Linux-libre 5.3.12-gnu
[librecmc/linux-libre.git] / drivers / pci / controller / pcie-rcar.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * PCIe driver for Renesas R-Car SoCs
4  *  Copyright (C) 2014 Renesas Electronics Europe Ltd
5  *
6  * Based on:
7  *  arch/sh/drivers/pci/pcie-sh7786.c
8  *  arch/sh/drivers/pci/ops-sh7786.c
9  *  Copyright (C) 2009 - 2011  Paul Mundt
10  *
11  * Author: Phil Edworthy <phil.edworthy@renesas.com>
12  */
13
14 #include <linux/bitops.h>
15 #include <linux/clk.h>
16 #include <linux/delay.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/irq.h>
19 #include <linux/irqdomain.h>
20 #include <linux/kernel.h>
21 #include <linux/init.h>
22 #include <linux/msi.h>
23 #include <linux/of_address.h>
24 #include <linux/of_irq.h>
25 #include <linux/of_pci.h>
26 #include <linux/of_platform.h>
27 #include <linux/pci.h>
28 #include <linux/phy/phy.h>
29 #include <linux/platform_device.h>
30 #include <linux/pm_runtime.h>
31 #include <linux/slab.h>
32
33 #include "../pci.h"
34
35 #define PCIECAR                 0x000010
36 #define PCIECCTLR               0x000018
37 #define  CONFIG_SEND_ENABLE     BIT(31)
38 #define  TYPE0                  (0 << 8)
39 #define  TYPE1                  BIT(8)
40 #define PCIECDR                 0x000020
41 #define PCIEMSR                 0x000028
42 #define PCIEINTXR               0x000400
43 #define PCIEPHYSR               0x0007f0
44 #define  PHYRDY                 BIT(0)
45 #define PCIEMSITXR              0x000840
46
47 /* Transfer control */
48 #define PCIETCTLR               0x02000
49 #define  DL_DOWN                BIT(3)
50 #define  CFINIT                 BIT(0)
51 #define PCIETSTR                0x02004
52 #define  DATA_LINK_ACTIVE       BIT(0)
53 #define PCIEERRFR               0x02020
54 #define  UNSUPPORTED_REQUEST    BIT(4)
55 #define PCIEMSIFR               0x02044
56 #define PCIEMSIALR              0x02048
57 #define  MSIFE                  BIT(0)
58 #define PCIEMSIAUR              0x0204c
59 #define PCIEMSIIER              0x02050
60
61 /* root port address */
62 #define PCIEPRAR(x)             (0x02080 + ((x) * 0x4))
63
64 /* local address reg & mask */
65 #define PCIELAR(x)              (0x02200 + ((x) * 0x20))
66 #define PCIELAMR(x)             (0x02208 + ((x) * 0x20))
67 #define  LAM_PREFETCH           BIT(3)
68 #define  LAM_64BIT              BIT(2)
69 #define  LAR_ENABLE             BIT(1)
70
71 /* PCIe address reg & mask */
72 #define PCIEPALR(x)             (0x03400 + ((x) * 0x20))
73 #define PCIEPAUR(x)             (0x03404 + ((x) * 0x20))
74 #define PCIEPAMR(x)             (0x03408 + ((x) * 0x20))
75 #define PCIEPTCTLR(x)           (0x0340c + ((x) * 0x20))
76 #define  PAR_ENABLE             BIT(31)
77 #define  IO_SPACE               BIT(8)
78
79 /* Configuration */
80 #define PCICONF(x)              (0x010000 + ((x) * 0x4))
81 #define PMCAP(x)                (0x010040 + ((x) * 0x4))
82 #define EXPCAP(x)               (0x010070 + ((x) * 0x4))
83 #define VCCAP(x)                (0x010100 + ((x) * 0x4))
84
85 /* link layer */
86 #define IDSETR1                 0x011004
87 #define TLCTLR                  0x011048
88 #define MACSR                   0x011054
89 #define  SPCHGFIN               BIT(4)
90 #define  SPCHGFAIL              BIT(6)
91 #define  SPCHGSUC               BIT(7)
92 #define  LINK_SPEED             (0xf << 16)
93 #define  LINK_SPEED_2_5GTS      (1 << 16)
94 #define  LINK_SPEED_5_0GTS      (2 << 16)
95 #define MACCTLR                 0x011058
96 #define  SPEED_CHANGE           BIT(24)
97 #define  SCRAMBLE_DISABLE       BIT(27)
98 #define PMSR                    0x01105c
99 #define MACS2R                  0x011078
100 #define MACCGSPSETR             0x011084
101 #define  SPCNGRSN               BIT(31)
102
103 /* R-Car H1 PHY */
104 #define H1_PCIEPHYADRR          0x04000c
105 #define  WRITE_CMD              BIT(16)
106 #define  PHY_ACK                BIT(24)
107 #define  RATE_POS               12
108 #define  LANE_POS               8
109 #define  ADR_POS                0
110 #define H1_PCIEPHYDOUTR         0x040014
111
112 /* R-Car Gen2 PHY */
113 #define GEN2_PCIEPHYADDR        0x780
114 #define GEN2_PCIEPHYDATA        0x784
115 #define GEN2_PCIEPHYCTRL        0x78c
116
117 #define INT_PCI_MSI_NR          32
118
119 #define RCONF(x)                (PCICONF(0) + (x))
120 #define RPMCAP(x)               (PMCAP(0) + (x))
121 #define REXPCAP(x)              (EXPCAP(0) + (x))
122 #define RVCCAP(x)               (VCCAP(0) + (x))
123
124 #define PCIE_CONF_BUS(b)        (((b) & 0xff) << 24)
125 #define PCIE_CONF_DEV(d)        (((d) & 0x1f) << 19)
126 #define PCIE_CONF_FUNC(f)       (((f) & 0x7) << 16)
127
128 #define RCAR_PCI_MAX_RESOURCES  4
129 #define MAX_NR_INBOUND_MAPS     6
130
131 struct rcar_msi {
132         DECLARE_BITMAP(used, INT_PCI_MSI_NR);
133         struct irq_domain *domain;
134         struct msi_controller chip;
135         unsigned long pages;
136         struct mutex lock;
137         int irq1;
138         int irq2;
139 };
140
141 static inline struct rcar_msi *to_rcar_msi(struct msi_controller *chip)
142 {
143         return container_of(chip, struct rcar_msi, chip);
144 }
145
146 /* Structure representing the PCIe interface */
147 struct rcar_pcie {
148         struct device           *dev;
149         struct phy              *phy;
150         void __iomem            *base;
