apm821xx: add linux kernel 5.4 testing support
[oweals/openwrt.git] / target / linux / apm821xx / patches-5.4 / 801-usb-xhci-add-firmware-loader-for-uPD720201-and-uPD72.patch
diff --git a/target/linux/apm821xx/patches-5.4/801-usb-xhci-add-firmware-loader-for-uPD720201-and-uPD72.patch b/target/linux/apm821xx/patches-5.4/801-usb-xhci-add-firmware-loader-for-uPD720201-and-uPD72.patch
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0bc4b2c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1026 @@
+Subject: [PATCH v2 1/5] usb: xhci: add firmware loader for uPD720201 and uPD720202 w/o ROM
+Date: Fri, 21 Jun 2019 14:29:09 +0530
+Message-Id: <20190621085913.8722-2-vkoul@kernel.org>
+From: Christian Lamparter <chunkeey@googlemail.com>
+
+This patch adds a firmware loader for the uPD720201K8-711-BAC-A
+and uPD720202K8-711-BAA-A variant. Both of these chips are listed
+in Renesas' R19UH0078EJ0500 Rev.5.00 "User's Manual: Hardware" as
+devices which need the firmware loader on page 2 in order to
+work as they "do not support the External ROM".
+
+The "Firmware Download Sequence" is describe in chapter
+"7.1 FW Download Interface" R19UH0078EJ0500 Rev.5.00 page 131.
+
+The firmware "K2013080.mem" is available from a USB3.0 Host to
+PCIe Adapter (PP2U-E card) "Firmware download" archive. An
+alternative version can be sourced from Netgear's WNDR4700 GPL
+archives.
+
+The release notes of the PP2U-E's "Firmware Download" ver 2.0.1.3
+(2012-06-15) state that the firmware is for the following devices:
+ - uPD720201 ES 2.0 sample whose revision ID is 2.
+ - uPD720201 ES 2.1 sample & CS sample & Mass product, ID is 3.
+ - uPD720202 ES 2.0 sample & CS sample & Mass product, ID is 2.
+
+Cc: Yoshihiro Shimoda <yoshihiro.shimoda.uh@renesas.com>
+Signed-off-by: Christian Lamparter <chunkeey@googlemail.com>
+Signed-off-by: Bjorn Andersson <bjorn.andersson@linaro.org>
+[vkoul: fixed comments:
+       used macros for timeout count and delay
+       removed renesas_fw_alive_check
+       cleaned renesas_fw_callback
+       removed recurion for renesas_fw_download
+       added MODULE_FIRMWARE]
+Signed-off-by: Vinod Koul <vkoul@kernel.org>
+---
+ drivers/usb/host/xhci-pci.c | 458 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++
+ 1 file changed, 458 insertions(+)
+
+--- a/drivers/usb/host/xhci-pci.c
++++ b/drivers/usb/host/xhci-pci.c
+@@ -12,6 +12,8 @@
+ #include <linux/slab.h>
+ #include <linux/module.h>
+ #include <linux/acpi.h>
++#include <linux/firmware.h>
++#include <linux/unaligned/access_ok.h>
+ #include "xhci.h"
+ #include "xhci-trace.h"
+@@ -48,6 +50,44 @@
+ #define PCI_DEVICE_ID_AMD_PROMONTORYA_1                       0x43bc
+ #define PCI_DEVICE_ID_ASMEDIA_1042A_XHCI              0x1142
++#define RENESAS_FW_VERSION                            0x6C
++#define RENESAS_ROM_CONFIG                            0xF0
++#define RENESAS_FW_STATUS                             0xF4
++#define RENESAS_FW_STATUS_MSB                         0xF5
++#define RENESAS_ROM_STATUS                            0xF6
++#define RENESAS_ROM_STATUS_MSB                                0xF7
++#define RENESAS_DATA0                                 0xF8
++#define RENESAS_DATA1                                 0xFC
++
++#define RENESAS_FW_VERSION_FIELD                      GENMASK(23, 7)
++#define RENESAS_FW_VERSION_OFFSET                     8
++
++#define RENESAS_FW_STATUS_DOWNLOAD_ENABLE             BIT(0)
++#define RENESAS_FW_STATUS_LOCK                                BIT(1)
++#define RENESAS_FW_STATUS_RESULT                      GENMASK(6, 4)
++  #define RENESAS_FW_STATUS_INVALID                   0
++  #define RENESAS_FW_STATUS_SUCCESS                   BIT(4)
++  #define RENESAS_FW_STATUS_ERROR                     BIT(5)
++#define RENESAS_FW_STATUS_SET_DATA0                   BIT(8)
++#define RENESAS_FW_STATUS_SET_DATA1                   BIT(9)
++
++#define RENESAS_ROM_STATUS_ACCESS                     BIT(0)
++#define RENESAS_ROM_STATUS_ERASE                      BIT(1)
++#define RENESAS_ROM_STATUS_RELOAD                     BIT(2)
++#define RENESAS_ROM_STATUS_RESULT                     GENMASK(6, 4)
++  #define RENESAS_ROM_STATUS_INVALID                  0
++  #define RENESAS_ROM_STATUS_SUCCESS                  BIT(4)
++  #define RENESAS_ROM_STATUS_ERROR                    BIT(5)
++#define RENESAS_ROM_STATUS_SET_DATA0                  BIT(8)
++#define RENESAS_ROM_STATUS_SET_DATA1                  BIT(9)
++#define RENESAS_ROM_STATUS_ROM_EXISTS                 BIT(15)
++
++#define RENESAS_ROM_ERASE_MAGIC                               0x5A65726F
++#define RENESAS_ROM_WRITE_MAGIC                               0x53524F4D
++
++#define RENESAS_RETRY 1000
++#define RENESAS_DELAY 10
++
+ static const char hcd_name[] = "xhci_hcd";
+ static struct hc_driver __read_mostly xhci_pci_hc_driver;
+@@ -262,6 +302,873 @@ static void xhci_pme_acpi_rtd3_enable(st
+ static void xhci_pme_acpi_rtd3_enable(struct pci_dev *dev) { }
+ #endif /* CONFIG_ACPI */
++static const struct renesas_fw_entry {
++      const char *firmware_name;
++      u16 device;
++      u8 revision;
++      u16 expected_version;
++} renesas_fw_table[] = {
++      /*
++       * Only the uPD720201K8-711-BAC-A or uPD720202K8-711-BAA-A
++       * are listed in R19UH0078EJ0500 Rev.5.00 as devices which
++       * need the software loader.
