arch/sh/drivers/pci/pcie-sh7786.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Low-Level PCI Express Support for the SH7786
   4  *
   5  *  Copyright (C) 2009 - 2011  Paul Mundt
   6  */
   7 #define pr_fmt(fmt) "PCI: " fmt
   8
   9 #include <linux/pci.h>
  10 #include <linux/init.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/io.h>
  13 #include <linux/async.h>
  14 #include <linux/delay.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/clk.h>
  17 #include <linux/sh_clk.h>
  18 #include <linux/sh_intc.h>
  19 #include <cpu/sh7786.h>
  20 #include "pcie-sh7786.h"
  21 #include <asm/sizes.h>
  22
  23 struct sh7786_pcie_port {
  24         struct pci_channel      *hose;
  25         struct clk              *fclk, phy_clk;
  26         unsigned int            index;
  27         int                     endpoint;
  28         int                     link;
  29 };
  30
  31 static struct sh7786_pcie_port *sh7786_pcie_ports;
  32 static unsigned int nr_ports;
  33 static unsigned long dma_pfn_offset;
  34
  35 static struct sh7786_pcie_hwops {
  36         int (*core_init)(void);
  37         async_func_t port_init_hw;
  38 } *sh7786_pcie_hwops;
  39
  40 static struct resource sh7786_pci0_resources[] = {
  41         {
  42                 .name   = "PCIe0 MEM 0",
  43                 .start  = 0xfd000000,
  44                 .end    = 0xfd000000 + SZ_8M - 1,
  45                 .flags  = IORESOURCE_MEM,
  46         }, {
  47                 .name   = "PCIe0 MEM 1",
  48                 .start  = 0xc0000000,
  49                 .end    = 0xc0000000 + SZ_512M - 1,
  50                 .flags  = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_MEM_32BIT,
  51         }, {
  52                 .name   = "PCIe0 MEM 2",
  53                 .start  = 0x10000000,
  54                 .end    = 0x10000000 + SZ_64M - 1,
  55                 .flags  = IORESOURCE_MEM,
  56         }, {
  57                 .name   = "PCIe0 IO",
  58                 .start  = 0xfe100000,
  59                 .end    = 0xfe100000 + SZ_1M - 1,
  60                 .flags  = IORESOURCE_IO,
  61         },
  62 };
  63
  64 static struct resource sh7786_pci1_resources[] = {
  65         {
  66                 .name   = "PCIe1 MEM 0",
  67                 .start  = 0xfd800000,
  68                 .end    = 0xfd800000 + SZ_8M - 1,
  69                 .flags  = IORESOURCE_MEM,
  70         }, {
  71                 .name   = "PCIe1 MEM 1",
  72                 .start  = 0xa0000000,
  73                 .end    = 0xa0000000 + SZ_512M - 1,
  74                 .flags  = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_MEM_32BIT,
  75         }, {
  76                 .name   = "PCIe1 MEM 2",
  77                 .start  = 0x30000000,
  78                 .end    = 0x30000000 + SZ_256M - 1,
  79                 .flags  = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_MEM_32BIT,
  80         }, {
  81                 .name   = "PCIe1 IO",
  82                 .start  = 0xfe300000,
  83                 .end    = 0xfe300000 + SZ_1M - 1,
  84                 .flags  = IORESOURCE_IO,
  85         },
  86 };
  87
  88 static struct resource sh7786_pci2_resources[] = {
  89         {
  90                 .name   = "PCIe2 MEM 0",
  91                 .start  = 0xfc800000,
  92                 .end    = 0xfc800000 + SZ_4M - 1,
  93                 .flags  = IORESOURCE_MEM,
  94         }, {
  95                 .name   = "PCIe2 MEM 1",
  96                 .start  = 0x80000000,
  97                 .end    = 0x80000000 + SZ_512M - 1,
  98                 .flags  = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_MEM_32BIT,
  99         }, {
 100                 .name   = "PCIe2 MEM 2",
 101                 .start  = 0x20000000,
 102                 .end    = 0x20000000 + SZ_256M - 1,
 103                 .flags  = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_MEM_32BIT,
 104         }, {
 105                 .name   = "PCIe2 IO",
