drivers/i2c/mvtwsi.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2 /*
   3  * Driver for the TWSI (i2c) controller found on the Marvell
   4  * orion5x and kirkwood SoC families.
   5  *
   6  * Author: Albert Aribaud <albert.u.boot@aribaud.net>
   7  * Copyright (c) 2010 Albert Aribaud.
   8  */
   9
  10 #include <common.h>
  11 #include <i2c.h>
  12 #include <log.h>
  13 #include <asm/global_data.h>
  14 #include <linux/delay.h>
  15 #include <linux/errno.h>
  16 #include <asm/io.h>
  17 #include <linux/bitops.h>
  18 #include <linux/compat.h>
  19 #if CONFIG_IS_ENABLED(DM_I2C)
  20 #include <clk.h>
  21 #include <dm.h>
  22 #include <reset.h>
  23 #endif
  24
  25 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
  26
  27 /*
  28  * Include a file that will provide CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE*, and possibly other
  29  * settings
  30  */
  31
  32 #if !CONFIG_IS_ENABLED(DM_I2C)
  33 #if defined(CONFIG_ARCH_ORION5X)
  34 #include <asm/arch/orion5x.h>
  35 #elif (defined(CONFIG_ARCH_KIRKWOOD) || defined(CONFIG_ARCH_MVEBU))
  36 #include <asm/arch/soc.h>
  37 #elif defined(CONFIG_ARCH_SUNXI)
  38 #include <asm/arch/i2c.h>
  39 #else
  40 #error Driver mvtwsi not supported by SoC or board
  41 #endif
  42 #endif /* CONFIG_DM_I2C */
  43
  44 /*
  45  * On SUNXI, we get CONFIG_SYS_TCLK from this include, so we want to
  46  * always have it.
  47  */
  48 #if CONFIG_IS_ENABLED(DM_I2C) && defined(CONFIG_ARCH_SUNXI)
  49 #include <asm/arch/i2c.h>
  50 #endif
  51
  52 /*
  53  * TWSI register structure
  54  */
  55
  56 #ifdef CONFIG_ARCH_SUNXI
  57
  58 struct  mvtwsi_registers {
  59         u32 slave_address;
  60         u32 xtnd_slave_addr;
  61         u32 data;
  62         u32 control;
  63         u32 status;
  64         u32 baudrate;
  65         u32 soft_reset;
  66         u32 debug; /* Dummy field for build compatibility with mvebu */
  67 };
  68
  69 #else
  70
  71 struct  mvtwsi_registers {
  72         u32 slave_address;
  73         u32 data;
  74         u32 control;
  75         union {
  76                 u32 status;     /* When reading */
  77                 u32 baudrate;   /* When writing */
  78         };
  79         u32 xtnd_slave_addr;
  80         u32 reserved0[2];
  81         u32 soft_reset;
  82         u32 reserved1[27];
  83         u32 debug;
  84 };
  85
  86 #endif
  87
  88 #if CONFIG_IS_ENABLED(DM_I2C)
  89 struct mvtwsi_i2c_dev {
  90         /* TWSI Register base for the device */
  91         struct mvtwsi_registers *base;
  92         /* Number of the device (determined from cell-index property) */
  93         int index;
  94         /* The I2C slave address for the device */
  95         u8 slaveadd;
  96         /* The configured I2C speed in Hz */
  97         uint speed;
  98         /* The current length of a clock period (depending on speed) */
  99         uint tick;
 100 };
 101 #endif /* CONFIG_DM_I2C */
 102
 103 /*
 104  * enum mvtwsi_ctrl_register_fields - Bit masks for flags in the control
 105  * register
 106  */
 107 enum mvtwsi_ctrl_register_fields {
 108         /* Acknowledge bit */
 109         MVTWSI_CONTROL_ACK      = 0x00000004,
 110         /* Interrupt flag */
 111         MVTWSI_CONTROL_IFLG     = 0x00000008,
 112         /* Stop bit */
 113         MVTWSI_CONTROL_STOP     = 0x00000010,
 114         /* Start bit */
 115         MVTWSI_CONTROL_START    = 0x00000020,
 116         /* I2C enable */
 117         MVTWSI_CONTROL_TWSIEN   = 0x00000040,
 118         /* Interrupt enable */
 119         MVTWSI_CONTROL_INTEN    = 0x00000080,
 120 };
 121
 122 /*
 123  * On sun6i and newer, IFLG is a write-clear bit, which is cleared by writing 1;
 124  * on other platforms, it is a normal r/w bit, which is cleared by writing 0.
 125  */
 126
 127 #if defined(CONFIG_SUNXI_GEN_SUN6I) || defined(CONFIG_SUN50I_GEN_H6)
 128 #define MVTWSI_CONTROL_CLEAR_IFLG       0x00000008
 129 #else
 130 #define MVTWSI_CONTROL_CLEAR_IFLG       0x00000000
 131 #endif
 132
 133 /*
 134  * enum mvstwsi_status_values - Possible values of I2C controller's status
 135  * register
 136  *
 137  * Only those statuses expected in normal master operation on
 138  * non-10-bit-address devices are specified.