151         struct list_head        resources;
152         int                     root_bus_nr;
153         struct clk              *bus_clk;
154         struct                  rcar_msi msi;
155 };
156
157 static void rcar_pci_write_reg(struct rcar_pcie *pcie, u32 val,
158                                unsigned int reg)
159 {
160         writel(val, pcie->base + reg);
161 }
162
163 static u32 rcar_pci_read_reg(struct rcar_pcie *pcie, unsigned int reg)
164 {
165         return readl(pcie->base + reg);
166 }
167
168 enum {
169         RCAR_PCI_ACCESS_READ,
170         RCAR_PCI_ACCESS_WRITE,
171 };
172
173 static void rcar_rmw32(struct rcar_pcie *pcie, int where, u32 mask, u32 data)
174 {
175         unsigned int shift = BITS_PER_BYTE * (where & 3);
176         u32 val = rcar_pci_read_reg(pcie, where & ~3);
177
178         val &= ~(mask << shift);
179         val |= data << shift;
180         rcar_pci_write_reg(pcie, val, where & ~3);
181 }
182
183 static u32 rcar_read_conf(struct rcar_pcie *pcie, int where)
184 {
185         unsigned int shift = BITS_PER_BYTE * (where & 3);
186         u32 val = rcar_pci_read_reg(pcie, where & ~3);
187
188         return val >> shift;
189 }
190
191 /* Serialization is provided by 'pci_lock' in drivers/pci/access.c */
192 static int rcar_pcie_config_access(struct rcar_pcie *pcie,
193                 unsigned char access_type, struct pci_bus *bus,
194                 unsigned int devfn, int where, u32 *data)
195 {
196         unsigned int dev, func, reg, index;
197
198         dev = PCI_SLOT(devfn);
199         func = PCI_FUNC(devfn);
200         reg = where & ~3;
201         index = reg / 4;
202
203         /*
204          * While each channel has its own memory-mapped extended config
205          * space, it's generally only accessible when in endpoint mode.
206          * When in root complex mode, the controller is unable to target
207          * itself with either type 0 or type 1 accesses, and indeed, any
208          * controller initiated target transfer to its own config space
209          * result in a completer abort.
210          *
211          * Each channel effectively only supports a single device, but as
212          * the same channel <-> device access works for any PCI_SLOT()
213          * value, we cheat a bit here and bind the controller's config
214          * space to devfn 0 in order to enable self-enumeration. In this
215          * case the regular ECAR/ECDR path is sidelined and the mangled
216          * config access itself is initiated as an internal bus transaction.
217          */
218         if (pci_is_root_bus(bus)) {
219                 if (dev != 0)
220                         return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
221
222                 if (access_type == RCAR_PCI_ACCESS_READ) {
223                         *data = rcar_pci_read_reg(pcie, PCICONF(index));
224                 } else {
225                         /* Keep an eye out for changes to the root bus number */
226                         if (pci_is_root_bus(bus) && (reg == PCI_PRIMARY_BUS))
227                                 pcie->root_bus_nr = *data & 0xff;
228
229                         rcar_pci_write_reg(pcie, *data, PCICONF(index));
230                 }
231
232                 return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
233         }
234
235         if (pcie->root_bus_nr < 0)
236                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
237
238         /* Clear errors */
239         rcar_pci_write_reg(pcie, rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEERRFR), PCIEERRFR);
240
241         /* Set the PIO address */
242         rcar_pci_write_reg(pcie, PCIE_CONF_BUS(bus->number) |
243                 PCIE_CONF_DEV(dev) | PCIE_CONF_FUNC(func) | reg, PCIECAR);
244
245         /* Enable the configuration access */
246         if (bus->parent->number == pcie->root_bus_nr)
247                 rcar_pci_write_reg(pcie, CONFIG_SEND_ENABLE | TYPE0, PCIECCTLR);
248         else
249                 rcar_pci_write_reg(pcie, CONFIG_SEND_ENABLE | TYPE1, PCIECCTLR);
250
251         /* Check for errors */
252         if (rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEERRFR) & UNSUPPORTED_REQUEST)
253                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
254
255         /* Check for master and target aborts */
256         if (rcar_read_conf(pcie, RCONF(PCI_STATUS)) &
257                 (PCI_STATUS_REC_MASTER_ABORT | PCI_STATUS_REC_TARGET_ABORT))
258                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
259
260         if (access_type == RCAR_PCI_ACCESS_READ)
261                 *data = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIECDR);
262         else
263                 rcar_pci_write_reg(pcie, *data, PCIECDR);
264
265         /* Disable the configuration access */
266         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIECCTLR);
267
268         return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
269 }
270
271 static int rcar_pcie_read_conf(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
272                                int where, int size, u32 *val)
273 {
274         struct rcar_pcie *pcie = bus->sysdata;
275         int ret;
276
277         ret = rcar_pcie_config_access(pcie, RCAR_PCI_ACCESS_READ,
278                                       bus, devfn, where, val);
