drivers/spi/renesas_rpc_spi.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2 /*
   3  * Renesas RCar Gen3 RPC QSPI driver
   4  *
   5  * Copyright (C) 2018 Marek Vasut <marek.vasut@gmail.com>
   6  */
   7
   8 #include <common.h>
   9 #include <asm/global_data.h>
  10 #include <asm/io.h>
  11 #include <clk.h>
  12 #include <dm.h>
  13 #include <dm/of_access.h>
  14 #include <dt-structs.h>
  15 #include <errno.h>
  16 #include <linux/bitops.h>
  17 #include <linux/bug.h>
  18 #include <linux/errno.h>
  19 #include <spi.h>
  20 #include <wait_bit.h>
  21
  22 #define RPC_CMNCR               0x0000  /* R/W */
  23 #define RPC_CMNCR_MD            BIT(31)
  24 #define RPC_CMNCR_SFDE          BIT(24)
  25 #define RPC_CMNCR_MOIIO3(val)   (((val) & 0x3) << 22)
  26 #define RPC_CMNCR_MOIIO2(val)   (((val) & 0x3) << 20)
  27 #define RPC_CMNCR_MOIIO1(val)   (((val) & 0x3) << 18)
  28 #define RPC_CMNCR_MOIIO0(val)   (((val) & 0x3) << 16)
  29 #define RPC_CMNCR_MOIIO_HIZ     (RPC_CMNCR_MOIIO0(3) | RPC_CMNCR_MOIIO1(3) | \
  30                                  RPC_CMNCR_MOIIO2(3) | RPC_CMNCR_MOIIO3(3))
  31 #define RPC_CMNCR_IO3FV(val)    (((val) & 0x3) << 14)
  32 #define RPC_CMNCR_IO2FV(val)    (((val) & 0x3) << 12)
  33 #define RPC_CMNCR_IO0FV(val)    (((val) & 0x3) << 8)
  34 #define RPC_CMNCR_IOFV_HIZ      (RPC_CMNCR_IO0FV(3) | RPC_CMNCR_IO2FV(3) | \
  35                                  RPC_CMNCR_IO3FV(3))
  36 #define RPC_CMNCR_CPHAT         BIT(6)
  37 #define RPC_CMNCR_CPHAR         BIT(5)
  38 #define RPC_CMNCR_SSLP          BIT(4)
  39 #define RPC_CMNCR_CPOL          BIT(3)
  40 #define RPC_CMNCR_BSZ(val)      (((val) & 0x3) << 0)
  41
  42 #define RPC_SSLDR               0x0004  /* R/W */
  43 #define RPC_SSLDR_SPNDL(d)      (((d) & 0x7) << 16)
  44 #define RPC_SSLDR_SLNDL(d)      (((d) & 0x7) << 8)
  45 #define RPC_SSLDR_SCKDL(d)      (((d) & 0x7) << 0)
  46
  47 #define RPC_DRCR                0x000C  /* R/W */
  48 #define RPC_DRCR_SSLN           BIT(24)
  49 #define RPC_DRCR_RBURST(v)      (((v) & 0x1F) << 16)
  50 #define RPC_DRCR_RCF            BIT(9)
  51 #define RPC_DRCR_RBE            BIT(8)
  52 #define RPC_DRCR_SSLE           BIT(0)
  53
  54 #define RPC_DRCMR               0x0010  /* R/W */
  55 #define RPC_DRCMR_CMD(c)        (((c) & 0xFF) << 16)
  56 #define RPC_DRCMR_OCMD(c)       (((c) & 0xFF) << 0)
  57
  58 #define RPC_DREAR               0x0014  /* R/W */
  59 #define RPC_DREAR_EAV(v)        (((v) & 0xFF) << 16)
  60 #define RPC_DREAR_EAC(v)        (((v) & 0x7) << 0)
  61
  62 #define RPC_DROPR               0x0018  /* R/W */
  63 #define RPC_DROPR_OPD3(o)       (((o) & 0xFF) << 24)
  64 #define RPC_DROPR_OPD2(o)       (((o) & 0xFF) << 16)
  65 #define RPC_DROPR_OPD1(o)       (((o) & 0xFF) << 8)
  66 #define RPC_DROPR_OPD0(o)       (((o) & 0xFF) << 0)
  67
  68 #define RPC_DRENR               0x001C  /* R/W */