 106                 .start  = 0xfcd00000,
 107                 .end    = 0xfcd00000 + SZ_1M - 1,
 108                 .flags  = IORESOURCE_IO,
 109         },
 110 };
 111
 112 extern struct pci_ops sh7786_pci_ops;
 113
 114 #define DEFINE_CONTROLLER(start, idx)                                   \
 115 {                                                                       \
 116         .pci_ops        = &sh7786_pci_ops,                              \
 117         .resources      = sh7786_pci##idx##_resources,                  \
 118         .nr_resources   = ARRAY_SIZE(sh7786_pci##idx##_resources),      \
 119         .reg_base       = start,                                        \
 120         .mem_offset     = 0,                                            \
 121         .io_offset      = 0,                                            \
 122 }
 123
 124 static struct pci_channel sh7786_pci_channels[] = {
 125         DEFINE_CONTROLLER(0xfe000000, 0),
 126         DEFINE_CONTROLLER(0xfe200000, 1),
 127         DEFINE_CONTROLLER(0xfcc00000, 2),
 128 };
 129
 130 static struct clk fixed_pciexclkp = {
 131         .rate = 100000000,      /* 100 MHz reference clock */
 132 };
 133
 134 static void sh7786_pci_fixup(struct pci_dev *dev)
 135 {
 136         /*
 137          * Prevent enumeration of root complex resources.
 138          */
 139         if (pci_is_root_bus(dev->bus) && dev->devfn == 0) {
 140                 int i;
 141
 142                 for (i = 0; i < DEVICE_COUNT_RESOURCE; i++) {
 143                         dev->resource[i].start  = 0;
 144                         dev->resource[i].end    = 0;
 145                         dev->resource[i].flags  = 0;
 146                 }
 147         }
 148 }
 149 DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_RENESAS, PCI_DEVICE_ID_RENESAS_SH7786,
 150                          sh7786_pci_fixup);
 151
 152 static int __init phy_wait_for_ack(struct pci_channel *chan)
 153 {
 154         unsigned int timeout = 100;
 155
 156         while (timeout--) {
 157                 if (pci_read_reg(chan, SH4A_PCIEPHYADRR) & (1 << BITS_ACK))
 158                         return 0;
 159
 160                 udelay(100);
 161         }
 162
 163         return -ETIMEDOUT;
 164 }
 165
 166 static int __init pci_wait_for_irq(struct pci_channel *chan, unsigned int mask)
 167 {
 168         unsigned int timeout = 100;
 169
 170         while (timeout--) {
 171                 if ((pci_read_reg(chan, SH4A_PCIEINTR) & mask) == mask)
 172                         return 0;
 173
 174                 udelay(100);
 175         }
 176
 177         return -ETIMEDOUT;
 178 }
 179
 180 static void __init phy_write_reg(struct pci_channel *chan, unsigned int addr,
 181                                  unsigned int lane, unsigned int data)
 182 {
 183         unsigned long phyaddr;
 184
 185         phyaddr = (1 << BITS_CMD) + ((lane & 0xf) << BITS_LANE) +
 186                         ((addr & 0xff) << BITS_ADR);
 187
 188         /* Set write data */
 189         pci_write_reg(chan, data, SH4A_PCIEPHYDOUTR);
 190         pci_write_reg(chan, phyaddr, SH4A_PCIEPHYADRR);
 191
 192         phy_wait_for_ack(chan);
 193
 194         /* Clear command */
 195         pci_write_reg(chan, 0, SH4A_PCIEPHYDOUTR);
 196         pci_write_reg(chan, 0, SH4A_PCIEPHYADRR);
 197
 198         phy_wait_for_ack(chan);
 199 }
 200
 201 static int __init pcie_clk_init(struct sh7786_pcie_port *port)
 202 {
 203         struct pci_channel *chan = port->hose;
 204         struct clk *clk;
 205         char fclk_name[16];
 206         int ret;
 207
 208         /*
 209          * First register the fixed clock
 210          */
 211         ret = clk_register(&fixed_pciexclkp);
 212         if (unlikely(ret != 0))
 213                 return ret;
 214
 215         /*
 216          * Grab the port's function clock, which the PHY clock depends
 217          * on. clock lookups don't help us much at this point, since no
 218          * dev_id is available this early. Lame.
