {
 475                 debug_data (" %02x %02x", src[0], src[1]);
 476                 ao_usb_write_short((src[1] << 8) | src[0], base, offset);
 477                 offset += 2;
 478                 src += 2;
 479                 bytes -= 2;
 480         }
 481         if (bytes) {
 482                 debug_data (" %02x", src[0]);
 483                 ao_usb_write_byte(*src, base, offset);
 484         }
 485 }
 486
 487 static inline uint8_t
 488 ao_usb_read_byte(uint32_t *base, uint16_t offset)
 489 {
 490         base += offset >> 1;
 491         if (offset & 1)
 492                 return (*base >> 8) & 0xff;
 493         else
 494                 return *base & 0xff;
 495 }
 496
 497 static inline uint16_t
 498 ao_usb_read_short(uint32_t *base, uint16_t offset)
 499 {
 500         return base[offset>>1];
 501 }
 502
 503 static void
 504 ao_usb_read(uint8_t *dst, uint32_t *base, uint16_t offset, uint16_t bytes)
 505 {
 506         if (!bytes)
 507                 return;
 508         if (offset & 1) {
 509                 *dst++ = ao_usb_read_byte(base, offset++);
 510                 debug_data (" %02x", dst[-1]);
 511                 bytes--;
 512         }
 513         while (bytes >= 2) {
 514                 uint16_t        s = ao_usb_read_short(base, offset);
 515                 dst[0] = s;
 516                 dst[1] = s >> 8;
 517                 debug_data (" %02x %02x", dst[0], dst[1]);
 518                 offset += 2;
 519                 dst += 2;
 520                 bytes -= 2;
 521         }
 522         if (bytes) {
 523                 *dst = ao_usb_read_byte(base, offset);
 524                 debug_data (" %02x", dst[0]);
 525         }
 526 }
 527
 528 static inline void
 529 ao_usb_set_stat_tx(int ep, uint32_t stat_tx) {
 530         uint32_t        epr_write, epr_old, epr_new, epr_want;
 531
 532         cli();
 533         epr_write = epr_old = stm_usb.epr[ep];
 534         epr_write &= STM_USB_EPR_PRESERVE_MASK;
 535         epr_write |= STM_USB_EPR_INVARIANT;
 536         epr_write |= set_toggle(epr_old,
 537                               STM_USB_EPR_STAT_TX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_TX,
 538                               stat_tx << STM_USB_EPR_STAT_TX);
 539         stm_usb.epr[ep] = epr_write;
 540         epr_new = stm_usb.epr[ep];
 541         sei();
 542         epr_want = (epr_old & ~(STM_USB_EPR_STAT_TX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_TX)) |
 543                 (stat_tx << STM_USB_EPR_STAT_TX);
 544         if (epr_new != epr_want) {
 545                 debug ("**** set_stat_tx to %x. old %08x want %08x write %08x new %08x\n",
 546                        stat_tx, epr_old, epr_want, epr_write, epr_new);
 547         }
 548 }
 549
 550 /* Send an IN data packet */
 551 static void
 552 ao_usb_ep0_flush(void)
 553 {
 554         uint8_t this_len;
 555
 556         /* Check to see if the endpoint is still busy */
 557         if (ao_usb_epr_stat_tx(stm_usb.epr[0]) == STM_USB_EPR_STAT_TX_VALID) {
 558                 debug("EP0 not accepting IN data\n");
 559                 ao_usb_ep0_set_in_pending(1);
 560         } else {
 561                 this_len = ao_usb_ep0_in_len;
 562                 if (this_len > AO_USB_CONTROL_SIZE)
 563                         this_len = AO_USB_CONTROL_SIZE;
 564
 565                 ao_usb_ep0_in_len -= this_len;
 566
 567                 /* Set IN interrupt enable */
 568                 if (ao_usb_ep0_in_len == 0 && this_len != AO_USB_CONTROL_SIZE)
 569                         ao_usb_ep0_set_in_pending(0);
 570                 else
 571                         ao_usb_ep0_set_in_pending(1);
 572
 573                 debug_data ("Flush EP0 len %d:", this_len);
 574                 ao_usb_write(ao_usb_ep0_in_data, ao_usb_ep0_tx_buffer, 0, this_len);
 575                 debug_data ("\n");
 576                 ao_usb_ep0_in_data += this_len;
 577
 578                 /* Mark the endpoint as TX valid to send the packet */
 579                 ao_usb_bdt[0].single.count_tx = this_len;
 580                 ao_usb_set_stat_tx(0, STM_USB_EPR_STAT_TX_VALID);