 139  *
 140  * Every status that's unexpected during normal operation (bus errors,
 141  * arbitration losses, missing ACKs...) is passed back to the caller as an error
 142  * code.
 143  */
 144 enum mvstwsi_status_values {
 145         /* START condition transmitted */
 146         MVTWSI_STATUS_START             = 0x08,
 147         /* Repeated START condition transmitted */
 148         MVTWSI_STATUS_REPEATED_START    = 0x10,
 149         /* Address + write bit transmitted, ACK received */
 150         MVTWSI_STATUS_ADDR_W_ACK        = 0x18,
 151         /* Data transmitted, ACK received */
 152         MVTWSI_STATUS_DATA_W_ACK        = 0x28,
 153         /* Address + read bit transmitted, ACK received */
 154         MVTWSI_STATUS_ADDR_R_ACK        = 0x40,
 155         /* Address + read bit transmitted, ACK not received */
 156         MVTWSI_STATUS_ADDR_R_NAK        = 0x48,
 157         /* Data received, ACK transmitted */
 158         MVTWSI_STATUS_DATA_R_ACK        = 0x50,
 159         /* Data received, ACK not transmitted */
 160         MVTWSI_STATUS_DATA_R_NAK        = 0x58,
 161         /* No relevant status */
 162         MVTWSI_STATUS_IDLE              = 0xF8,
 163 };
 164
 165 /*
 166  * enum mvstwsi_ack_flags - Determine whether a read byte should be
 167  * acknowledged or not.
 168  */
 169 enum mvtwsi_ack_flags {
 170         /* Send NAK after received byte */
 171         MVTWSI_READ_NAK = 0,
 172         /* Send ACK after received byte */
 173         MVTWSI_READ_ACK = 1,
 174 };
 175
 176 /*
 177  * calc_tick() - Calculate the duration of a clock cycle from the I2C speed
 178  *
 179  * @speed:      The speed in Hz to calculate the clock cycle duration for.
 180  * @return The duration of a clock cycle in ns.
 181  */
 182 inline uint calc_tick(uint speed)
 183 {
 184         /* One tick = the duration of a period at the specified speed in ns (we
 185          * add 100 ns to be on the safe side) */
 186         return (1000000000u / speed) + 100;
 187 }
 188
 189 #if !CONFIG_IS_ENABLED(DM_I2C)
 190
 191 /*
 192  * twsi_get_base() - Get controller register base for specified adapter
 193  *
 194  * @adap:       Adapter to get the register base for.
 195  * @return Register base for the specified adapter.
 196  */
 197 static struct mvtwsi_registers *twsi_get_base(struct i2c_adapter *adap)
 198 {
 199         switch (adap->hwadapnr) {
 200 #ifdef CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE0
 201         case 0:
 202                 return (struct mvtwsi_registers *)CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE0;
 203 #endif
 204 #ifdef CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE1
 205         case 1:
 206                 return (struct mvtwsi_registers *)CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE1;
 207 #endif
 208 #ifdef CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE2
 209         case 2:
 210                 return (struct mvtwsi_registers *)CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE2;
 211 #endif
 212 #ifdef CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE3
 213         case 3:
 214                 return (struct mvtwsi_registers *)CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE3;
 215 #endif
 216 #ifdef CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE4
 217         case 4:
 218                 return (struct mvtwsi_registers *)CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE4;
 219 #endif
 220 #ifdef CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE5
 221         case 5:
 222                 return (struct mvtwsi_registers *)CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE5;
 223 #endif
 224         default:
 225                 printf("Missing mvtwsi controller %d base\n", adap->hwadapnr);
 226                 break;
 227         }
 228
 229         return NULL;
 230 }
 231 #endif
 232
 233 /*
 234  * enum mvtwsi_error_class - types of I2C errors
 235  */
 236 enum mvtwsi_error_class {
 237         /* The controller returned a different status than expected */
 238         MVTWSI_ERROR_WRONG_STATUS       = 0x01,
 239         /* The controller timed out */
 240         MVTWSI_ERROR_TIMEOUT            = 0x02,
 241 };
 242
 243 /*
 244  * mvtwsi_error() - Build I2C return code from error information
 245  *
 246  * For debugging purposes, this function packs some information of an occurred
 247  * error into a return code. These error codes are returned from I2C API
 248  * functions (i2c_{read,write}, dm_i2c_{read,write}, etc.).
 249  *
 250  * @ec:         The error class of the error (enum mvtwsi_error_class).
 251  * @lc:         The last value of the control register.
 252  * @ls:         The last value of the status register.
 253  * @es:         The expected value of the status register.
 254  * @return The generated error code.
 255  */
 256 inline uint mvtwsi_error(uint ec, uint lc, uint ls, uint es)
 257 {
 258         return ((ec << 24) & 0xFF000000)
 259                | ((lc << 16) & 0x00FF0000)
 260                | ((ls << 8) & 0x0000FF00)
 261                | (es & 0xFF);
 262 }
 263
 264 /*
 265  * twsi_wait() - Wait for I2C bus interrupt flag and check status, or time out.