 219          */
 220         snprintf(fclk_name, sizeof(fclk_name), "pcie%d_fck", port->index);
 221
 222         port->fclk = clk_get(NULL, fclk_name);
 223         if (IS_ERR(port->fclk)) {
 224                 ret = PTR_ERR(port->fclk);
 225                 goto err_fclk;
 226         }
 227
 228         clk_enable(port->fclk);
 229
 230         /*
 231          * And now, set up the PHY clock
 232          */
 233         clk = &port->phy_clk;
 234
 235         memset(clk, 0, sizeof(struct clk));
 236
 237         clk->parent = &fixed_pciexclkp;
 238         clk->enable_reg = (void __iomem *)(chan->reg_base + SH4A_PCIEPHYCTLR);
 239         clk->enable_bit = BITS_CKE;
 240
 241         ret = sh_clk_mstp_register(clk, 1);
 242         if (unlikely(ret < 0))
 243                 goto err_phy;
 244
 245         return 0;
 246
 247 err_phy:
 248         clk_disable(port->fclk);
 249         clk_put(port->fclk);
 250 err_fclk:
 251         clk_unregister(&fixed_pciexclkp);
 252
 253         return ret;
 254 }
 255
 256 static int __init phy_init(struct sh7786_pcie_port *port)
 257 {
 258         struct pci_channel *chan = port->hose;
 259         unsigned int timeout = 100;
 260
 261         clk_enable(&port->phy_clk);
 262
 263         /* Initialize the phy */
 264         phy_write_reg(chan, 0x60, 0xf, 0x004b008b);
 265         phy_write_reg(chan, 0x61, 0xf, 0x00007b41);
 266         phy_write_reg(chan, 0x64, 0xf, 0x00ff4f00);
 267         phy_write_reg(chan, 0x65, 0xf, 0x09070907);
 268         phy_write_reg(chan, 0x66, 0xf, 0x00000010);
 269         phy_write_reg(chan, 0x74, 0xf, 0x0007001c);
 270         phy_write_reg(chan, 0x79, 0xf, 0x01fc000d);
 271         phy_write_reg(chan, 0xb0, 0xf, 0x00000610);
 272
 273         /* Deassert Standby */
 274         phy_write_reg(chan, 0x67, 0x1, 0x00000400);
 275
 276         /* Disable clock */
 277         clk_disable(&port->phy_clk);
 278
 279         while (timeout--) {
 280                 if (pci_read_reg(chan, SH4A_PCIEPHYSR))
 281                         return 0;
 282
 283                 udelay(100);
 284         }
 285
 286         return -ETIMEDOUT;
 287 }
 288
 289 static void __init pcie_reset(struct sh7786_pcie_port *port)
 290 {
 291         struct pci_channel *chan = port->hose;
 292
 293         pci_write_reg(chan, 1, SH4A_PCIESRSTR);
 294         pci_write_reg(chan, 0, SH4A_PCIETCTLR);
 295         pci_write_reg(chan, 0, SH4A_PCIESRSTR);
 296         pci_write_reg(chan, 0, SH4A_PCIETXVC0SR);
 297 }
 298
 299 static int __init pcie_init(struct sh7786_pcie_port *port)
 300 {
 301         struct pci_channel *chan = port->hose;
 302         unsigned int data;
 303         phys_addr_t memstart, memend;
 304         size_t memsize;
 305         int ret, i, win;
 306
 307         /* Begin initialization */
 308         pcie_reset(port);
 309
 310         /*
 311          * Initial header for port config space is type 1, set the device
 312          * class to match. Hardware takes care of propagating the IDSETR
 313          * settings, so there is no need to bother with a quirk.
