add emmc dummy peripheral
[pinmux.git] / docs / AddingPeripherals.mdwn
index 3aba0a7f52cd9944413e4f58e79554cec15e6a7f..a93f74cb21ff161162d3fdb921b95fd637ad4940 100644 (file)
@@ -406,7 +406,7 @@ at the bottom of src/bsv/peripheral\_gen/base.py, in the "PFactory"
 
     for k, v in {'uart': uart,
                  'rs232': rs232,
-                 'sdr': sdram,
+                 'sdr': sdram,    <--
                  'twi': twi,
                  'quart': quart,
 
@@ -919,6 +919,239 @@ by adding an emmc interface to Bank B:
 
     ps.flexbus2("", ('C', 0), 0)
 
+We then need to generate the spec.  At the top level the following command is
+then run:
+
+    $ python src/pinmux_generator.py -o i_class -s i_class
+
+Checking the resultant markdown file ./i\_class/i\_class.mdwn, we find that
+several entries have been added at the required location:
+
+| Pin | Mux0        | Mux1        | Mux2        | Mux3        |
+| --- | ----------- | ----------- | ----------- | ----------- |
+|  28 | B GPIOB_B0  | B FB_AD2    |             | B EMMC_CMD  |
+|  29 | B GPIOB_B1  | B FB_AD3    |             | B EMMC_CLK  |
+|  30 | B GPIOB_B2  | B FB_AD4    |             | B EMMC_D0   |
+|  31 | B GPIOB_B3  | B FB_AD5    |             | B EMMC_D1   |
+|  32 | B GPIOB_B4  | B FB_AD6    |             | B EMMC_D2   |
+|  33 | B GPIOB_B5  | B FB_AD7    |             | B EMMC_D3   |
+|  34 | B GPIOB_B6  | B FB_CS0    |             | B EMMC_D4   |
+|  35 | B GPIOB_B7  | B FB_CS1    |             | B EMMC_D5   |
+|  36 | B GPIOB_B8  | B FB_ALE    |             | B EMMC_D6   |
+|  37 | B GPIOB_B9  | B FB_OE     | B FB_TBST   | B EMMC_D7   |
+|  38 | B GPIOB_B10 | B FB_RW     |             |             |
+
+We also check i\_class/interfaces.txt to see if the single requested emmc
+interface is there:
+
+    gpiob   1
+    eint    1
+    mqspi   1
+    emmc    1   <--
+    uart    3
+
+Also we examine the i\_class/emmc.txt file to check that it has the right
+types of pin definitions:
+
+    cmd out
+    clk out
+    d0  inout   bus
+    d1  inout   bus
+    d2  inout   bus
+    d3  inout   bus
+    d4  inout   bus
+    d5  inout   bus
+    d6  inout   bus
+    d7  inout   bus
+
+and we check the i\_class/pinmap.txt tab-separated file to see if it
+contains the entries corresponding to the markdown table:
+
+    24  A   4   gpioa_a24   mspi1_ck    jtag_tms    mmc0_d0
+    25  A   4   gpioa_a25   mspi1_nss   jtag_tdi    mmc0_d1
+    26  A   4   gpioa_a26   mspi1_io0   jtag_tdo    mmc0_d2
+    27  A   4   gpioa_a27   mspi1_io1   jtag_tck    mmc0_d3
+    28  B   4   gpiob_b0    fb_ad2      emmc_cmd
+    29  B   4   gpiob_b1    fb_ad3      emmc_clk
+    30  B   4   gpiob_b2    fb_ad4      emmc_d0
+    31  B   4   gpiob_b3    fb_ad5      emmc_d1
+    32  B   4   gpiob_b4    fb_ad6      emmc_d2
+    33  B   4   gpiob_b5    fb_ad7      emmc_d3
+    34  B   4   gpiob_b6    fb_cs0      emmc_d4
+    35  B   4   gpiob_b7    fb_cs1      emmc_d5
+    36  B   4   gpiob_b8    fb_ale      emmc_d6
+    37  B   4   gpiob_b9    fb_oe   fb_tbst emmc_d7
+
+This concludes this section as the purpose of the spec-generation side,
+to create documentation and TSV files for the second phase, has been
+fulfilled.  Note that we did *not* declare in PinSpec that this
+peripheral is to be added onto the fastbus, as by default peripherals
+are added to a single AXI4-Lite interface.
+
+## Adding the pinmux code auto-generator
+
+The next phase begins with adding class support to auto-generate the pinmux
+code.  Starting with the following command:
+
+    $ python src/pinmux_generator.py -o i_class
+
+The first thing to do is look at i\_class/bsv\_src/pinmux.bsv, and search
+for both PeripheralSideMMC and PeripheralSideEMMC.  PeripheralSideMMC is
+very short and compact:
+
+      // interface declaration between MMC and pinmux
+      (*always_ready,always_enabled*)
+      interface PeripheralSideMMC;
+          interface Put#(Bit#(1)) cmd;
+          interface Put#(Bit#(1)) clk;
+          interface Put#(Bit#(4)) out;
+          interface Put#(Bit#(4)) out_en;
+          interface Get#(Bit#(4)) in;
+      endinterface
+
+whereas PeripheralSideEMMC is a mess:
+
+      interface PeripheralSideEMMC;
+          interface Put#(Bit#(1)) cmd;
+          interface Put#(Bit#(1)) clk;
+          interface Put#(Bit#(1)) d0_out;
+          interface Put#(Bit#(1)) d0_outen;
+          interface Get#(Bit#(1)) d0_in;
+          interface Put#(Bit#(1)) d1_out;
+          interface Put#(Bit#(1)) d1_outen;
+          interface Get#(Bit#(1)) d1_in;
+          interface Put#(Bit#(1)) d2_out;
+          interface Put#(Bit#(1)) d2_outen;
+          interface Get#(Bit#(1)) d2_in;