  69 #define RPC_DRENR_CDB(o)        (u32)((((o) & 0x3) << 30))
  70 #define RPC_DRENR_OCDB(o)       (((o) & 0x3) << 28)
  71 #define RPC_DRENR_ADB(o)        (((o) & 0x3) << 24)
  72 #define RPC_DRENR_OPDB(o)       (((o) & 0x3) << 20)
  73 #define RPC_DRENR_SPIDB(o)      (((o) & 0x3) << 16)
  74 #define RPC_DRENR_DME           BIT(15)
  75 #define RPC_DRENR_CDE           BIT(14)
  76 #define RPC_DRENR_OCDE          BIT(12)
  77 #define RPC_DRENR_ADE(v)        (((v) & 0xF) << 8)
  78 #define RPC_DRENR_OPDE(v)       (((v) & 0xF) << 4)
  79
  80 #define RPC_SMCR                0x0020  /* R/W */
  81 #define RPC_SMCR_SSLKP          BIT(8)
  82 #define RPC_SMCR_SPIRE          BIT(2)
  83 #define RPC_SMCR_SPIWE          BIT(1)
  84 #define RPC_SMCR_SPIE           BIT(0)
  85
  86 #define RPC_SMCMR               0x0024  /* R/W */
  87 #define RPC_SMCMR_CMD(c)        (((c) & 0xFF) << 16)
  88 #define RPC_SMCMR_OCMD(c)       (((c) & 0xFF) << 0)
  89
  90 #define RPC_SMADR               0x0028  /* R/W */
  91 #define RPC_SMOPR               0x002C  /* R/W */
  92 #define RPC_SMOPR_OPD0(o)       (((o) & 0xFF) << 0)
  93 #define RPC_SMOPR_OPD1(o)       (((o) & 0xFF) << 8)
  94 #define RPC_SMOPR_OPD2(o)       (((o) & 0xFF) << 16)
  95 #define RPC_SMOPR_OPD3(o)       (((o) & 0xFF) << 24)
  96
  97 #define RPC_SMENR               0x0030  /* R/W */
  98 #define RPC_SMENR_CDB(o)        (((o) & 0x3) << 30)
  99 #define RPC_SMENR_OCDB(o)       (((o) & 0x3) << 28)
 100 #define RPC_SMENR_ADB(o)        (((o) & 0x3) << 24)
 101 #define RPC_SMENR_OPDB(o)       (((o) & 0x3) << 20)
 102 #define RPC_SMENR_SPIDB(o)      (((o) & 0x3) << 16)
 103 #define RPC_SMENR_DME           BIT(15)
 104 #define RPC_SMENR_CDE           BIT(14)
 105 #define RPC_SMENR_OCDE          BIT(12)
 106 #define RPC_SMENR_ADE(v)        (((v) & 0xF) << 8)
 107 #define RPC_SMENR_OPDE(v)       (((v) & 0xF) << 4)
 108 #define RPC_SMENR_SPIDE(v)      (((v) & 0xF) << 0)
 109
 110 #define RPC_SMRDR0              0x0038  /* R */
 111 #define RPC_SMRDR1              0x003C  /* R */
 112 #define RPC_SMWDR0              0x0040  /* R/W */
 113 #define RPC_SMWDR1              0x0044  /* R/W */
 114 #define RPC_CMNSR               0x0048  /* R */
 115 #define RPC_CMNSR_SSLF          BIT(1)
 116 #define RPC_CMNSR_TEND          BIT(0)
 117
 118 #define RPC_DRDMCR              0x0058  /* R/W */
 119 #define RPC_DRDMCR_DMCYC(v)     (((v) & 0xF) << 0)
 120
 121 #define RPC_DRDRENR             0x005C  /* R/W */
 122 #define RPC_DRDRENR_HYPE        (0x5 << 12)
 123 #define RPC_DRDRENR_ADDRE       BIT(8)
 124 #define RPC_DRDRENR_OPDRE       BIT(4)
 125 #define RPC_DRDRENR_DRDRE       BIT(0)
 126
 127 #define RPC_SMDMCR              0x0060  /* R/W */
 128 #define RPC_SMDMCR_DMCYC(v)     (((v) & 0xF) << 0)
 129
 130 #define RPC_SMDRENR             0x0064  /* R/W */
 131 #define RPC_SMDRENR_HYPE        (0x5 << 12)