 581                 debug ("queue tx. epr 0 now %08x\n", stm_usb.epr[0]);
 582         }
 583 }
 584
 585 static inline void
 586 ao_usb_set_stat_rx(int ep, uint32_t stat_rx) {
 587         uint32_t        epr_write, epr_old, epr_new, epr_want;
 588
 589         cli();
 590         epr_write = epr_old = stm_usb.epr[ep];
 591         epr_write &= STM_USB_EPR_PRESERVE_MASK;
 592         epr_write |= STM_USB_EPR_INVARIANT;
 593         epr_write |= set_toggle(epr_old,
 594                               STM_USB_EPR_STAT_RX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_RX,
 595                               stat_rx << STM_USB_EPR_STAT_RX);
 596         stm_usb.epr[ep] = epr_write;
 597         epr_new = stm_usb.epr[ep];
 598         sei();
 599         epr_want = (epr_old & ~(STM_USB_EPR_STAT_RX_MASK << STM_USB_EPR_STAT_RX)) |
 600                 (stat_rx << STM_USB_EPR_STAT_RX);
 601         if (epr_new != epr_want) {
 602                 debug ("**** set_stat_rx to %x. old %08x want %08x write %08x new %08x\n",
 603                        stat_rx, epr_old, epr_want, epr_write, epr_new);
 604         }
 605 }
 606
 607 /* Read data from the ep0 OUT fifo */
 608 static void
 609 ao_usb_ep0_fill(void)
 610 {
 611         uint16_t        len = ao_usb_bdt[0].single.count_rx & STM_USB_BDT_COUNT_RX_COUNT_RX_MASK;
 612
 613         if (len > ao_usb_ep0_out_len)
 614                 len = ao_usb_ep0_out_len;
 615         ao_usb_ep0_out_len -= len;
 616
 617         /* Pull all of the data out of the packet */
 618         debug_data ("Fill EP0 len %d:", len);
 619         ao_usb_read(ao_usb_ep0_out_data, ao_usb_ep0_rx_buffer, 0, len);
 620         debug_data ("\n");
 621         ao_usb_ep0_out_data += len;
 622
 623         /* ACK the packet */
 624         ao_usb_set_stat_rx(0, STM_USB_EPR_STAT_RX_VALID);
 625 }
 626
 627 void
 628 ao_usb_ep0_queue_byte(uint8_t a)
 629 {
 630         ao_usb_ep0_in_buf[ao_usb_ep0_in_len++] = a;
 631 }
 632
 633 static void
 634 ao_usb_ep0_setup(void)
 635 {
 636         /* Pull the setup packet out of the fifo */
 637         ao_usb_ep0_out_data = (uint8_t *) &ao_usb_setup;
 638         ao_usb_ep0_out_len = 8;
 639         ao_usb_ep0_fill();
 640         if (ao_usb_ep0_out_len != 0) {
 641                 debug ("invalid setup packet length\n");
 642                 return;
 643         }
 644
 645         /* Figure out how to ACK the setup packet */
 646         if (ao_usb_setup.dir_type_recip & AO_USB_DIR_IN) {
 647                 if (ao_usb_setup.length)
 648                         ao_usb_ep0_state = AO_USB_EP0_DATA_IN;
 649                 else
 650                         ao_usb_ep0_state = AO_USB_EP0_IDLE;
 651         } else {
 652                 if (ao_usb_setup.length)
 653                         ao_usb_ep0_state = AO_USB_EP0_DATA_OUT;
 654                 else
 655                         ao_usb_ep0_state = AO_USB_EP0_IDLE;
 656         }
 657
 658         ao_usb_ep0_in_data = ao_usb_ep0_in_buf;
 659         ao_usb_ep0_in_len = 0;
 660         switch(ao_usb_setup.dir_type_recip & AO_USB_SETUP_TYPE_MASK) {
 661         case AO_USB_TYPE_STANDARD:
 662                 debug ("Standard setup packet\n");
 663                 switch(ao_usb_setup.dir_type_recip & AO_USB_SETUP_RECIP_MASK) {
 664                 case AO_USB_RECIP_DEVICE:
 665                         debug ("Device setup packet\n");
 666                         switch(ao_usb_setup.request) {
 667                         case AO_USB_REQ_GET_STATUS:
 668                                 debug ("get status\n");
 669                                 ao_usb_ep0_queue_byte(0);
 670                                 ao_usb_ep0_queue_byte(0);
 671                                 break;
 672                         case AO_USB_REQ_SET_ADDRESS:
 673                                 debug ("set address %d\n", ao_usb_setup.value);
 674                                 ao_usb_address = ao_usb_setup.value;
 675                                 ao_usb_address_pending = 1;
 676                                 break;
 677                         case AO_USB_REQ_GET_DESCRIPTOR:
 678                                 debug ("get descriptor %d\n", ao_usb_setup.value);
 679                                 ao_usb_get_descriptor(ao_usb_setup.value);
 680                                 break;
 681                         case AO_USB_REQ_GET_CONFIGURATION:
 682                                 debug ("get configuration %d\n", ao_usb_configuration);
 683                                 ao_usb_ep0_queue_byte(ao_usb_configuration);
 684                                 break;
 685                         case AO_USB_REQ_SET_CONFIGURATION:
 686                                 ao_usb_configuration = ao_usb_setup.value;
 687                                 debug ("set configuration %d\n", ao_usb_configuration);
 688                                 ao_usb_set_configuration();
 689                                 break;
 690                         }
 691                         break;
 692                 case AO_USB_RECIP_INTERFACE:
 693                         debug ("Interface setup packet\n");
 694                         switch(ao_usb_setup.request) {
 695                         case AO_USB_REQ_GET_STATUS:
 696                                 ao_usb_ep0_queue_byte(0);
 697                                 ao_usb_ep0_queue_byte(0);
 698                                 break;
 699                         case AO_USB_REQ_GET_INTERFACE:
 700                                 ao_usb_ep0_queue_byte(0);
 701                                 break;
 702                         case AO_USB_REQ_SET_INTERFACE:
 703                                 break;
 704                         }
 705                         break;
 706                 case AO_USB_RECIP_ENDPOINT:
 707                         debug ("Endpoint setup packet\n");
 708                         switch(ao_usb_setup.request) {
 709                         case AO_USB_REQ_GET_STATUS:
 710                                 ao_usb_ep0_queue_byte(0);
 711                                 ao_usb_ep0_queue_byte(0);
 712                                 break;
 713                         }
 714                         break;
 715                 }
 716                 break;
 717         case AO_USB_TYPE_CLASS:
 718                 debug ("Class setup packet\n");
 719                 switch (ao_usb_setup.request) {
 720                 case AO_USB_SET_LINE_CODING:
 721                         debug ("set line coding\n");
 722                         ao_usb_ep0_out_len = 7;
 723                         ao_usb_ep0_out_data = (uint8_t *) &ao_usb_line_coding;
 724                         break;
 725                 case AO_USB_GET_LINE_CODING:
 726                         debug ("get line coding\n");
 727                         ao_usb_ep0_in_len = 7;
 728                         ao_usb_ep0_in_data = (uint8_t *) &ao_usb_line_coding;
 729                         break;
 730                 case AO_USB_SET_CONTROL_LINE_STATE:
 731                         break;
 732                 }
 733                 break;
 734         }
 735         if (ao_usb_ep0_state != AO_USB_EP0_DATA_OUT) {
 736                 if (ao_usb_setup.length < ao_usb_ep0_in_len)
 737                         ao_usb_ep0_in_len = ao_usb_setup.length;
 738                 ao_usb_ep0_flush();
 739         }
 740 }
 741
 742 /* End point 0 receives all of the control messages. */
 743 static void
 744 ao_usb_ep0(void)
 745 {
 746         uint8_t intx, udint;
 747
 748         debug ("usb task started\n");
 749         ao_usb_ep0_state = AO_USB_EP0_IDLE;
 750         for (;;) {
 751                 uint8_t receive;
 752                 ao_arch_critical(
 753                         while (!(receive = ao_usb_ep0_receive))
 754                                 ao_sleep(&ao_usb_ep0_receive);
 755                         ao_usb_ep0_receive = 0;
 756                         );
 757
 758                 if (receive & AO_USB_EP0_GOT_RESET) {
 759                         debug ("\treset\n");
 760                         ao_usb_set_ep0();
 761                         continue;
 762                 }
 763                 if (receive & AO_USB_EP0_GOT_SETUP) {
 764                         debug ("\tsetup\n");