279         if (ret != PCIBIOS_SUCCESSFUL) {
280                 *val = 0xffffffff;
281                 return ret;
282         }
283
284         if (size == 1)
285                 *val = (*val >> (BITS_PER_BYTE * (where & 3))) & 0xff;
286         else if (size == 2)
287                 *val = (*val >> (BITS_PER_BYTE * (where & 2))) & 0xffff;
288
289         dev_dbg(&bus->dev, "pcie-config-read: bus=%3d devfn=0x%04x where=0x%04x size=%d val=0x%08x\n",
290                 bus->number, devfn, where, size, *val);
291
292         return ret;
293 }
294
295 /* Serialization is provided by 'pci_lock' in drivers/pci/access.c */
296 static int rcar_pcie_write_conf(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
297                                 int where, int size, u32 val)
298 {
299         struct rcar_pcie *pcie = bus->sysdata;
300         unsigned int shift;
301         u32 data;
302         int ret;
303
304         ret = rcar_pcie_config_access(pcie, RCAR_PCI_ACCESS_READ,
305                                       bus, devfn, where, &data);
306         if (ret != PCIBIOS_SUCCESSFUL)
307                 return ret;
308
309         dev_dbg(&bus->dev, "pcie-config-write: bus=%3d devfn=0x%04x where=0x%04x size=%d val=0x%08x\n",
310                 bus->number, devfn, where, size, val);
311
312         if (size == 1) {
313                 shift = BITS_PER_BYTE * (where & 3);
314                 data &= ~(0xff << shift);
315                 data |= ((val & 0xff) << shift);
316         } else if (size == 2) {
317                 shift = BITS_PER_BYTE * (where & 2);
318                 data &= ~(0xffff << shift);
319                 data |= ((val & 0xffff) << shift);
320         } else
321                 data = val;
322
323         ret = rcar_pcie_config_access(pcie, RCAR_PCI_ACCESS_WRITE,
324                                       bus, devfn, where, &data);
325
326         return ret;
327 }
328
329 static struct pci_ops rcar_pcie_ops = {
330         .read   = rcar_pcie_read_conf,
331         .write  = rcar_pcie_write_conf,
332 };
333
334 static void rcar_pcie_setup_window(int win, struct rcar_pcie *pcie,
335                                    struct resource *res)
336 {
337         /* Setup PCIe address space mappings for each resource */
338         resource_size_t size;
339         resource_size_t res_start;
340         u32 mask;
341
342         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00000000, PCIEPTCTLR(win));
343
344         /*
345          * The PAMR mask is calculated in units of 128Bytes, which
346          * keeps things pretty simple.
347          */
348         size = resource_size(res);
349         mask = (roundup_pow_of_two(size) / SZ_128) - 1;
350         rcar_pci_write_reg(pcie, mask << 7, PCIEPAMR(win));
351
352         if (res->flags & IORESOURCE_IO)
353                 res_start = pci_pio_to_address(res->start);
354         else
355                 res_start = res->start;
356
357         rcar_pci_write_reg(pcie, upper_32_bits(res_start), PCIEPAUR(win));
358         rcar_pci_write_reg(pcie, lower_32_bits(res_start) & ~0x7F,
359                            PCIEPALR(win));
360
361         /* First resource is for IO */
362         mask = PAR_ENABLE;
363         if (res->flags & IORESOURCE_IO)
364                 mask |= IO_SPACE;
365
366         rcar_pci_write_reg(pcie, mask, PCIEPTCTLR(win));
367 }
368
369 static int rcar_pcie_setup(struct list_head *resource, struct rcar_pcie *pci)
370 {
371         struct resource_entry *win;
372         int i = 0;
373
374         /* Setup PCI resources */
375         resource_list_for_each_entry(win, &pci->resources) {
376                 struct resource *res = win->res;
377
378                 if (!res->flags)
379                         continue;
380
381                 switch (resource_type(res)) {
382                 case IORESOURCE_IO:
383                 case IORESOURCE_MEM:
384                         rcar_pcie_setup_window(i, pci, res);
385                         i++;
386                         break;
387                 case IORESOURCE_BUS:
388                         pci->root_bus_nr = res->start;
389                         break;
390                 default:
391                         continue;
392                 }
393
394                 pci_add_resource(resource, res);
395         }
396
397         return 1;
398 }
399
400 static void rcar_pcie_force_speedup(struct rcar_pcie *pcie)
401 {
402         struct device *dev = pcie->dev;
403         unsigned int timeout = 1000;
404         u32 macsr;
405
406         if ((rcar_pci_read_reg(pcie, MACS2R) & LINK_SPEED) != LINK_SPEED_5_0GTS)
407                 return;
408
409         if (rcar_pci_read_reg(pcie, MACCTLR) & SPEED_CHANGE) {
410                 dev_err(dev, "Speed change already in progress\n");
411                 return;
412         }
413
414         macsr = rcar_pci_read_reg(pcie, MACSR);
415         if ((macsr & LINK_SPEED) == LINK_SPEED_5_0GTS)
416                 goto done;
417
418         /* Set target link speed to 5.0 GT/s */
419         rcar_rmw32(pcie, EXPCAP(12), PCI_EXP_LNKSTA_CLS,
420                    PCI_EXP_LNKSTA_CLS_5_0GB);
421
422         /* Set speed change reason as intentional factor */
423         rcar_rmw32(pcie, MACCGSPSETR, SPCNGRSN, 0);
424
425         /* Clear SPCHGFIN, SPCHGSUC, and SPCHGFAIL */