 266  *
 267  * @return Zero if status is as expected, or a non-zero code if either a time
 268  *         out occurred, or the status was not the expected one.
 269  */
 270 static int twsi_wait(struct mvtwsi_registers *twsi, int expected_status,
 271                      uint tick)
 272 {
 273         int control, status;
 274         int timeout = 1000;
 275
 276         do {
 277                 control = readl(&twsi->control);
 278                 if (control & MVTWSI_CONTROL_IFLG) {
 279                         /*
 280                          * On Armada 38x it seems that the controller works as
 281                          * if it first set the MVTWSI_CONTROL_IFLAG in the
 282                          * control register and only after that it changed the
 283                          * status register.
 284                          * This sometimes caused weird bugs which only appeared
 285                          * on selected I2C speeds and even then only sometimes.
 286                          * We therefore add here a simple ndealy(100), which
 287                          * seems to fix this weird bug.
 288                          */
 289                         ndelay(100);
 290                         status = readl(&twsi->status);
 291                         if (status == expected_status)
 292                                 return 0;
 293                         else
 294                                 return mvtwsi_error(
 295                                         MVTWSI_ERROR_WRONG_STATUS,
 296                                         control, status, expected_status);
 297                 }
 298                 ndelay(tick); /* One clock cycle */
 299         } while (timeout--);
 300         status = readl(&twsi->status);
 301         return mvtwsi_error(MVTWSI_ERROR_TIMEOUT, control, status,
 302                             expected_status);
 303 }
 304
 305 /*
 306  * twsi_start() - Assert a START condition on the bus.
 307  *
 308  * This function is used in both single I2C transactions and inside
 309  * back-to-back transactions (repeated starts).
 310  *
 311  * @twsi:               The MVTWSI register structure to use.
 312  * @expected_status:    The I2C bus status expected to be asserted after the
 313  *                      operation completion.
 314  * @tick:               The duration of a clock cycle at the current I2C speed.
 315  * @return Zero if status is as expected, or a non-zero code if either a time
 316  *         out occurred or the status was not the expected one.
 317  */
 318 static int twsi_start(struct mvtwsi_registers *twsi, int expected_status,
 319                       uint tick)
 320 {
 321         /* Assert START */
 322         writel(MVTWSI_CONTROL_TWSIEN | MVTWSI_CONTROL_START |
 323                MVTWSI_CONTROL_CLEAR_IFLG, &twsi->control);
 324         /* Wait for controller to process START */
 325         return twsi_wait(twsi, expected_status, tick);
 326 }
 327
 328 /*
 329  * twsi_send() - Send a byte on the I2C bus.
 330  *
 331  * The byte may be part of an address byte or data.
 332  *
 333  * @twsi:               The MVTWSI register structure to use.
 334  * @byte:               The byte to send.
 335  * @expected_status:    The I2C bus status expected to be asserted after the
 336  *                      operation completion.
 337  * @tick:               The duration of a clock cycle at the current I2C speed.
 338  * @return Zero if status is as expected, or a non-zero code if either a time
 339  *         out occurred or the status was not the expected one.
 340  */
 341 static int twsi_send(struct mvtwsi_registers *twsi, u8 byte,
 342                      int expected_status, uint tick)
 343 {
 344         /* Write byte to data register for sending */
 345         writel(byte, &twsi->data);
 346         /* Clear any pending interrupt -- that will cause sending */
 347         writel(MVTWSI_CONTROL_TWSIEN | MVTWSI_CONTROL_CLEAR_IFLG,
 348                &twsi->control);
 349         /* Wait for controller to receive byte, and check ACK */
 350         return twsi_wait(twsi, expected_status, tick);
 351 }
 352
 353 /*
 354  * twsi_recv() - Receive a byte on the I2C bus.
 355  *
 356  * The static variable mvtwsi_control_flags controls whether we ack or nak.
 357  *
 358  * @twsi:               The MVTWSI register structure to use.
 359  * @byte:               The byte to send.
 360  * @ack_flag:           Flag that determines whether the received byte should
 361  *                      be acknowledged by the controller or not (sent ACK/NAK).
 362  * @tick:               The duration of a clock cycle at the current I2C speed.
 363  * @return Zero if status is as expected, or a non-zero code if either a time
 364  *         out occurred or the status was not the expected one.