 314          */
 315         pci_write_reg(chan, PCI_CLASS_BRIDGE_PCI << 16, SH4A_PCIEIDSETR1);
 316
 317         /* Initialize default capabilities. */
 318         data = pci_read_reg(chan, SH4A_PCIEEXPCAP0);
 319         data &= ~(PCI_EXP_FLAGS_TYPE << 16);
 320
 321         if (port->endpoint)
 322                 data |= PCI_EXP_TYPE_ENDPOINT << 20;
 323         else
 324                 data |= PCI_EXP_TYPE_ROOT_PORT << 20;
 325
 326         data |= PCI_CAP_ID_EXP;
 327         pci_write_reg(chan, data, SH4A_PCIEEXPCAP0);
 328
 329         /* Enable data link layer active state reporting */
 330         pci_write_reg(chan, PCI_EXP_LNKCAP_DLLLARC, SH4A_PCIEEXPCAP3);
 331
 332         /* Enable extended sync and ASPM L0s support */
 333         data = pci_read_reg(chan, SH4A_PCIEEXPCAP4);
 334         data &= ~PCI_EXP_LNKCTL_ASPMC;
 335         data |= PCI_EXP_LNKCTL_ES | 1;
 336         pci_write_reg(chan, data, SH4A_PCIEEXPCAP4);
 337
 338         /* Write out the physical slot number */
 339         data = pci_read_reg(chan, SH4A_PCIEEXPCAP5);
 340         data &= ~PCI_EXP_SLTCAP_PSN;
 341         data |= (port->index + 1) << 19;
 342         pci_write_reg(chan, data, SH4A_PCIEEXPCAP5);
 343
 344         /* Set the completion timer timeout to the maximum 32ms. */
 345         data = pci_read_reg(chan, SH4A_PCIETLCTLR);
 346         data &= ~0x3f00;
 347         data |= 0x32 << 8;
 348         pci_write_reg(chan, data, SH4A_PCIETLCTLR);
 349
 350         /*
 351          * Set fast training sequences to the maximum 255,
 352          * and enable MAC data scrambling.
 353          */
 354         data = pci_read_reg(chan, SH4A_PCIEMACCTLR);
 355         data &= ~PCIEMACCTLR_SCR_DIS;
 356         data |= (0xff << 16);
 357         pci_write_reg(chan, data, SH4A_PCIEMACCTLR);
 358
 359         memstart = __pa(memory_start);
 360         memend   = __pa(memory_end);
 361         memsize = roundup_pow_of_two(memend - memstart);
 362
 363         /*
 364          * The start address must be aligned on its size. So we round
 365          * it down, and then recalculate the size so that it covers
 366          * the entire memory.
 367          */
 368         memstart = ALIGN_DOWN(memstart, memsize);
 369         memsize = roundup_pow_of_two(memend - memstart);
 370
 371         dma_pfn_offset = memstart >> PAGE_SHIFT;
 372
 373         /*
 374          * If there's more than 512MB of memory, we need to roll over to
 375          * LAR1/LAMR1.
 376          */
 377         if (memsize > SZ_512M) {
 378                 pci_write_reg(chan, memstart + SZ_512M, SH4A_PCIELAR1);
 379                 pci_write_reg(chan, ((memsize - SZ_512M) - SZ_256) | 1,
 380                               SH4A_PCIELAMR1);
 381                 memsize = SZ_512M;
 382         } else {
 383                 /*
 384                  * Otherwise just zero it out and disable it.
 385                  */
 386                 pci_write_reg(chan, 0, SH4A_PCIELAR1);
 387                 pci_write_reg(chan, 0, SH4A_PCIELAMR1);
 388         }
 389
 390         /*
 391          * LAR0/LAMR0 covers up to the first 512MB, which is enough to
 392          * cover all of lowmem on most platforms.
 393          */
 394         pci_write_reg(chan, memstart, SH4A_PCIELAR0);
 395         pci_write_reg(chan, (memsize - SZ_256) | 1, SH4A_PCIELAMR0);
 396
 397         /* Finish initialization */
 398         data = pci_read_reg(chan, SH4A_PCIETCTLR);
 399         data |= 0x1;
 400         pci_write_reg(chan, data, SH4A_PCIETCTLR);
 401
 402         /* Let things settle down a bit.. */
 403         mdelay(100);
 404
 405         /* Enable DL_Active Interrupt generation */
 406         data = pci_read_reg(chan, SH4A_PCIEDLINTENR);
 407         data |= PCIEDLINTENR_DLL_ACT_ENABLE;
 408         pci_write_reg(chan, data, SH4A_PCIEDLINTENR);
 409
 410         /* Disable MAC data scrambling. */
 411         data = pci_read_reg(chan, SH4A_PCIEMACCTLR);
 412         data |= PCIEMACCTLR_SCR_DIS | (0xff << 16);
 413         pci_write_reg(chan, data, SH4A_PCIEMACCTLR);
 414
 415         /*
 416          * This will timeout if we don't have a link, but we permit the
 417          * port to register anyways in order to support hotplug on future
 418          * hardware.