426         if (macsr & (SPCHGFIN | SPCHGSUC | SPCHGFAIL))
427                 rcar_pci_write_reg(pcie, macsr, MACSR);
428
429         /* Start link speed change */
430         rcar_rmw32(pcie, MACCTLR, SPEED_CHANGE, SPEED_CHANGE);
431
432         while (timeout--) {
433                 macsr = rcar_pci_read_reg(pcie, MACSR);
434                 if (macsr & SPCHGFIN) {
435                         /* Clear the interrupt bits */
436                         rcar_pci_write_reg(pcie, macsr, MACSR);
437
438                         if (macsr & SPCHGFAIL)
439                                 dev_err(dev, "Speed change failed\n");
440
441                         goto done;
442                 }
443
444                 msleep(1);
445         }
446
447         dev_err(dev, "Speed change timed out\n");
448
449 done:
450         dev_info(dev, "Current link speed is %s GT/s\n",
451                  (macsr & LINK_SPEED) == LINK_SPEED_5_0GTS ? "5" : "2.5");
452 }
453
454 static int rcar_pcie_enable(struct rcar_pcie *pcie)
455 {
456         struct device *dev = pcie->dev;
457         struct pci_host_bridge *bridge = pci_host_bridge_from_priv(pcie);
458         struct pci_bus *bus, *child;
459         int ret;
460
461         /* Try setting 5 GT/s link speed */
462         rcar_pcie_force_speedup(pcie);
463
464         rcar_pcie_setup(&bridge->windows, pcie);
465
466         pci_add_flags(PCI_REASSIGN_ALL_BUS);
467
468         bridge->dev.parent = dev;
469         bridge->sysdata = pcie;
470         bridge->busnr = pcie->root_bus_nr;
471         bridge->ops = &rcar_pcie_ops;
472         bridge->map_irq = of_irq_parse_and_map_pci;
473         bridge->swizzle_irq = pci_common_swizzle;
474         if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_MSI))
475                 bridge->msi = &pcie->msi.chip;
476
477         ret = pci_scan_root_bus_bridge(bridge);
478         if (ret < 0)
479                 return ret;
480
481         bus = bridge->bus;
482
483         pci_bus_size_bridges(bus);
484         pci_bus_assign_resources(bus);
485
486         list_for_each_entry(child, &bus->children, node)
487                 pcie_bus_configure_settings(child);
488
489         pci_bus_add_devices(bus);
490
491         return 0;
492 }
493
494 static int phy_wait_for_ack(struct rcar_pcie *pcie)
495 {
496         struct device *dev = pcie->dev;
497         unsigned int timeout = 100;
498
499         while (timeout--) {
500                 if (rcar_pci_read_reg(pcie, H1_PCIEPHYADRR) & PHY_ACK)
501                         return 0;
502
503                 udelay(100);
504         }
505
506         dev_err(dev, "Access to PCIe phy timed out\n");
507
508         return -ETIMEDOUT;
509 }
510
511 static void phy_write_reg(struct rcar_pcie *pcie,
512                           unsigned int rate, u32 addr,
513                           unsigned int lane, u32 data)
514 {
515         u32 phyaddr;
516
517         phyaddr = WRITE_CMD |
518                 ((rate & 1) << RATE_POS) |
519                 ((lane & 0xf) << LANE_POS) |
520                 ((addr & 0xff) << ADR_POS);
521
522         /* Set write data */
523         rcar_pci_write_reg(pcie, data, H1_PCIEPHYDOUTR);
524         rcar_pci_write_reg(pcie, phyaddr, H1_PCIEPHYADRR);
525
526         /* Ignore errors as they will be dealt with if the data link is down */
527         phy_wait_for_ack(pcie);
528
529         /* Clear command */
530         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, H1_PCIEPHYDOUTR);
531         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, H1_PCIEPHYADRR);
532
533         /* Ignore errors as they will be dealt with if the data link is down */
534         phy_wait_for_ack(pcie);
535 }
536
537 static int rcar_pcie_wait_for_phyrdy(struct rcar_pcie *pcie)
538 {
539         unsigned int timeout = 10;
540
541         while (timeout--) {
542                 if (rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEPHYSR) & PHYRDY)
543                         return 0;
544
545                 msleep(5);
546         }
547
548         return -ETIMEDOUT;
549 }
550
551 static int rcar_pcie_wait_for_dl(struct rcar_pcie *pcie)
552 {
553         unsigned int timeout = 10000;
554
555         while (timeout--) {
556                 if ((rcar_pci_read_reg(pcie, PCIETSTR) & DATA_LINK_ACTIVE))
557                         return 0;
558
559                 udelay(5);
560                 cpu_relax();
561         }
562
563         return -ETIMEDOUT;
564 }
565
566 static int rcar_pcie_hw_init(struct rcar_pcie *pcie)
567 {
568         int err;
569
570         /* Begin initialization */
571         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIETCTLR);
572
573         /* Set mode */
574         rcar_pci_write_reg(pcie, 1, PCIEMSR);
575
576         err = rcar_pcie_wait_for_phyrdy(pcie);
577         if (err)
578                 return err;
579
580         /*
581          * Initial header for port config space is type 1, set the device
582          * class to match. Hardware takes care of propagating the IDSETR
583          * settings, so there is no need to bother with a quirk.
584          */
585         rcar_pci_write_reg(pcie, PCI_CLASS_BRIDGE_PCI << 16, IDSETR1);
586
587         /*
588          * Setup Secondary Bus Number & Subordinate Bus Number, even though
589          * they aren't used, to avoid bridge being detected as broken.