+          ...
+          ...
+      endinterface
+
+To correct this, we need to create an InterfaceEMMC class in
+src/bsv/interface\_decl.py that generates the right code.  However on
+close inspection, given that the format needed is identical (except for
+the number of data lines), we can probably get away with using *exactly*
+the same class:
+
+    class Interfaces(InterfacesBase, PeripheralInterfaces):
+
+        def __init__(self, pth=None):
+            InterfacesBase.__init__(self, Interface, pth,
+                                    {'gpio': InterfaceGPIO,
+                                     ...
+                                     ...
+                                     'mmc': InterfaceSD,
+                                     'emmc': InterfaceSD,    <--
+                                     'fb': InterfaceFlexBus,
+                                     ...
+
+and after re-running the command the output looks like this:
+
+      interface PeripheralSideEMMC;
+          interface Put#(Bit#(1)) cmd;
+          interface Put#(Bit#(1)) clk;
+          interface Put#(Bit#(8)) out;
+          interface Put#(Bit#(8)) out_en;
+          interface Get#(Bit#(8)) in;
+      endinterface
+
+Success!  The class InterfaceSD appears to be sufficiently generic that
+it could understand that it had been passed 8-pins worth of data with
+exactly the same names, rather than 4.  This is encouraging in the sense
+that re-using the SD/MMC BSV generation code should also be as easy.
+
+## Adding the slow peripheral code-generator
+
+So this time we will try cut/pasting src/bsv/peripheral\_gen/sdmmc.py
+to create a base class, MMCBase.  The only two common functions are
+pinname\_out and \_mk\_pincon.
+
+class MMCBase(PBase):
+
+    def pinname_out(self, pname):
+        if pname in ['cmd', 'clk']:
+            return pname
+        return ''
+
+    def _mk_pincon(self, name, count, typ):
+        ...
+        ...
+
+Then, the sdmmc class is modified to inherit it, this time cutting *out*
+all but those two functions:
+
+    from bsv.peripheral\_gen.mmcbase import MMCBase  <--
+
+    class sdmmc(MMCBase):    <--
+
+And at the same time we create an emmc.py file where all occurrences of
+sdmmc are replaced with emmc:
+
+    class emmc(MMCBase):
+
+        def slowimport(self):
+            return "import emmc_dummy              :: *;"
+
+        ...
+        ...
+
+        def _mk_connection(self, name=None, count=0):
+            return "emmc{0}.slave"
+
+Finally, to use it, just as with sdram, we add the new peripheral
+at the bottom of src/bsv/peripheral\_gen/base.py, in the "PFactory"
+(Peripheral Factory) class:
+
+    from gpio import gpio
+    from rgbttl import rgbttl
+    from flexbus import flexbus
+    from emmc import emmc        <--
+
+    for k, v in {'uart': uart,
+                 'rs232': rs232,
+                 'emmc': emmc,   <--
+
+For the actual auto-generation phase, this really should be all that's
+needed.  Re-running the code-generator we can examine the auto-generated
+slow\_peripherals.bsv file and can confirm that yes, an "import emmc\_dummy"
+has been added, that an mmc0 instance has been created, that it is added
+to the slave fabric, and that its cmd, clk and in/out/out\_en are all
+connected up.
+
+The last remaining task will therefore be to create an interim emmc
+"dummy" BSV file.
+
+## Creating the dummy emmc peripheral
+
+Adding the actual peripheral is done in a different repository,
+shakti-peripherals, which can be cloned with:
+
+    $ git clone gitolite3@libre-riscv.org:shakti-peripherals.git
+
+or public:
+
+    $ git clone git://libre-riscv.org/shakti-peripherals.git
+
+Here, what we will do is take a straight copy of
+src/peripherals/sdmmc/sdcard\_dummy.bsv and call it
+src/peripherals/emmc/emmc\_dummy.bsv.  Then replace all occurrences
+of "sdcard" with "emmc" and also update the SDBUSWIDTH from 4 to 8.
+Whilst this appears wasteful it is by far the simplest and quickest
+way to get working code, that should definitely, definitely be
+re-factored later.
+
+The next stage is to return to the pinmux repository and add the
+import of the new emmc subdirectory to the BSVINCDIR in both
+src/bsv/Makefile.template and Makefile.peripherals.template:
+
+    BSVINCDIR:= $(BSVINCDIR):../../../src/peripherals/src/peripherals/spi
+    BSVINCDIR:= $(BSVINCDIR):../../../src/peripherals/src/peripherals/sdmmc
+    BSVINCDIR:= $(BSVINCDIR):../../../src/peripherals/src/peripherals/emmc
+    BSVINCDIR:= $(BSVINCDIR):../../../src/peripherals/src/peripherals/flexbus
+
+Really these should also be auto-generated.  Testing through compiling
+can now take place.
+
 
 # Conclusion