 765                         ao_usb_ep0_setup();
 766                 }
 767                 if (receive & AO_USB_EP0_GOT_RX_DATA) {
 768                         debug ("\tgot rx data\n");
 769                         ao_usb_ep0_fill();
 770                         ao_usb_ep0_set_in_pending(1);
 771                 }
 772                 if (receive & AO_USB_EP0_GOT_TX_ACK) {
 773                         debug ("\tgot tx ack\n");
 774                         ao_usb_ep0_flush();
 775                         if (ao_usb_address_pending) {
 776                                 ao_usb_set_address(ao_usb_address);
 777                                 ao_usb_set_configuration();
 778                         }
 779                 }
 780         }
 781 }
 782
 783 /* Queue the current IN buffer for transmission */
 784 static void
 785 ao_usb_in_send(void)
 786 {
 787         debug ("send %d\n", ao_usb_tx_count);
 788         ao_usb_write(ao_usb_tx_buffer, ao_usb_in_tx_buffer, 0, ao_usb_tx_count);
 789         ao_usb_bdt[AO_USB_IN_EPR].single.count_tx = ao_usb_tx_count;
 790         ao_usb_set_stat_tx(AO_USB_IN_EPR, STM_USB_EPR_STAT_TX_VALID);
 791         ao_usb_in_pending = 1;
 792         ao_usb_tx_count = 0;
 793 }
 794
 795 /* Wait for a free IN buffer */
 796 static void
 797 ao_usb_in_wait(void)
 798 {
 799         for (;;) {
 800                 /* Check if the current buffer is writable */
 801                 if (ao_usb_tx_count < AO_USB_IN_SIZE)
 802                         break;
 803
 804                 cli();
 805                 /* Wait for an IN buffer to be ready */
 806                 while (ao_usb_in_pending)
 807                         ao_sleep(&ao_usb_in_pending);
 808                 sei();
 809         }
 810 }
 811
 812 void
 813 ao_usb_flush(void) __critical
 814 {
 815         if (!ao_usb_running)
 816                 return;
 817
 818         /* Anytime we've sent a character since
 819          * the last time we flushed, we'll need
 820          * to send a packet -- the only other time
 821          * we would send a packet is when that
 822          * packet was full, in which case we now
 823          * want to send an empty packet
 824          */
 825         if (!ao_usb_in_flushed) {
 826                 ao_usb_in_flushed = 1;
 827                 cli();
 828                 /* Wait for an IN buffer to be ready */
 829                 while (ao_usb_in_pending)
 830                         ao_sleep(&ao_usb_in_pending);
 831                 sei();
 832                 ao_usb_in_send();
 833         }
 834 }
 835
 836 void
 837 ao_usb_putchar(char c) __critical __reentrant
 838 {
 839         if (!ao_usb_running)
 840                 return;
 841
 842         ao_usb_in_wait();
 843
 844         ao_usb_tx_buffer[ao_usb_tx_count++] = (uint8_t) c;
 845
 846         /* Send the packet when full */
 847         if (ao_usb_tx_count == AO_USB_IN_SIZE)
 848                 ao_usb_in_send();
 849         ao_usb_in_flushed = 0;
 850 }
 851
 852 static void
 853 ao_usb_out_recv(void)
 854 {
 855         ao_usb_out_avail = 0;
 856
 857         ao_usb_rx_count = ao_usb_bdt[AO_USB_OUT_EPR].single.count_rx & STM_USB_BDT_COUNT_RX_COUNT_RX_MASK;
 858
 859         debug ("recv %d\n", ao_usb_rx_count);
 860         debug_data("Fill OUT len %d:", ao_usb_rx_count);
 861         ao_usb_read(ao_usb_rx_buffer, ao_usb_out_rx_buffer, 0, ao_usb_rx_count);
 862         debug_data("\n");
 863         ao_usb_rx_pos = 0;
 864
 865         /* ACK the packet */
 866         ao_usb_set_stat_rx(AO_USB_OUT_EPR, STM_USB_EPR_STAT_RX_VALID);
 867 }
 868
 869 static char
 870 _ao_usb_pollchar(void)
 871 {
 872         char c;
 873
 874         if (!ao_usb_running)
 875                 return AO_READ_AGAIN;
 876
 877         for (;;) {
 878                 if (ao_usb_rx_pos != ao_usb_rx_count)
 879                         break;
 880
 881                 /* Check to see if a packet has arrived */
 882                 if (!ao_usb_out_avail)
 883                         return AO_READ_AGAIN;
 884                 ao_usb_out_recv();
 885         }
 886
 887         /* Pull a character out of the fifo */