590          */
591         rcar_rmw32(pcie, RCONF(PCI_SECONDARY_BUS), 0xff, 1);
592         rcar_rmw32(pcie, RCONF(PCI_SUBORDINATE_BUS), 0xff, 1);
593
594         /* Initialize default capabilities. */
595         rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(0), 0xff, PCI_CAP_ID_EXP);
596         rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(PCI_EXP_FLAGS),
597                 PCI_EXP_FLAGS_TYPE, PCI_EXP_TYPE_ROOT_PORT << 4);
598         rcar_rmw32(pcie, RCONF(PCI_HEADER_TYPE), 0x7f,
599                 PCI_HEADER_TYPE_BRIDGE);
600
601         /* Enable data link layer active state reporting */
602         rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(PCI_EXP_LNKCAP), PCI_EXP_LNKCAP_DLLLARC,
603                 PCI_EXP_LNKCAP_DLLLARC);
604
605         /* Write out the physical slot number = 0 */
606         rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(PCI_EXP_SLTCAP), PCI_EXP_SLTCAP_PSN, 0);
607
608         /* Set the completion timer timeout to the maximum 50ms. */
609         rcar_rmw32(pcie, TLCTLR + 1, 0x3f, 50);
610
611         /* Terminate list of capabilities (Next Capability Offset=0) */
612         rcar_rmw32(pcie, RVCCAP(0), 0xfff00000, 0);
613
614         /* Enable MSI */
615         if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_MSI))
616                 rcar_pci_write_reg(pcie, 0x801f0000, PCIEMSITXR);
617
618         /* Finish initialization - establish a PCI Express link */
619         rcar_pci_write_reg(pcie, CFINIT, PCIETCTLR);
620
621         /* This will timeout if we don't have a link. */
622         err = rcar_pcie_wait_for_dl(pcie);
623         if (err)
624                 return err;
625
626         /* Enable INTx interrupts */
627         rcar_rmw32(pcie, PCIEINTXR, 0, 0xF << 8);
628
629         wmb();
630
631         return 0;
632 }
633
634 static int rcar_pcie_phy_init_h1(struct rcar_pcie *pcie)
635 {
636         /* Initialize the phy */
637         phy_write_reg(pcie, 0, 0x42, 0x1, 0x0EC34191);
638         phy_write_reg(pcie, 1, 0x42, 0x1, 0x0EC34180);
639         phy_write_reg(pcie, 0, 0x43, 0x1, 0x00210188);
640         phy_write_reg(pcie, 1, 0x43, 0x1, 0x00210188);
641         phy_write_reg(pcie, 0, 0x44, 0x1, 0x015C0014);
642         phy_write_reg(pcie, 1, 0x44, 0x1, 0x015C0014);
643         phy_write_reg(pcie, 1, 0x4C, 0x1, 0x786174A0);
644         phy_write_reg(pcie, 1, 0x4D, 0x1, 0x048000BB);
645         phy_write_reg(pcie, 0, 0x51, 0x1, 0x079EC062);
646         phy_write_reg(pcie, 0, 0x52, 0x1, 0x20000000);
647         phy_write_reg(pcie, 1, 0x52, 0x1, 0x20000000);
648         phy_write_reg(pcie, 1, 0x56, 0x1, 0x00003806);
649
650         phy_write_reg(pcie, 0, 0x60, 0x1, 0x004B03A5);
651         phy_write_reg(pcie, 0, 0x64, 0x1, 0x3F0F1F0F);
652         phy_write_reg(pcie, 0, 0x66, 0x1, 0x00008000);
653
654         return 0;
655 }
656
657 static int rcar_pcie_phy_init_gen2(struct rcar_pcie *pcie)
658 {
659         /*
660          * These settings come from the R-Car Series, 2nd Generation User's
661          * Manual, section 50.3.1 (2) Initialization of the physical layer.
662          */
663         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x000f0030, GEN2_PCIEPHYADDR);
664         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00381203, GEN2_PCIEPHYDATA);
665         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00000001, GEN2_PCIEPHYCTRL);
666         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00000006, GEN2_PCIEPHYCTRL);
667
668         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x000f0054, GEN2_PCIEPHYADDR);
669         /* The following value is for DC connection, no termination resistor */
670         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x13802007, GEN2_PCIEPHYDATA);
671         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00000001, GEN2_PCIEPHYCTRL);
672         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00000006, GEN2_PCIEPHYCTRL);
673
674         return 0;
675 }
676
677 static int rcar_pcie_phy_init_gen3(struct rcar_pcie *pcie)
678 {
679         int err;
680
681         err = phy_init(pcie->phy);
682         if (err)
683                 return err;
684
685         err = phy_power_on(pcie->phy);
686         if (err)
687                 phy_exit(pcie->phy);
688
689         return err;
690 }
691
692 static int rcar_msi_alloc(struct rcar_msi *chip)
693 {
694         int msi;
695
696         mutex_lock(&chip->lock);
697
698         msi = find_first_zero_bit(chip->used, INT_PCI_MSI_NR);
699         if (msi < INT_PCI_MSI_NR)
700                 set_bit(msi, chip->used);
701         else
702                 msi = -ENOSPC;
703
704         mutex_unlock(&chip->lock);
705
706         return msi;
707 }
708
709 static int rcar_msi_alloc_region(struct rcar_msi *chip, int no_irqs)
710 {
711         int msi;
712
713         mutex_lock(&chip->lock);
714         msi = bitmap_find_free_region(chip->used, INT_PCI_MSI_NR,
715                                       order_base_2(no_irqs));
716         mutex_unlock(&chip->lock);
717
718         return msi;
719 }
720
721 static void rcar_msi_free(struct rcar_msi *chip, unsigned long irq)
722 {
723         mutex_lock(&chip->lock);
724         clear_bit(irq, chip->used);
725         mutex_unlock(&chip->lock);
726 }
727
728 static irqreturn_t rcar_pcie_msi_irq(int irq, void *data)
729 {
730         struct rcar_pcie *pcie = data;
731         struct rcar_msi *msi = &pcie->msi;
732         struct device *dev = pcie->dev;
733         unsigned long reg;
734
735         reg = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIFR);
736