 132 #define RPC_SMDRENR_ADDRE       BIT(8)
 133 #define RPC_SMDRENR_OPDRE       BIT(4)
 134 #define RPC_SMDRENR_SPIDRE      BIT(0)
 135
 136 #define RPC_PHYCNT              0x007C  /* R/W */
 137 #define RPC_PHYCNT_CAL          BIT(31)
 138 #define PRC_PHYCNT_OCTA_AA      BIT(22)
 139 #define PRC_PHYCNT_OCTA_SA      BIT(23)
 140 #define PRC_PHYCNT_EXDS         BIT(21)
 141 #define RPC_PHYCNT_OCT          BIT(20)
 142 #define RPC_PHYCNT_STRTIM(v)    (((v) & 0x7) << 15)
 143 #define RPC_PHYCNT_WBUF2        BIT(4)
 144 #define RPC_PHYCNT_WBUF         BIT(2)
 145 #define RPC_PHYCNT_MEM(v)       (((v) & 0x3) << 0)
 146
 147 #define RPC_PHYINT              0x0088  /* R/W */
 148 #define RPC_PHYINT_RSTEN        BIT(18)
 149 #define RPC_PHYINT_WPEN         BIT(17)
 150 #define RPC_PHYINT_INTEN        BIT(16)
 151 #define RPC_PHYINT_RST          BIT(2)
 152 #define RPC_PHYINT_WP           BIT(1)
 153 #define RPC_PHYINT_INT          BIT(0)
 154
 155 #define RPC_WBUF                0x8000  /* R/W size=4/8/16/32/64Bytes */
 156 #define RPC_WBUF_SIZE           0x100
 157
 158 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
 159
 160 struct rpc_spi_plat {
 161         fdt_addr_t      regs;
 162         fdt_addr_t      extr;
 163         s32             freq;   /* Default clock freq, -1 for none */
 164 };
 165
 166 struct rpc_spi_priv {
 167         fdt_addr_t      regs;
 168         fdt_addr_t      extr;
 169         struct clk      clk;
 170
 171         u8              cmdcopy[8];
 172         u32             cmdlen;
 173         bool            cmdstarted;
 174 };
 175
 176 static int rpc_spi_wait_sslf(struct udevice *dev)
 177 {
 178         struct rpc_spi_priv *priv = dev_get_priv(dev->parent);
 179
 180         return wait_for_bit_le32((void *)priv->regs + RPC_CMNSR, RPC_CMNSR_SSLF,
 181                                  false, 1000, false);
 182 }
 183
 184 static int rpc_spi_wait_tend(struct udevice *dev)
 185 {
 186         struct rpc_spi_priv *priv = dev_get_priv(dev->parent);
 187
 188         return wait_for_bit_le32((void *)priv->regs + RPC_CMNSR, RPC_CMNSR_TEND,
 189                                  true, 1000, false);
 190 }
 191
 192 static void rpc_spi_flush_read_cache(struct udevice *dev)
 193 {
 194         struct udevice *bus = dev->parent;
 195         struct rpc_spi_priv *priv = dev_get_priv(bus);
 196
 197         /* Flush read cache */
 198         writel(RPC_DRCR_SSLN | RPC_DRCR_RBURST(0x1f) |
 199                RPC_DRCR_RCF | RPC_DRCR_RBE | RPC_DRCR_SSLE,
 200                priv->regs + RPC_DRCR);
 201         readl(priv->regs + RPC_DRCR);
 202
 203 }
 204
 205 static int rpc_spi_claim_bus(struct udevice *dev, bool manual)
 206 {
 207         struct udevice *bus = dev->parent;
 208         struct rpc_spi_priv *priv = dev_get_priv(bus);
 209
 210         /*
 211          * NOTE: The 0x260 are undocumented bits, but they must be set.