 419          */
 420         ret = pci_wait_for_irq(chan, MASK_INT_TX_CTRL);
 421
 422         data = pci_read_reg(chan, SH4A_PCIEPCICONF1);
 423         data &= ~(PCI_STATUS_DEVSEL_MASK << 16);
 424         data |= PCI_COMMAND_IO | PCI_COMMAND_MEMORY | PCI_COMMAND_MASTER |
 425                 (PCI_STATUS_CAP_LIST | PCI_STATUS_DEVSEL_FAST) << 16;
 426         pci_write_reg(chan, data, SH4A_PCIEPCICONF1);
 427
 428         pci_write_reg(chan, 0x80888000, SH4A_PCIETXVC0DCTLR);
 429         pci_write_reg(chan, 0x00222000, SH4A_PCIERXVC0DCTLR);
 430
 431         wmb();
 432
 433         if (ret == 0) {
 434                 data = pci_read_reg(chan, SH4A_PCIEMACSR);
 435                 printk(KERN_NOTICE "PCI: PCIe#%d x%d link detected\n",
 436                        port->index, (data >> 20) & 0x3f);
 437         } else
 438                 printk(KERN_NOTICE "PCI: PCIe#%d link down\n",
 439                        port->index);
 440
 441         for (i = win = 0; i < chan->nr_resources; i++) {
 442                 struct resource *res = chan->resources + i;
 443                 resource_size_t size;
 444                 u32 mask;
 445
 446                 /*
 447                  * We can't use the 32-bit mode windows in legacy 29-bit
 448                  * mode, so just skip them entirely.
 449                  */
 450                 if ((res->flags & IORESOURCE_MEM_32BIT) && __in_29bit_mode())
 451                         res->flags |= IORESOURCE_DISABLED;
 452
 453                 if (res->flags & IORESOURCE_DISABLED)
 454                         continue;
 455
 456                 pci_write_reg(chan, 0x00000000, SH4A_PCIEPTCTLR(win));
 457
 458                 /*
 459                  * The PAMR mask is calculated in units of 256kB, which
 460                  * keeps things pretty simple.
 461                  */
 462                 size = resource_size(res);
 463                 mask = (roundup_pow_of_two(size) / SZ_256K) - 1;
 464                 pci_write_reg(chan, mask << 18, SH4A_PCIEPAMR(win));
 465
 466                 pci_write_reg(chan, upper_32_bits(res->start),
 467                               SH4A_PCIEPARH(win));
 468                 pci_write_reg(chan, lower_32_bits(res->start),
 469                               SH4A_PCIEPARL(win));
 470
 471                 mask = MASK_PARE;
 472                 if (res->flags & IORESOURCE_IO)
 473                         mask |= MASK_SPC;
 474
 475                 pci_write_reg(chan, mask, SH4A_PCIEPTCTLR(win));
 476
 477                 win++;
 478         }
 479
 480         return 0;
 481 }
 482
 483 int pcibios_map_platform_irq(const struct pci_dev *pdev, u8 slot, u8 pin)
 484 {
 485         return evt2irq(0xae0);
 486 }
 487
 488 void pcibios_bus_add_device(struct pci_dev *pdev)
 489 {
 490         pdev->dev.dma_pfn_offset = dma_pfn_offset;
 491 }
 492
 493 static int __init sh7786_pcie_core_init(void)
 494 {
 495         /* Return the number of ports */
 496         return test_mode_pin(MODE_PIN12) ? 3 : 2;
 497 }
 498
 499 static void __init sh7786_pcie_init_hw(void *data, async_cookie_t cookie)
 500 {
 501         struct sh7786_pcie_port *port = data;
 502         int ret;
 503
 504         /*
 505          * Check if we are configured in endpoint or root complex mode,
 506          * this is a fixed pin setting that applies to all PCIe ports.