737         /* MSI & INTx share an interrupt - we only handle MSI here */
738         if (!reg)
739                 return IRQ_NONE;
740
741         while (reg) {
742                 unsigned int index = find_first_bit(&reg, 32);
743                 unsigned int msi_irq;
744
745                 /* clear the interrupt */
746                 rcar_pci_write_reg(pcie, 1 << index, PCIEMSIFR);
747
748                 msi_irq = irq_find_mapping(msi->domain, index);
749                 if (msi_irq) {
750                         if (test_bit(index, msi->used))
751                                 generic_handle_irq(msi_irq);
752                         else
753                                 dev_info(dev, "unhandled MSI\n");
754                 } else {
755                         /* Unknown MSI, just clear it */
756                         dev_dbg(dev, "unexpected MSI\n");
757                 }
758
759                 /* see if there's any more pending in this vector */
760                 reg = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIFR);
761         }
762
763         return IRQ_HANDLED;
764 }
765
766 static int rcar_msi_setup_irq(struct msi_controller *chip, struct pci_dev *pdev,
767                               struct msi_desc *desc)
768 {
769         struct rcar_msi *msi = to_rcar_msi(chip);
770         struct rcar_pcie *pcie = container_of(chip, struct rcar_pcie, msi.chip);
771         struct msi_msg msg;
772         unsigned int irq;
773         int hwirq;
774
775         hwirq = rcar_msi_alloc(msi);
776         if (hwirq < 0)
777                 return hwirq;
778
779         irq = irq_find_mapping(msi->domain, hwirq);
780         if (!irq) {
781                 rcar_msi_free(msi, hwirq);
782                 return -EINVAL;
783         }
784
785         irq_set_msi_desc(irq, desc);
786
787         msg.address_lo = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIALR) & ~MSIFE;
788         msg.address_hi = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIAUR);
789         msg.data = hwirq;
790
791         pci_write_msi_msg(irq, &msg);
792
793         return 0;
794 }
795
796 static int rcar_msi_setup_irqs(struct msi_controller *chip,
797                                struct pci_dev *pdev, int nvec, int type)
798 {
799         struct rcar_pcie *pcie = container_of(chip, struct rcar_pcie, msi.chip);
800         struct rcar_msi *msi = to_rcar_msi(chip);
801         struct msi_desc *desc;
802         struct msi_msg msg;
803         unsigned int irq;
804         int hwirq;
805         int i;
806
807         /* MSI-X interrupts are not supported */
808         if (type == PCI_CAP_ID_MSIX)
809                 return -EINVAL;
810
811         WARN_ON(!list_is_singular(&pdev->dev.msi_list));
812         desc = list_entry(pdev->dev.msi_list.next, struct msi_desc, list);
813
814         hwirq = rcar_msi_alloc_region(msi, nvec);
815         if (hwirq < 0)
816                 return -ENOSPC;
817
818         irq = irq_find_mapping(msi->domain, hwirq);
819         if (!irq)
820                 return -ENOSPC;
821
822         for (i = 0; i < nvec; i++) {
823                 /*
824                  * irq_create_mapping() called from rcar_pcie_probe() pre-
825                  * allocates descs,  so there is no need to allocate descs here.
826                  * We can therefore assume that if irq_find_mapping() above
827                  * returns non-zero, then the descs are also successfully
828                  * allocated.
829                  */
830                 if (irq_set_msi_desc_off(irq, i, desc)) {
831                         /* TODO: clear */
832                         return -EINVAL;
833                 }
834         }
835
836         desc->nvec_used = nvec;
837         desc->msi_attrib.multiple = order_base_2(nvec);
838
839         msg.address_lo = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIALR) & ~MSIFE;
840         msg.address_hi = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIAUR);
841         msg.data = hwirq;
842
843         pci_write_msi_msg(irq, &msg);
844
845         return 0;
846 }
847
848 static void rcar_msi_teardown_irq(struct msi_controller *chip, unsigned int irq)
849 {
850         struct rcar_msi *msi = to_rcar_msi(chip);
851         struct irq_data *d = irq_get_irq_data(irq);
852
853         rcar_msi_free(msi, d->hwirq);
854 }
855
856 static struct irq_chip rcar_msi_irq_chip = {
857         .name = "R-Car PCIe MSI",
858         .irq_enable = pci_msi_unmask_irq,
859         .irq_disable = pci_msi_mask_irq,
860         .irq_mask = pci_msi_mask_irq,
861         .irq_unmask = pci_msi_unmask_irq,
862 };
863
864 static int rcar_msi_map(struct irq_domain *domain, unsigned int irq,
865                         irq_hw_number_t hwirq)
866 {
867         irq_set_chip_and_handler(irq, &rcar_msi_irq_chip, handle_simple_irq);
868         irq_set_chip_data(irq, domain->host_data);
869
870         return 0;
871 }
872
873 static const struct irq_domain_ops msi_domain_ops = {
874         .map = rcar_msi_map,
875 };
876
877 static void rcar_pcie_unmap_msi(struct rcar_pcie *pcie)
878 {
879         struct rcar_msi *msi = &pcie->msi;
880         int i, irq;
881
882         for (i = 0; i < INT_PCI_MSI_NR; i++) {
883                 irq = irq_find_mapping(msi->domain, i);
884                 if (irq > 0)
885                         irq_dispose_mapping(irq);
886         }
887
888         irq_domain_remove(msi->domain);
889 }
890
891 static int rcar_pcie_enable_msi(struct rcar_pcie *pcie)
892 {
893         struct device *dev = pcie->dev;
894         struct rcar_msi *msi = &pcie->msi;
895         phys_addr_t base;