 212          * NOTE: On H3 ES1.x (not supported in mainline U-Boot), the
 213          *       RPC_PHYCNT_STRTIM shall be 0, while on newer parts, the
 214          *       RPC_PHYCNT_STRTIM shall be 6.
 215          */
 216         writel(RPC_PHYCNT_CAL | RPC_PHYCNT_STRTIM(6) | 0x260,
 217                priv->regs + RPC_PHYCNT);
 218         writel((manual ? RPC_CMNCR_MD : 0) | RPC_CMNCR_SFDE |
 219                  RPC_CMNCR_MOIIO_HIZ | RPC_CMNCR_IOFV_HIZ | RPC_CMNCR_BSZ(0),
 220                  priv->regs + RPC_CMNCR);
 221
 222         writel(RPC_SSLDR_SPNDL(7) | RPC_SSLDR_SLNDL(7) |
 223                RPC_SSLDR_SCKDL(7), priv->regs + RPC_SSLDR);
 224
 225         rpc_spi_flush_read_cache(dev);
 226
 227         return 0;
 228 }
 229
 230 static int rpc_spi_release_bus(struct udevice *dev)
 231 {
 232         struct udevice *bus = dev->parent;
 233         struct rpc_spi_priv *priv = dev_get_priv(bus);
 234
 235         /* NOTE: The 0x260 are undocumented bits, but they must be set. */
 236         writel(RPC_PHYCNT_STRTIM(6) | 0x260, priv->regs + RPC_PHYCNT);
 237
 238         rpc_spi_flush_read_cache(dev);
 239
 240         return 0;
 241 }
 242
 243 static int rpc_spi_xfer(struct udevice *dev, unsigned int bitlen,
 244                         const void *dout, void *din, unsigned long flags)
 245 {
 246         struct udevice *bus = dev->parent;
 247         struct rpc_spi_priv *priv = dev_get_priv(bus);
 248         u32 wlen = dout ? (bitlen / 8) : 0;
 249         u32 rlen = din ? (bitlen / 8) : 0;
 250         u32 wloop = DIV_ROUND_UP(wlen, 4);
 251         u32 smenr, smcr, offset;
 252         int ret = 0;
 253
 254         if (!priv->cmdstarted) {
 255                 if (!wlen || rlen)
 256                         BUG();
 257
 258                 memcpy(priv->cmdcopy, dout, wlen);
 259                 priv->cmdlen = wlen;
 260
 261                 /* Command transfer start */
 262                 priv->cmdstarted = true;
 263                 if (!(flags & SPI_XFER_END))
 264                         return 0;
 265         }
 266
 267         offset = (priv->cmdcopy[1] << 16) | (priv->cmdcopy[2] << 8) |
 268                  (priv->cmdcopy[3] << 0);
 269
 270         smenr = 0;
 271
 272         if (wlen || (!rlen && !wlen) || flags == SPI_XFER_ONCE) {
 273                 if (wlen && flags == SPI_XFER_END)
 274                         smenr = RPC_SMENR_SPIDE(0xf);
 275
 276                 rpc_spi_claim_bus(dev, true);
 277
 278                 writel(0, priv->regs + RPC_SMCR);
 279
 280                 if (priv->cmdlen >= 1) {        /* Command(1) */
 281                         writel(RPC_SMCMR_CMD(priv->cmdcopy[0]),
 282                                priv->regs + RPC_SMCMR);
 283                         smenr |= RPC_SMENR_CDE;
 284                 } else {
 285                         writel(0, priv->regs + RPC_SMCMR);
 286                 }
 287
 288                 if (priv->cmdlen >= 4) {        /* Address(3) */
 289                         writel(offset, priv->regs + RPC_SMADR);
 290                         smenr |= RPC_SMENR_ADE(7);
 291                 } else {
 292                         writel(0, priv->regs + RPC_SMADR);
 293                 }
 294
 295                 if (priv->cmdlen >= 5) {        /* Dummy(n) */
 296                         writel(8 * (priv->cmdlen - 4) - 1,
 297                                priv->regs + RPC_SMDMCR);
 298                         smenr |= RPC_SMENR_DME;
 299                 } else {
 300                         writel(0, priv->regs + RPC_SMDMCR);