 365  */
 366 static int twsi_recv(struct mvtwsi_registers *twsi, u8 *byte, int ack_flag,
 367                      uint tick)
 368 {
 369         int expected_status, status, control;
 370
 371         /* Compute expected status based on passed ACK flag */
 372         expected_status = ack_flag ? MVTWSI_STATUS_DATA_R_ACK :
 373                           MVTWSI_STATUS_DATA_R_NAK;
 374         /* Acknowledge *previous state*, and launch receive */
 375         control = MVTWSI_CONTROL_TWSIEN;
 376         control |= ack_flag == MVTWSI_READ_ACK ? MVTWSI_CONTROL_ACK : 0;
 377         writel(control | MVTWSI_CONTROL_CLEAR_IFLG, &twsi->control);
 378         /* Wait for controller to receive byte, and assert ACK or NAK */
 379         status = twsi_wait(twsi, expected_status, tick);
 380         /* If we did receive the expected byte, store it */
 381         if (status == 0)
 382                 *byte = readl(&twsi->data);
 383         return status;
 384 }
 385
 386 /*
 387  * twsi_stop() - Assert a STOP condition on the bus.
 388  *
 389  * This function is also used to force the bus back to idle state (SDA =
 390  * SCL = 1).
 391  *
 392  * @twsi:       The MVTWSI register structure to use.
 393  * @tick:       The duration of a clock cycle at the current I2C speed.
 394  * @return Zero if the operation succeeded, or a non-zero code if a time out
 395  *         occurred.
 396  */
 397 static int twsi_stop(struct mvtwsi_registers *twsi, uint tick)
 398 {
 399         int control, stop_status;
 400         int status = 0;
 401         int timeout = 1000;
 402
 403         /* Assert STOP */
 404         control = MVTWSI_CONTROL_TWSIEN | MVTWSI_CONTROL_STOP;
 405         writel(control | MVTWSI_CONTROL_CLEAR_IFLG, &twsi->control);
 406         /* Wait for IDLE; IFLG won't rise, so we can't use twsi_wait() */
 407         do {
 408                 stop_status = readl(&twsi->status);
 409                 if (stop_status == MVTWSI_STATUS_IDLE)
 410                         break;
 411                 ndelay(tick); /* One clock cycle */
 412         } while (timeout--);
 413         control = readl(&twsi->control);
 414         if (stop_status != MVTWSI_STATUS_IDLE)
 415                 status = mvtwsi_error(MVTWSI_ERROR_TIMEOUT,
 416                                       control, status, MVTWSI_STATUS_IDLE);
 417         return status;
 418 }
 419
 420 /*
 421  * twsi_calc_freq() - Compute I2C frequency depending on m and n parameters.
 422  *
 423  * @n:          Parameter 'n' for the frequency calculation algorithm.
 424  * @m:          Parameter 'm' for the frequency calculation algorithm.
 425  * @return The I2C frequency corresponding to the passed m and n parameters.
 426  */
 427 static uint twsi_calc_freq(const int n, const int m)
 428 {
 429 #ifdef CONFIG_ARCH_SUNXI
 430         return CONFIG_SYS_TCLK / (10 * (m + 1) * (1 << n));
 431 #else
 432         return CONFIG_SYS_TCLK / (10 * (m + 1) * (2 << n));
 433 #endif
 434 }
 435
 436 /*
 437  * twsi_reset() - Reset the I2C controller.
 438  *
 439  * Resetting the controller also resets the baud rate and slave address, hence
 440  * they must be re-established after the reset.
 441  *
 442  * @twsi:       The MVTWSI register structure to use.
 443  */
 444 static void twsi_reset(struct mvtwsi_registers *twsi)
 445 {
 446         /* Reset controller */
 447         writel(0, &twsi->soft_reset);
 448         /* Wait 2 ms -- this is what the Marvell LSP does */
 449         udelay(20000);
 450 }
 451
 452 /*
 453  * __twsi_i2c_set_bus_speed() - Set the speed of the I2C controller.
 454  *
 455  * This function sets baud rate to the highest possible value that does not
 456  * exceed the requested rate.
 457  *
 458  * @twsi:               The MVTWSI register structure to use.
 459  * @requested_speed:    The desired frequency the controller should run at
 460  *                      in Hz.
 461  * @return The actual frequency the controller was configured to.
 462  */
 463 static uint __twsi_i2c_set_bus_speed(struct mvtwsi_registers *twsi,
 464                                      uint requested_speed)
 465 {
 466         uint tmp_speed, highest_speed, n, m;
 467         uint baud = 0x44; /* Baud rate after controller reset */
 468
 469         highest_speed = 0;
 470         /* Successively try m, n combinations, and use the combination
 471          * resulting in the largest speed that's not above the requested
 472          * speed */
 473         for (n = 0; n < 8; n++) {
 474                 for (m = 0; m < 16; m++) {
 475                         tmp_speed = twsi_calc_freq(n, m);
 476                         if ((tmp_speed <= requested_speed) &&
 477                             (tmp_speed > highest_speed)) {
 478                                 highest_speed = tmp_speed;
 479                                 baud = (m << 3) | n;
 480                         }
 481                 }
 482         }
 483         writel(baud, &twsi->baudrate);
 484
 485         /* Wait for controller for one tick */
 486 #if CONFIG_IS_ENABLED(DM_I2C)
 487         ndelay(calc_tick(highest_speed));
 488 #else
 489         ndelay(10000);
 490 #endif
 491         return highest_speed;
 492 }
 493
 494 /*
 495  * __twsi_i2c_init() - Initialize the I2C controller.