 507          */
 508         port->endpoint = test_mode_pin(MODE_PIN11);
 509
 510         /*
 511          * Setup clocks, needed both for PHY and PCIe registers.
 512          */
 513         ret = pcie_clk_init(port);
 514         if (unlikely(ret < 0)) {
 515                 pr_err("clock initialization failed for port#%d\n",
 516                        port->index);
 517                 return;
 518         }
 519
 520         ret = phy_init(port);
 521         if (unlikely(ret < 0)) {
 522                 pr_err("phy initialization failed for port#%d\n",
 523                        port->index);
 524                 return;
 525         }
 526
 527         ret = pcie_init(port);
 528         if (unlikely(ret < 0)) {
 529                 pr_err("core initialization failed for port#%d\n",
 530                                port->index);
 531                 return;
 532         }
 533
 534         /* In the interest of preserving device ordering, synchronize */
 535         async_synchronize_cookie(cookie);
 536
 537         register_pci_controller(port->hose);
 538 }
 539
 540 static struct sh7786_pcie_hwops sh7786_65nm_pcie_hwops __initdata = {
 541         .core_init      = sh7786_pcie_core_init,
 542         .port_init_hw   = sh7786_pcie_init_hw,
 543 };
 544
 545 static int __init sh7786_pcie_init(void)
 546 {
 547         struct clk *platclk;
 548         u32 mm_sel;
 549         int i;
 550
 551         printk(KERN_NOTICE "PCI: Starting initialization.\n");
 552
 553         sh7786_pcie_hwops = &sh7786_65nm_pcie_hwops;
 554
 555         nr_ports = sh7786_pcie_hwops->core_init();
 556         BUG_ON(nr_ports > ARRAY_SIZE(sh7786_pci_channels));
 557
 558         if (unlikely(nr_ports == 0))
 559                 return -ENODEV;
 560
 561         sh7786_pcie_ports = kcalloc(nr_ports, sizeof(struct sh7786_pcie_port),
 562                                     GFP_KERNEL);
 563         if (unlikely(!sh7786_pcie_ports))
 564                 return -ENOMEM;
 565
 566         /*
 567          * Fetch any optional platform clock associated with this block.
 568          *
 569          * This is a rather nasty hack for boards with spec-mocking FPGAs
 570          * that have a secondary set of clocks outside of the on-chip
 571          * ones that need to be accounted for before there is any chance
 572          * of touching the existing MSTP bits or CPG clocks.
 573          */
 574         platclk = clk_get(NULL, "pcie_plat_clk");
 575         if (IS_ERR(platclk)) {
 576                 /* Sane hardware should probably get a WARN_ON.. */
 577                 platclk = NULL;
 578         }
 579
 580         clk_enable(platclk);
 581
 582         mm_sel = sh7786_mm_sel();
 583
 584         /*
 585          * Depending on the MMSELR register value, the PCIe0 MEM 1
 586          * area may not be available. See Table 13.11 of the SH7786
 587          * datasheet.
 588          */
 589         if (mm_sel != 1 && mm_sel != 2 && mm_sel != 5 && mm_sel != 6)
 590                 sh7786_pci0_resources[2].flags |= IORESOURCE_DISABLED;
 591
 592         printk(KERN_NOTICE "PCI: probing %d ports.\n", nr_ports);
 593
 594         for (i = 0; i < nr_ports; i++) {
 595                 struct sh7786_pcie_port *port = sh7786_pcie_ports + i;
 596
 597                 port->index             = i;
 598                 port->hose              = sh7786_pci_channels + i;
 599                 port->hose->io_map_base = port->hose->resources[0].start;
 600
 601                 async_schedule(sh7786_pcie_hwops->port_init_hw, port);
 602         }
 603
 604         async_synchronize_full();
 605
 606         return 0;
 607 }
 608 arch_initcall(sh7786_pcie_init);