 301                 }
 302
 303                 writel(0, priv->regs + RPC_SMOPR);
 304
 305                 writel(0, priv->regs + RPC_SMDRENR);
 306
 307                 if (wlen && flags == SPI_XFER_END) {
 308                         u32 *datout = (u32 *)dout;
 309
 310                         while (wloop--) {
 311                                 smcr = RPC_SMCR_SPIWE | RPC_SMCR_SPIE;
 312                                 if (wloop >= 1)
 313                                         smcr |= RPC_SMCR_SSLKP;
 314                                 writel(smenr, priv->regs + RPC_SMENR);
 315                                 writel(*datout, priv->regs + RPC_SMWDR0);
 316                                 writel(smcr, priv->regs + RPC_SMCR);
 317                                 ret = rpc_spi_wait_tend(dev);
 318                                 if (ret)
 319                                         goto err;
 320                                 datout++;
 321                                 smenr = RPC_SMENR_SPIDE(0xf);
 322                         }
 323
 324                         ret = rpc_spi_wait_sslf(dev);
 325
 326                 } else {
 327                         writel(smenr, priv->regs + RPC_SMENR);
 328                         writel(RPC_SMCR_SPIE, priv->regs + RPC_SMCR);
 329                         ret = rpc_spi_wait_tend(dev);
 330                 }
 331         } else {        /* Read data only, using DRx ext access */
 332                 rpc_spi_claim_bus(dev, false);
 333
 334                 if (priv->cmdlen >= 1) {        /* Command(1) */
 335                         writel(RPC_DRCMR_CMD(priv->cmdcopy[0]),
 336                                priv->regs + RPC_DRCMR);
 337                         smenr |= RPC_DRENR_CDE;
 338                 } else {
 339                         writel(0, priv->regs + RPC_DRCMR);
 340                 }
 341
 342                 if (priv->cmdlen >= 4)          /* Address(3) */
 343                         smenr |= RPC_DRENR_ADE(7);
 344
 345                 if (priv->cmdlen >= 5) {        /* Dummy(n) */
 346                         writel(8 * (priv->cmdlen - 4) - 1,
 347                                priv->regs + RPC_DRDMCR);
 348                         smenr |= RPC_DRENR_DME;
 349                 } else {
 350                         writel(0, priv->regs + RPC_DRDMCR);
 351                 }
 352
 353                 writel(0, priv->regs + RPC_DROPR);
 354
 355                 writel(smenr, priv->regs + RPC_DRENR);
 356
 357                 if (rlen)
 358                         memcpy_fromio(din, (void *)(priv->extr + offset), rlen);
 359                 else
 360                         readl(priv->extr);      /* Dummy read */
 361         }
 362
 363 err:
 364         priv->cmdstarted = false;
 365
 366         rpc_spi_release_bus(dev);
 367
 368         return ret;
 369 }
 370
 371 static int rpc_spi_set_speed(struct udevice *bus, uint speed)
 372 {
 373         /* This is a SPI NOR controller, do nothing. */
 374         return 0;
 375 }
 376
 377 static int rpc_spi_set_mode(struct udevice *bus, uint mode)
 378 {
 379         /* This is a SPI NOR controller, do nothing. */
 380         return 0;
 381 }
 382
 383 static int rpc_spi_bind(struct udevice *parent)
 384 {
 385         const void *fdt = gd->fdt_blob;
 386         ofnode node;
 387         int ret, off;
 388
 389         /*
 390          * Check if there are any SPI NOR child nodes, if so, bind as
 391          * this controller will be operated in SPI mode.