 496  *
 497  * @twsi:               The MVTWSI register structure to use.
 498  * @speed:              The initial frequency the controller should run at
 499  *                      in Hz.
 500  * @slaveadd:           The I2C address to be set for the I2C master.
 501  * @actual_speed:       A output parameter that receives the actual frequency
 502  *                      in Hz the controller was set to by the function.
 503  * @return Zero if the operation succeeded, or a non-zero code if a time out
 504  *         occurred.
 505  */
 506 static void __twsi_i2c_init(struct mvtwsi_registers *twsi, int speed,
 507                             int slaveadd, uint *actual_speed)
 508 {
 509         uint tmp_speed;
 510
 511         /* Reset controller */
 512         twsi_reset(twsi);
 513         /* Set speed */
 514         tmp_speed = __twsi_i2c_set_bus_speed(twsi, speed);
 515         if (actual_speed)
 516                 *actual_speed = tmp_speed;
 517         /* Set slave address; even though we don't use it */
 518         writel(slaveadd, &twsi->slave_address);
 519         writel(0, &twsi->xtnd_slave_addr);
 520         /* Assert STOP, but don't care for the result */
 521 #if CONFIG_IS_ENABLED(DM_I2C)
 522         (void) twsi_stop(twsi, calc_tick(*actual_speed));
 523 #else
 524         (void) twsi_stop(twsi, 10000);
 525 #endif
 526 }
 527
 528 /*
 529  * i2c_begin() - Start a I2C transaction.
 530  *
 531  * Begin a I2C transaction with a given expected start status and chip address.
 532  * A START is asserted, and the address byte is sent to the I2C controller. The
 533  * expected address status will be derived from the direction bit (bit 0) of
 534  * the address byte.
 535  *
 536  * @twsi:                       The MVTWSI register structure to use.
 537  * @expected_start_status:      The I2C status the controller is expected to
 538  *                              assert after the address byte was sent.
 539  * @addr:                       The address byte to be sent.
 540  * @tick:                       The duration of a clock cycle at the current
 541  *                              I2C speed.
 542  * @return Zero if the operation succeeded, or a non-zero code if a time out or
 543  *         unexpected I2C status occurred.
 544  */
 545 static int i2c_begin(struct mvtwsi_registers *twsi, int expected_start_status,
 546                      u8 addr, uint tick)
 547 {
 548         int status, expected_addr_status;
 549
 550         /* Compute the expected address status from the direction bit in
 551          * the address byte */
 552         if (addr & 1) /* Reading */
 553                 expected_addr_status = MVTWSI_STATUS_ADDR_R_ACK;
 554         else /* Writing */
 555                 expected_addr_status = MVTWSI_STATUS_ADDR_W_ACK;
 556         /* Assert START */
 557         status = twsi_start(twsi, expected_start_status, tick);
 558         /* Send out the address if the start went well */
 559         if (status == 0)
 560                 status = twsi_send(twsi, addr, expected_addr_status, tick);
 561         /* Return 0, or the status of the first failure */
 562         return status;
 563 }
 564
 565 /*
 566  * __twsi_i2c_probe_chip() - Probe the given I2C chip address.
 567  *
 568  * This function begins a I2C read transaction, does a dummy read and NAKs; if
 569  * the procedure succeeds, the chip is considered to be present.
 570  *
 571  * @twsi:       The MVTWSI register structure to use.
 572  * @chip:       The chip address to probe.
 573  * @tick:       The duration of a clock cycle at the current I2C speed.
 574  * @return Zero if the operation succeeded, or a non-zero code if a time out or
 575  *         unexpected I2C status occurred.
 576  */
 577 static int __twsi_i2c_probe_chip(struct mvtwsi_registers *twsi, uchar chip,
 578                                  uint tick)
 579 {
 580         u8 dummy_byte;
 581         int status;
 582
 583         /* Begin i2c read */
 584         status = i2c_begin(twsi, MVTWSI_STATUS_START, (chip << 1) | 1, tick);
 585         /* Dummy read was accepted: receive byte, but NAK it. */
 586         if (status == 0)
 587                 status = twsi_recv(twsi, &dummy_byte, MVTWSI_READ_NAK, tick);
 588         /* Stop transaction */
 589         twsi_stop(twsi, tick);
 590         /* Return 0, or the status of the first failure */
 591         return status;
 592 }
 593
 594 /*
 595  * __twsi_i2c_read() - Read data from a I2C chip.
 596  *
 597  * This function begins a I2C write transaction, and transmits the address
 598  * bytes; then begins a I2C read transaction, and receives the data bytes.
 599  *
 600  * NOTE: Some devices want a stop right before the second start, while some
 601  * will choke if it is there. Since deciding this is not yet supported in
 602  * higher level APIs, we need to make a decision here, and for the moment that
 603  * will be a repeated start without a preceding stop.
 604  *
 605  * @twsi:       The MVTWSI register structure to use.
 606  * @chip:       The chip address to read from.