896         int err, i;
897
898         mutex_init(&msi->lock);
899
900         msi->chip.dev = dev;
901         msi->chip.setup_irq = rcar_msi_setup_irq;
902         msi->chip.setup_irqs = rcar_msi_setup_irqs;
903         msi->chip.teardown_irq = rcar_msi_teardown_irq;
904
905         msi->domain = irq_domain_add_linear(dev->of_node, INT_PCI_MSI_NR,
906                                             &msi_domain_ops, &msi->chip);
907         if (!msi->domain) {
908                 dev_err(dev, "failed to create IRQ domain\n");
909                 return -ENOMEM;
910         }
911
912         for (i = 0; i < INT_PCI_MSI_NR; i++)
913                 irq_create_mapping(msi->domain, i);
914
915         /* Two irqs are for MSI, but they are also used for non-MSI irqs */
916         err = devm_request_irq(dev, msi->irq1, rcar_pcie_msi_irq,
917                                IRQF_SHARED | IRQF_NO_THREAD,
918                                rcar_msi_irq_chip.name, pcie);
919         if (err < 0) {
920                 dev_err(dev, "failed to request IRQ: %d\n", err);
921                 goto err;
922         }
923
924         err = devm_request_irq(dev, msi->irq2, rcar_pcie_msi_irq,
925                                IRQF_SHARED | IRQF_NO_THREAD,
926                                rcar_msi_irq_chip.name, pcie);
927         if (err < 0) {
928                 dev_err(dev, "failed to request IRQ: %d\n", err);
929                 goto err;
930         }
931
932         /* setup MSI data target */
933         msi->pages = __get_free_pages(GFP_KERNEL, 0);
934         if (!msi->pages) {
935                 err = -ENOMEM;
936                 goto err;
937         }
938         base = virt_to_phys((void *)msi->pages);
939
940         rcar_pci_write_reg(pcie, lower_32_bits(base) | MSIFE, PCIEMSIALR);
941         rcar_pci_write_reg(pcie, upper_32_bits(base), PCIEMSIAUR);
942
943         /* enable all MSI interrupts */
944         rcar_pci_write_reg(pcie, 0xffffffff, PCIEMSIIER);
945
946         return 0;
947
948 err:
949         rcar_pcie_unmap_msi(pcie);
950         return err;
951 }
952
953 static void rcar_pcie_teardown_msi(struct rcar_pcie *pcie)
954 {
955         struct rcar_msi *msi = &pcie->msi;
956
957         /* Disable all MSI interrupts */
958         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIEMSIIER);
959
960         /* Disable address decoding of the MSI interrupt, MSIFE */
961         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIEMSIALR);
962
963         free_pages(msi->pages, 0);
964
965         rcar_pcie_unmap_msi(pcie);
966 }
967
968 static int rcar_pcie_get_resources(struct rcar_pcie *pcie)
969 {
970         struct device *dev = pcie->dev;
971         struct resource res;
972         int err, i;
973
974         pcie->phy = devm_phy_optional_get(dev, "pcie");
975         if (IS_ERR(pcie->phy))
976                 return PTR_ERR(pcie->phy);
977
978         err = of_address_to_resource(dev->of_node, 0, &res);
979         if (err)
980                 return err;
981
982         pcie->base = devm_ioremap_resource(dev, &res);
983         if (IS_ERR(pcie->base))
984                 return PTR_ERR(pcie->base);
985
986         pcie->bus_clk = devm_clk_get(dev, "pcie_bus");
987         if (IS_ERR(pcie->bus_clk)) {
988                 dev_err(dev, "cannot get pcie bus clock\n");
989                 return PTR_ERR(pcie->bus_clk);
990         }
991
992         i = irq_of_parse_and_map(dev->of_node, 0);
993         if (!i) {
994                 dev_err(dev, "cannot get platform resources for msi interrupt\n");
995                 err = -ENOENT;
996                 goto err_irq1;
997         }
998         pcie->msi.irq1 = i;
999
1000         i = irq_of_parse_and_map(dev->of_node, 1);
1001         if (!i) {
1002                 dev_err(dev, "cannot get platform resources for msi interrupt\n");
1003                 err = -ENOENT;
1004                 goto err_irq2;
1005         }
1006         pcie->msi.irq2 = i;
1007
1008         return 0;
1009
1010 err_irq2:
1011         irq_dispose_mapping(pcie->msi.irq1);
1012 err_irq1:
1013         return err;
1014 }
1015
1016 static int rcar_pcie_inbound_ranges(struct rcar_pcie *pcie,
1017                                     struct of_pci_range *range,
1018                                     int *index)
1019 {
1020         u64 restype = range->flags;
1021         u64 cpu_addr = range->cpu_addr;
1022         u64 cpu_end = range->cpu_addr + range->size;
1023         u64 pci_addr = range->pci_addr;
1024         u32 flags = LAM_64BIT | LAR_ENABLE;
1025         u64 mask;
1026         u64 size;
1027         int idx = *index;
1028
1029         if (restype & IORESOURCE_PREFETCH)
1030                 flags |= LAM_PREFETCH;
1031
1032         /*
1033          * If the size of the range is larger than the alignment of the start
1034          * address, we have to use multiple entries to perform the mapping.
1035          */
1036         if (cpu_addr > 0) {
1037                 unsigned long nr_zeros = __ffs64(cpu_addr);
1038                 u64 alignment = 1ULL << nr_zeros;
1039
1040                 size = min(range->size, alignment);
1041         } else {
1042                 size = range->size;
1043         }
1044         /* Hardware supports max 4GiB inbound region */
1045         size = min(size, 1ULL << 32);
1046
1047         mask = roundup_pow_of_two(size) - 1;
1048         mask &= ~0xf;
1049
1050         while (cpu_addr < cpu_end) {
1051                 /*
1052                  * Set up 64-bit inbound regions as the range parser doesn't
1053                  * distinguish between 32 and 64-bit types.