++       *
++       * PP2U/ReleaseNote_USB3-201-202-FW.txt:
++       *
++       * Note: This firmware is for the following devices.
++       *  - uPD720201 ES 2.0 sample whose revision ID is 2.
++       *  - uPD720201 ES 2.1 sample & CS sample & Mass product, ID is 3.
++       *  - uPD720202 ES 2.0 sample & CS sample & Mass product, ID is 2.
++       *
++       *  Entry expected_version should be kept in increasing order for a
++       *  chip, so that driver will pick first version and if that fails
++       *  then next one will be picked
++       */
++      { "K2013080.mem", 0x0014, 0x02, 0x2013 },
++      { "K2013080.mem", 0x0014, 0x03, 0x2013 },
++      { "K2026090.mem", 0x0014, 0x03, 0x2026 },
++      { "K2013080.mem", 0x0015, 0x02, 0x2013 },
++      { "K2026090.mem", 0x0015, 0x02, 0x2026 },
++};
++
++MODULE_FIRMWARE("K2013080.mem");
++MODULE_FIRMWARE("K2026090.mem");
++
++static const struct renesas_fw_entry *renesas_needs_fw_dl(struct pci_dev *dev)
++{
++      const struct renesas_fw_entry *entry;
++      size_t i;
++
++      /* This loader will only work with a RENESAS device. */
++      if (!(dev->vendor == PCI_VENDOR_ID_RENESAS))
++              return NULL;
++
++      for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(renesas_fw_table); i++) {
++              entry = &renesas_fw_table[i];
++              if (entry->device == dev->device &&
++                  entry->revision == dev->revision)
++                      return entry;
++      }
++
++      return NULL;
++}
++
++static const struct
++renesas_fw_entry *renesas_get_next_entry(struct pci_dev *dev,
++                                       const struct renesas_fw_entry *entry)
++{
++      const struct renesas_fw_entry *next_entry;
++      size_t i;
++
++      for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(renesas_fw_table); i++) {
++              next_entry = &renesas_fw_table[i];
++              if (next_entry->device == dev->device &&
++                  next_entry->revision == dev->revision &&
++                  next_entry->expected_version > entry->expected_version)
++                      return next_entry;
++      }
++
++      return NULL;
++}
++
++static int renesas_fw_download_image(struct pci_dev *dev,
++                                   const u32 *fw,
++                                   size_t step)
++{
++      size_t i;
++      int err;
++      u8 fw_status;
++      bool data0_or_data1;
++
++      /*
++       * The hardware does alternate between two 32-bit pages.
++       * (This is because each row of the firmware is 8 bytes).
++       *
++       * for even steps we use DATA0, for odd steps DATA1.
++       */
++      data0_or_data1 = (step & 1) == 1;
++
++      /* step+1. Read "Set DATAX" and confirm it is cleared. */
++      for (i = 0; i < RENESAS_RETRY; i++) {
++              err = pci_read_config_byte(dev, RENESAS_FW_STATUS_MSB,
++                                         &fw_status);
++              if (err)
++                      return pcibios_err_to_errno(err);
++              if (!(fw_status & BIT(data0_or_data1)))
++                      break;
++
++              udelay(RENESAS_DELAY);
++      }
++      if (i == RENESAS_RETRY)
++              return -ETIMEDOUT;
++
++      /*
++       * step+2. Write FW data to "DATAX".
++       * "LSB is left" => force little endian
++       */
++      err = pci_write_config_dword(dev, data0_or_data1 ?