 888         c = ao_usb_rx_buffer[ao_usb_rx_pos++];
 889         return c;
 890 }
 891
 892 char
 893 ao_usb_pollchar(void)
 894 {
 895         char    c;
 896         cli();
 897         c = _ao_usb_pollchar();
 898         sei();
 899         return c;
 900 }
 901
 902 char
 903 ao_usb_getchar(void) __critical
 904 {
 905         char    c;
 906
 907         cli();
 908         while ((c = _ao_usb_pollchar()) == AO_READ_AGAIN)
 909                 ao_sleep(&ao_stdin_ready);
 910         sei();
 911         return c;
 912 }
 913
 914 void
 915 ao_usb_disable(void)
 916 {
 917         stm_usb.cntr = (1 << STM_USB_CNTR_FRES);
 918         stm_usb.istr = 0;
 919
 920         /* Disable USB pull-up */
 921         stm_syscfg.pmc &= ~(1 << STM_SYSCFG_PMC_USB_PU);
 922
 923         /* Switch off the device */
 924         stm_usb.cntr = (1 << STM_USB_CNTR_PDWN) | (1 << STM_USB_CNTR_FRES);
 925
 926         /* Disable the interface */
 927         stm_rcc.apb1enr &+ ~(1 << STM_RCC_APB1ENR_USBEN);
 928 }
 929
 930 void
 931 ao_usb_enable(void)
 932 {
 933         uint16_t        tick;
 934
 935         /* Enable SYSCFG */
 936         stm_rcc.apb2enr |= (1 << STM_RCC_APB2ENR_SYSCFGEN);
 937
 938         /* Disable USB pull-up */
 939         stm_syscfg.pmc &= ~(1 << STM_SYSCFG_PMC_USB_PU);
 940
 941         /* Enable USB device */
 942         stm_rcc.apb1enr |= (1 << STM_RCC_APB1ENR_USBEN);
 943
 944         /* Do not touch the GPIOA configuration; USB takes priority
 945          * over GPIO on pins A11 and A12, but if you select alternate
 946          * input 10 (the documented correct selection), then USB is
 947          * pulled low and doesn't work at all
 948          */
 949
 950         /* Route interrupts */
 951         stm_nvic_set_priority(STM_ISR_USB_LP_POS, 3);
 952         stm_nvic_set_enable(STM_ISR_USB_LP_POS);
 953
 954         ao_usb_configuration = 0;
 955
 956         stm_usb.cntr = (1 << STM_USB_CNTR_FRES);
 957
 958         /* Clear the power down bit */
 959         stm_usb.cntr = 0;
 960
 961         /* Clear any spurious interrupts */
 962         stm_usb.istr = 0;
 963
 964         debug ("ao_usb_enable\n");
 965
 966         /* Enable interrupts */
 967         stm_usb.cntr = ((1 << STM_USB_CNTR_CTRM) |
 968                         (0 << STM_USB_CNTR_PMAOVRM) |
 969                         (0 << STM_USB_CNTR_ERRM) |
 970                         (0 << STM_USB_CNTR_WKUPM) |
 971                         (0 << STM_USB_CNTR_SUSPM) |
 972                         (1 << STM_USB_CNTR_RESETM) |
 973                         (0 << STM_USB_CNTR_SOFM) |
 974                         (0 << STM_USB_CNTR_ESOFM) |
 975                         (0 << STM_USB_CNTR_RESUME) |
 976                         (0 << STM_USB_CNTR_FSUSP) |
 977                         (0 << STM_USB_CNTR_LP_MODE) |
 978                         (0 << STM_USB_CNTR_PDWN) |
 979                         (0 << STM_USB_CNTR_FRES));
 980
 981         /* Enable USB pull-up */
 982         stm_syscfg.pmc |= (1 << STM_SYSCFG_PMC_USB_PU);
 983 }
 984
 985 #if USB_DEBUG
 986 struct ao_task ao_usb_echo_task;
 987
 988 static void
 989 ao_usb_echo(void)
 990 {
 991         char    c;
 992
 993         for (;;) {
 994                 c = ao_usb_getchar();
 995                 ao_usb_putchar(c);
 996                 ao_usb_flush();
 997         }
 998 }
 999 #endif
1000
1001 static void
1002 ao_usb_irq(void)
1003 {
1004         printf ("control: %d out: %d in: %d reset: %d\n",
1005                 control_count, out_count, in_count, reset_count);
1006 }
1007
1008 __code struct ao_cmds ao_usb_cmds[] = {
1009         { ao_usb_irq, "I\0Show USB interrupt counts" },
1010         { 0, NULL }
1011 };
1012
1013 void
1014 ao_usb_init(void)
1015 {
1016         ao_usb_enable();
1017
1018         debug ("ao_usb_init\n");
1019         ao_add_task(&ao_usb_task, ao_usb_ep0, "usb");
1020 #if USB_DEBUG
1021         ao_add_task(&ao_usb_echo_task, ao_usb_echo, "usb echo");
1022 #endif
1023         ao_cmd_register(&ao_usb_cmds[0]);
1024 #if !USB_DEBUG
1025         ao_add_stdio(ao_usb_pollchar, ao_usb_putchar, ao_usb_flush);
1026 #endif
1027 }