1054                  */
1055                 rcar_pci_write_reg(pcie, lower_32_bits(pci_addr),
1056                                    PCIEPRAR(idx));
1057                 rcar_pci_write_reg(pcie, lower_32_bits(cpu_addr), PCIELAR(idx));
1058                 rcar_pci_write_reg(pcie, lower_32_bits(mask) | flags,
1059                                    PCIELAMR(idx));
1060
1061                 rcar_pci_write_reg(pcie, upper_32_bits(pci_addr),
1062                                    PCIEPRAR(idx + 1));
1063                 rcar_pci_write_reg(pcie, upper_32_bits(cpu_addr),
1064                                    PCIELAR(idx + 1));
1065                 rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIELAMR(idx + 1));
1066
1067                 pci_addr += size;
1068                 cpu_addr += size;
1069                 idx += 2;
1070
1071                 if (idx > MAX_NR_INBOUND_MAPS) {
1072                         dev_err(pcie->dev, "Failed to map inbound regions!\n");
1073                         return -EINVAL;
1074                 }
1075         }
1076         *index = idx;
1077
1078         return 0;
1079 }
1080
1081 static int rcar_pcie_parse_map_dma_ranges(struct rcar_pcie *pcie,
1082                                           struct device_node *np)
1083 {
1084         struct of_pci_range range;
1085         struct of_pci_range_parser parser;
1086         int index = 0;
1087         int err;
1088
1089         if (of_pci_dma_range_parser_init(&parser, np))
1090                 return -EINVAL;
1091
1092         /* Get the dma-ranges from DT */
1093         for_each_of_pci_range(&parser, &range) {
1094                 u64 end = range.cpu_addr + range.size - 1;
1095
1096                 dev_dbg(pcie->dev, "0x%08x 0x%016llx..0x%016llx -> 0x%016llx\n",
1097                         range.flags, range.cpu_addr, end, range.pci_addr);
1098
1099                 err = rcar_pcie_inbound_ranges(pcie, &range, &index);
1100                 if (err)
1101                         return err;
1102         }
1103
1104         return 0;
1105 }
1106
1107 static const struct of_device_id rcar_pcie_of_match[] = {
1108         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7779",
1109           .data = rcar_pcie_phy_init_h1 },
1110         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7790",
1111           .data = rcar_pcie_phy_init_gen2 },
1112         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7791",
1113           .data = rcar_pcie_phy_init_gen2 },
1114         { .compatible = "renesas,pcie-rcar-gen2",
1115           .data = rcar_pcie_phy_init_gen2 },
1116         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7795",
1117           .data = rcar_pcie_phy_init_gen3 },
1118         { .compatible = "renesas,pcie-rcar-gen3",
1119           .data = rcar_pcie_phy_init_gen3 },
1120         {},
1121 };
1122
1123 static int rcar_pcie_probe(struct platform_device *pdev)
1124 {
1125         struct device *dev = &pdev->dev;
1126         struct rcar_pcie *pcie;
1127         u32 data;
1128         int err;
1129         int (*phy_init_fn)(struct rcar_pcie *);
1130         struct pci_host_bridge *bridge;
1131
1132         bridge = pci_alloc_host_bridge(sizeof(*pcie));
1133         if (!bridge)
1134                 return -ENOMEM;
1135
1136         pcie = pci_host_bridge_priv(bridge);
1137
1138         pcie->dev = dev;
1139         platform_set_drvdata(pdev, pcie);
1140
1141         err = pci_parse_request_of_pci_ranges(dev, &pcie->resources, NULL);
1142         if (err)
1143                 goto err_free_bridge;
1144
1145         pm_runtime_enable(pcie->dev);
1146         err = pm_runtime_get_sync(pcie->dev);
1147         if (err < 0) {
1148                 dev_err(pcie->dev, "pm_runtime_get_sync failed\n");
1149                 goto err_pm_disable;
1150         }
1151
1152         err = rcar_pcie_get_resources(pcie);
1153         if (err < 0) {
1154                 dev_err(dev, "failed to request resources: %d\n", err);
1155                 goto err_pm_put;
1156         }
1157
1158         err = clk_prepare_enable(pcie->bus_clk);
1159         if (err) {
1160                 dev_err(dev, "failed to enable bus clock: %d\n", err);
1161                 goto err_unmap_msi_irqs;
1162         }
1163
1164         err = rcar_pcie_parse_map_dma_ranges(pcie, dev->of_node);
1165         if (err)
1166                 goto err_clk_disable;
1167
1168         phy_init_fn = of_device_get_match_data(dev);
1169         err = phy_init_fn(pcie);
1170         if (err) {
1171                 dev_err(dev, "failed to init PCIe PHY\n");
1172                 goto err_clk_disable;
1173         }
1174
1175         /* Failure to get a link might just be that no cards are inserted */
1176         if (rcar_pcie_hw_init(pcie)) {
1177                 dev_info(dev, "PCIe link down\n");
1178                 err = -ENODEV;
1179                 goto err_phy_shutdown;
1180         }
1181
1182         data = rcar_pci_read_reg(pcie, MACSR);
1183         dev_info(dev, "PCIe x%d: link up\n", (data >> 20) & 0x3f);
1184
1185         if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_MSI)) {
1186                 err = rcar_pcie_enable_msi(pcie);
1187                 if (err < 0) {
1188                         dev_err(dev,
1189                                 "failed to enable MSI support: %d\n",
1190                                 err);
1191                         goto err_phy_shutdown;
1192                 }
1193         }
1194
1195         err = rcar_pcie_enable(pcie);
1196         if (err)
1197                 goto err_msi_teardown;
1198
1199         return 0;
1200
1201 err_msi_teardown:
1202         if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_MSI))
1203                 rcar_pcie_teardown_msi(pcie);
1204
1205 err_phy_shutdown:
1206         if (pcie->phy) {
1207                 phy_power_off(pcie->phy);
1208                 phy_exit(pcie->phy);
1209         }
1210
1211 err_clk_disable:
1212         clk_disable_unprepare(pcie->bus_clk);
1213
1214 err_unmap_msi_irqs:
1215         irq_dispose_mapping(pcie->msi.irq2);
1216         irq_dispose_mapping(pcie->msi.irq1);
1217
1218 err_pm_put:
1219         pm_runtime_put(dev);
1220
1221 err_pm_disable:
1222         pm_runtime_disable(dev);
1223         pci_free_resource_list(&pcie->resources);
1224
1225 err_free_bridge:
1226         pci_free_host_bridge(bridge);
1227
1228         return err;
1229 }
1230
1231 static int rcar_pcie_resume_noirq(struct device *dev)
1232 {
1233         struct rcar_pcie *pcie = dev_get_drvdata(dev);
1234
1235         if (rcar_pci_read_reg(pcie, PMSR) &&
1236             !(rcar_pci_read_reg(pcie, PCIETCTLR) & DL_DOWN))
1237                 return 0;
1238
1239         /* Re-establish the PCIe link */
1240         rcar_pci_write_reg(pcie, CFINIT, PCIETCTLR);
1241         return rcar_pcie_wait_for_dl(pcie);
1242 }
1243
1244 static const struct dev_pm_ops rcar_pcie_pm_ops = {
1245         .resume_noirq = rcar_pcie_resume_noirq,
1246 };
1247
1248 static struct platform_driver rcar_pcie_driver = {
1249         .driver = {
1250                 .name = "rcar-pcie",
1251                 .of_match_table = rcar_pcie_of_match,
1252                 .pm = &rcar_pcie_pm_ops,
1253                 .suppress_bind_attrs = true,
1254         },
1255         .probe = rcar_pcie_probe,
1256 };
1257 builtin_platform_driver(rcar_pcie_driver);