 392          */
 393         dev_for_each_subnode(node, parent) {
 394                 off = ofnode_to_offset(node);
 395
 396                 ret = fdt_node_check_compatible(fdt, off, "spi-flash");
 397                 if (!ret)
 398                         return 0;
 399
 400                 ret = fdt_node_check_compatible(fdt, off, "jedec,spi-nor");
 401                 if (!ret)
 402                         return 0;
 403         }
 404
 405         return -ENODEV;
 406 }
 407
 408 static int rpc_spi_probe(struct udevice *dev)
 409 {
 410         struct rpc_spi_plat *plat = dev_get_plat(dev);
 411         struct rpc_spi_priv *priv = dev_get_priv(dev);
 412
 413         priv->regs = plat->regs;
 414         priv->extr = plat->extr;
 415 #if CONFIG_IS_ENABLED(CLK)
 416         clk_enable(&priv->clk);
 417 #endif
 418         return 0;
 419 }
 420
 421 static int rpc_spi_of_to_plat(struct udevice *bus)
 422 {
 423         struct rpc_spi_plat *plat = dev_get_plat(bus);
 424
 425         plat->regs = dev_read_addr_index(bus, 0);
 426         plat->extr = dev_read_addr_index(bus, 1);
 427
 428 #if CONFIG_IS_ENABLED(CLK)
 429         struct rpc_spi_priv *priv = dev_get_priv(bus);
 430         int ret;
 431
 432         ret = clk_get_by_index(bus, 0, &priv->clk);
 433         if (ret < 0) {
 434                 printf("%s: Could not get clock for %s: %d\n",
 435                        __func__, bus->name, ret);
 436                 return ret;
 437         }
 438 #endif
 439
 440         plat->freq = dev_read_u32_default(bus, "spi-max-freq", 50000000);
 441
 442         return 0;
 443 }
 444
 445 static const struct dm_spi_ops rpc_spi_ops = {
 446         .xfer           = rpc_spi_xfer,
 447         .set_speed      = rpc_spi_set_speed,
 448         .set_mode       = rpc_spi_set_mode,
 449 };
 450
 451 static const struct udevice_id rpc_spi_ids[] = {
 452         { .compatible = "renesas,rpc-r7s72100" },
 453         { .compatible = "renesas,rpc-r8a7795" },
 454         { .compatible = "renesas,rpc-r8a7796" },
 455         { .compatible = "renesas,rpc-r8a77965" },
 456         { .compatible = "renesas,rpc-r8a77970" },
 457         { .compatible = "renesas,rpc-r8a77995" },
 458         { .compatible = "renesas,rcar-gen3-rpc" },
 459         { }
 460 };
 461
 462 U_BOOT_DRIVER(rpc_spi) = {
 463         .name           = "rpc_spi",
 464         .id             = UCLASS_SPI,
 465         .of_match       = rpc_spi_ids,
 466         .ops            = &rpc_spi_ops,
 467         .of_to_plat = rpc_spi_of_to_plat,
 468         .plat_auto      = sizeof(struct rpc_spi_plat),
 469         .priv_auto      = sizeof(struct rpc_spi_priv),
 470         .bind           = rpc_spi_bind,
 471         .probe          = rpc_spi_probe,
 472 };