 607  * @addr:       The address bytes to send.
 608  * @alen:       The length of the address bytes in bytes.
 609  * @data:       The buffer to receive the data read from the chip (has to have
 610  *              a size of at least 'length' bytes).
 611  * @length:     The amount of data to be read from the chip in bytes.
 612  * @tick:       The duration of a clock cycle at the current I2C speed.
 613  * @return Zero if the operation succeeded, or a non-zero code if a time out or
 614  *         unexpected I2C status occurred.
 615  */
 616 static int __twsi_i2c_read(struct mvtwsi_registers *twsi, uchar chip,
 617                            u8 *addr, int alen, uchar *data, int length,
 618                            uint tick)
 619 {
 620         int status = 0;
 621         int stop_status;
 622         int expected_start = MVTWSI_STATUS_START;
 623
 624         if (alen > 0) {
 625                 /* Begin i2c write to send the address bytes */
 626                 status = i2c_begin(twsi, expected_start, (chip << 1), tick);
 627                 /* Send address bytes */
 628                 while ((status == 0) && alen--)
 629                         status = twsi_send(twsi, addr[alen],
 630                                            MVTWSI_STATUS_DATA_W_ACK, tick);
 631                 /* Send repeated STARTs after the initial START */
 632                 expected_start = MVTWSI_STATUS_REPEATED_START;
 633         }
 634         /* Begin i2c read to receive data bytes */
 635         if (status == 0)
 636                 status = i2c_begin(twsi, expected_start, (chip << 1) | 1, tick);
 637         /* Receive actual data bytes; set NAK if we if we have nothing more to
 638          * read */
 639         while ((status == 0) && length--)
 640                 status = twsi_recv(twsi, data++,
 641                                    length > 0 ?
 642                                    MVTWSI_READ_ACK : MVTWSI_READ_NAK, tick);
 643         /* Stop transaction */
 644         stop_status = twsi_stop(twsi, tick);
 645         /* Return 0, or the status of the first failure */
 646         return status != 0 ? status : stop_status;
 647 }
 648
 649 /*
 650  * __twsi_i2c_write() - Send data to a I2C chip.
 651  *
 652  * This function begins a I2C write transaction, and transmits the address
 653  * bytes; then begins a new I2C write transaction, and sends the data bytes.
 654  *
 655  * @twsi:       The MVTWSI register structure to use.
 656  * @chip:       The chip address to read from.
 657  * @addr:       The address bytes to send.
 658  * @alen:       The length of the address bytes in bytes.
 659  * @data:       The buffer containing the data to be sent to the chip.
 660  * @length:     The length of data to be sent to the chip in bytes.
 661  * @tick:       The duration of a clock cycle at the current I2C speed.
 662  * @return Zero if the operation succeeded, or a non-zero code if a time out or
 663  *         unexpected I2C status occurred.
 664  */
 665 static int __twsi_i2c_write(struct mvtwsi_registers *twsi, uchar chip,
 666                             u8 *addr, int alen, uchar *data, int length,
 667                             uint tick)
 668 {
 669         int status, stop_status;
 670
 671         /* Begin i2c write to send first the address bytes, then the
 672          * data bytes */
 673         status = i2c_begin(twsi, MVTWSI_STATUS_START, (chip << 1), tick);
 674         /* Send address bytes */
 675         while ((status == 0) && (alen-- > 0))
 676                 status = twsi_send(twsi, addr[alen], MVTWSI_STATUS_DATA_W_ACK,
 677                                    tick);
 678         /* Send data bytes */
 679         while ((status == 0) && (length-- > 0))
 680                 status = twsi_send(twsi, *(data++), MVTWSI_STATUS_DATA_W_ACK,
 681                                    tick);
 682         /* Stop transaction */
 683         stop_status = twsi_stop(twsi, tick);
 684         /* Return 0, or the status of the first failure */
 685         return status != 0 ? status : stop_status;
 686 }
 687
 688 #if !CONFIG_IS_ENABLED(DM_I2C)
 689 static void twsi_i2c_init(struct i2c_adapter *adap, int speed,
 690                           int slaveadd)
 691 {
 692         struct mvtwsi_registers *twsi = twsi_get_base(adap);
 693         __twsi_i2c_init(twsi, speed, slaveadd, NULL);
 694 }
 695
 696 static uint twsi_i2c_set_bus_speed(struct i2c_adapter *adap,
 697                                    uint requested_speed)
 698 {
 699         struct mvtwsi_registers *twsi = twsi_get_base(adap);
 700         __twsi_i2c_set_bus_speed(twsi, requested_speed);
 701         return 0;
 702 }
 703
 704 static int twsi_i2c_probe(struct i2c_adapter *adap, uchar chip)
 705 {
 706         struct mvtwsi_registers *twsi = twsi_get_base(adap);
 707         return __twsi_i2c_probe_chip(twsi, chip, 10000);
 708 }
 709
 710 static int twsi_i2c_read(struct i2c_adapter *adap, uchar chip, uint addr,
 711                          int alen, uchar *data, int length)
 712 {
 713         struct mvtwsi_registers *twsi = twsi_get_base(adap);
 714         u8 addr_bytes[4];
 715
 716         addr_bytes[0] = (addr >> 0) & 0xFF;
 717         addr_bytes[1] = (addr >> 8) & 0xFF;
 718         addr_bytes[2] = (addr >> 16) & 0xFF;
 719         addr_bytes[3] = (addr >> 24) & 0xFF;
 720
 721         return __twsi_i2c_read(twsi, chip, addr_bytes, alen, data, length,
 722                                10000);
 723 }
 724
 725 static int twsi_i2c_write(struct i2c_adapter *adap, uchar chip, uint addr,
 726                           int alen, uchar *data, int length)
 727 {
 728         struct mvtwsi_registers *twsi = twsi_get_base(adap);
 729         u8 addr_bytes[4];
 730
 731         addr_bytes[0] = (addr >> 0) & 0xFF;
 732         addr_bytes[1] = (addr >> 8) & 0xFF;
 733         addr_bytes[2] = (addr >> 16) & 0xFF;
 734         addr_bytes[3] = (addr >> 24) & 0xFF;
 735
 736         return __twsi_i2c_write(twsi, chip, addr_bytes, alen, data, length,
 737                                 10000);
 738 }
 739
 740 #ifdef CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE0
 741 U_BOOT_I2C_ADAP_COMPLETE(twsi0, twsi_i2c_init, twsi_i2c_probe,
 742                          twsi_i2c_read, twsi_i2c_write,
 743                          twsi_i2c_set_bus_speed,
 744                          CONFIG_SYS_I2C_SPEED, CONFIG_SYS_I2C_SLAVE, 0)
 745 #endif
 746 #ifdef CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE1
 747 U_BOOT_I2C_ADAP_COMPLETE(twsi1, twsi_i2c_init, twsi_i2c_probe,
 748                          twsi_i2c_read, twsi_i2c_write,
 749                          twsi_i2c_set_bus_speed,
 750                          CONFIG_SYS_I2C_SPEED, CONFIG_SYS_I2C_SLAVE, 1)
 751
 752 #endif
 753 #ifdef CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE2
 754 U_BOOT_I2C_ADAP_COMPLETE(twsi2, twsi_i2c_init, twsi_i2c_probe,
 755                          twsi_i2c_read, twsi_i2c_write,
 756                          twsi_i2c_set_bus_speed,
 757                          CONFIG_SYS_I2C_SPEED, CONFIG_SYS_I2C_SLAVE, 2)
 758
 759 #endif
 760 #ifdef CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE3
 761 U_BOOT_I2C_ADAP_COMPLETE(twsi3, twsi_i2c_init, twsi_i2c_probe,
 762                          twsi_i2c_read, twsi_i2c_write,
 763                          twsi_i2c_set_bus_speed,
 764                          CONFIG_SYS_I2C_SPEED, CONFIG_SYS_I2C_SLAVE, 3)
 765
 766 #endif
 767 #ifdef CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE4
 768 U_BOOT_I2C_ADAP_COMPLETE(twsi4, twsi_i2c_init, twsi_i2c_probe,
 769                          twsi_i2c_read, twsi_i2c_write,
 770                          twsi_i2c_set_bus_speed,
 771                          CONFIG_SYS_I2C_SPEED, CONFIG_SYS_I2C_SLAVE, 4)
 772
 773 #endif
 774 #ifdef CONFIG_I2C_MVTWSI_BASE5
 775 U_BOOT_I2C_ADAP_COMPLETE(twsi5, twsi_i2c_init, twsi_i2c_probe,
 776                          twsi_i2c_read, twsi_i2c_write,
 777                          twsi_i2c_set_bus_speed,
 778                          CONFIG_SYS_I2C_SPEED, CONFIG_SYS_I2C_SLAVE, 5)
 779
 780 #endif
 781 #else /* CONFIG_DM_I2C */
 782
 783 static int mvtwsi_i2c_probe_chip(struct udevice *bus, u32 chip_addr,
 784                                  u32 chip_flags)
 785 {
 786         struct mvtwsi_i2c_dev *dev = dev_get_priv(bus);
 787         return __twsi_i2c_probe_chip(dev->base, chip_addr, dev->tick);
 788 }
 789
 790 static int mvtwsi_i2c_set_bus_speed(struct udevice *bus, uint speed)
 791 {
 792         struct mvtwsi_i2c_dev *dev = dev_get_priv(bus);
 793
 794         dev->speed = __twsi_i2c_set_bus_speed(dev->base, speed);
 795         dev->tick = calc_tick(dev->speed);
 796
 797         return 0;
 798 }
 799
 800 static int mvtwsi_i2c_of_to_plat(struct udevice *bus)
 801 {
 802         struct mvtwsi_i2c_dev *dev = dev_get_priv(bus);
 803
 804         dev->base = dev_read_addr_ptr(bus);
 805
 806         if (!dev->base)
 807                 return -ENOMEM;
 808
 809         dev->index = fdtdec_get_int(gd->fdt_blob, dev_of_offset(bus),
 810                                     "cell-index", -1);
 811         dev->slaveadd = fdtdec_get_int(gd->fdt_blob, dev_of_offset(bus),
 812                                        "u-boot,i2c-slave-addr", 0x0);
 813         dev->speed = dev_read_u32_default(bus, "clock-frequency",
 814                                           I2C_SPEED_STANDARD_RATE);
 815
 816         return 0;
 817 }
 818
 819 static void twsi_disable_i2c_slave(struct mvtwsi_registers *twsi)
 820 {
 821         clrbits_le32(&twsi->debug, BIT(18));
 822 }
 823
 824 static int mvtwsi_i2c_bind(struct udevice *bus)
 825 {
 826         struct mvtwsi_registers *twsi = dev_read_addr_ptr(bus);
 827
 828         /* Disable the hidden slave in i2c0 of these platforms */
 829         if ((IS_ENABLED(CONFIG_ARMADA_38X) ||
 830              IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_KIRKWOOD) ||
 831              IS_ENABLED(CONFIG_ARMADA_8K)) && !dev_seq(bus))
 832                 twsi_disable_i2c_slave(twsi);
 833
 834         return 0;
 835 }
 836
 837 static int mvtwsi_i2c_probe(struct udevice *bus)
 838 {
 839         struct mvtwsi_i2c_dev *dev = dev_get_priv(bus);
 840         struct reset_ctl reset;
 841         struct clk clk;
 842         uint actual_speed;
 843         int ret;
 844
 845         ret = reset_get_by_index(bus, 0, &reset);
 846         if (!ret)
 847                 reset_deassert(&reset);
 848
 849         ret = clk_get_by_index(bus, 0, &clk);
 850         if (!ret)
 851                 clk_enable(&clk);
 852
 853         __twsi_i2c_init(dev->base, dev->speed, dev->slaveadd, &actual_speed);
 854         dev->speed = actual_speed;
 855         dev->tick = calc_tick(dev->speed);
 856         return 0;
 857 }
 858
 859 static int mvtwsi_i2c_xfer(struct udevice *bus, struct i2c_msg *msg, int nmsgs)
 860 {
 861         struct mvtwsi_i2c_dev *dev = dev_get_priv(bus);
 862         struct i2c_msg *dmsg, *omsg, dummy;
 863         u8 *addr_buf_ptr;
 864         u8 addr_buf[4];
 865         int i;
 866
 867         memset(&dummy, 0, sizeof(struct i2c_msg));
 868
 869         /* We expect either two messages (one with an offset and one with the
 870          * actual data) or one message (just data or offset/data combined) */
 871         if (nmsgs > 2 || nmsgs == 0) {
 872                 debug("%s: Only one or two messages are supported.", __func__);
 873                 return -1;
 874         }
 875
 876         omsg = nmsgs == 1 ? &dummy : msg;
 877         dmsg = nmsgs == 1 ? msg : msg + 1;
 878
 879         /* We need to swap the register address if its size is > 1 */
 880         addr_buf_ptr = &addr_buf[0];
 881         for (i = omsg->len; i > 0; i--)
 882                 *addr_buf_ptr++ = omsg->buf[i - 1];
 883
 884         if (dmsg->flags & I2C_M_RD)
 885                 return __twsi_i2c_read(dev->base, dmsg->addr, addr_buf,
 886                                        omsg->len, dmsg->buf, dmsg->len,
 887                                        dev->tick);
 888         else
 889                 return __twsi_i2c_write(dev->base, dmsg->addr, addr_buf,
 890                                         omsg->len, dmsg->buf, dmsg->len,
 891                                         dev->tick);
 892 }
 893
 894 static const struct dm_i2c_ops mvtwsi_i2c_ops = {
 895         .xfer           = mvtwsi_i2c_xfer,
 896         .probe_chip     = mvtwsi_i2c_probe_chip,
 897         .set_bus_speed  = mvtwsi_i2c_set_bus_speed,
 898 };
 899
 900 static const struct udevice_id mvtwsi_i2c_ids[] = {
 901         { .compatible = "marvell,mv64xxx-i2c", },
 902         { .compatible = "marvell,mv78230-i2c", },
 903         { .compatible = "allwinner,sun6i-a31-i2c", },
 904         { /* sentinel */ }
 905 };
 906
 907 U_BOOT_DRIVER(i2c_mvtwsi) = {
 908         .name = "i2c_mvtwsi",
 909         .id = UCLASS_I2C,
 910         .of_match = mvtwsi_i2c_ids,
 911         .bind = mvtwsi_i2c_bind,
 912         .probe = mvtwsi_i2c_probe,
 913         .of_to_plat = mvtwsi_i2c_of_to_plat,
 914         .priv_auto      = sizeof(struct mvtwsi_i2c_dev),
 915         .ops = &mvtwsi_i2c_ops,
 916 };
 917 #endif /* CONFIG_DM_I2C */