++                                   RENESAS_DATA1 : RENESAS_DATA0,
++                                   (__force u32)cpu_to_le32(fw[step]));
++      if (err)
++              return pcibios_err_to_errno(err);
++
++      udelay(100);
++
++      /* step+3. Set "Set DATAX". */
++      err = pci_write_config_byte(dev, RENESAS_FW_STATUS_MSB,
++                                  BIT(data0_or_data1));
++      if (err)
++              return pcibios_err_to_errno(err);
++
++      return 0;
++}
++
++static int renesas_fw_verify(struct pci_dev *dev,
++                           const void *fw_data,
++                           size_t length)
++{
++      const struct renesas_fw_entry *entry = renesas_needs_fw_dl(dev);
++      u16 fw_version_pointer;
++      u16 fw_version;
++
++      if (!entry)
++              return -EINVAL;
++
++      /*
++       * The Firmware's Data Format is describe in
++       * "6.3 Data Format" R19UH0078EJ0500 Rev.5.00 page 124
++       */
++
++      /* "Each row is 8 bytes". => firmware size must be a multiple of 8. */
++      if (length % 8 != 0)
++              dev_warn(&dev->dev, "firmware size is not a multiple of 8.");
++
++      /*
++       * The bootrom chips of the big brother have sizes up to 64k, let's
++       * assume that's the biggest the firmware can get.
++       */
++      if (length < 0x1000 || length >= 0x10000) {
++              dev_err(&dev->dev, "firmware is size %zd is not (4k - 64k).",
++                      length);
++              return -EINVAL;
++      }
++
++      /* The First 2 bytes are fixed value (55aa). "LSB on Left" */
++      if (get_unaligned_le16(fw_data) != 0x55aa) {
++              dev_err(&dev->dev, "no valid firmware header found.");
++              return -EINVAL;
++      }
++
++      /* verify the firmware version position and print it. */
++      fw_version_pointer = get_unaligned_le16(fw_data + 4);
++      if (fw_version_pointer + 2 >= length) {
++              dev_err(&dev->dev,
++                      "firmware version pointer is outside of the firmware image.");
++              return -EINVAL;
++      }
++
++      fw_version = get_unaligned_le16(fw_data + fw_version_pointer);
++      dev_dbg(&dev->dev, "got firmware version: %02x.", fw_version);
++
++      if (fw_version != entry->expected_version) {
++              dev_err(&dev->dev,
++                      "firmware version mismatch, expected version: %02x.",
++                      entry->expected_version);
++              return -EINVAL;
++      }
++
++      return 0;
++}
++
++static int renesas_check_rom_state(struct pci_dev *pdev)
++{
++      const struct renesas_fw_entry *entry;
++      u16 rom_state;
++      u32 version;
++      bool valid_version = false;
++      int err, i;
++
++      /* check FW version */
++      err = pci_read_config_dword(pdev, RENESAS_FW_VERSION, &version);
++      if (err)
++              return pcibios_err_to_errno(err);
++
++      version &= RENESAS_FW_VERSION_FIELD;
++      version = version >> RENESAS_FW_VERSION_OFFSET;
++      dev_dbg(&pdev->dev, "Found FW version loaded is %x\n", version);
++
++      /* treat version in renesas_fw_table as correct ones */
++      for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(renesas_fw_table); i++) {
++              entry = &renesas_fw_table[i];
++              if (version == entry->expected_version) {
++                      dev_dbg(&pdev->dev, "Detected valid ROM version..\n");
++                      valid_version = true;
++              }
++      }
++
++      /*
++       * Test if ROM is present and loaded, if so we can skip everything
++       */
++      err = pci_read_config_word(pdev, RENESAS_ROM_STATUS, &rom_state);
++      if (err)
++              return pcibios_err_to_errno(err);
++
++      if (rom_state & BIT(15)) {
++              /* ROM exists */
++              dev_dbg(&pdev->dev, "ROM exists\n");
++
++              /* Check the "Result Code" Bits (6:4) and act accordingly */
++              switch (rom_state & RENESAS_ROM_STATUS_RESULT) {
++              case RENESAS_ROM_STATUS_SUCCESS:
++                      dev_dbg(&pdev->dev, "Success ROM load...");
++                      /* we have valid version and status so success */
++                      if (valid_version)
++                              return 0;
++                      break;
++
++              case RENESAS_ROM_STATUS_INVALID: /* No result yet */
++                      dev_dbg(&pdev->dev, "No result as it is ROM...");
++                      /* we have valid version and status so success */
++                      if (valid_version)
++                              return 0;
++                      break;
++
++              case RENESAS_ROM_STATUS_ERROR: /* Error State */
++              default: /* All other states are marked as "Reserved states" */
++                      dev_err(&pdev->dev, "Invalid ROM..");
++                      break;
++              }
++      }
++
++      return -EIO;
++}
++
++static int renesas_fw_check_running(struct pci_dev *pdev)
++{
++      int err;
++      u8 fw_state;
++
++      /* Check if device has ROM and loaded, if so skip everything */
++      err = renesas_check_rom_state(pdev);
++      if (!err)
++              return err;
++
++      /*
++       * Test if the device is actually needing the firmware. As most
++       * BIOSes will initialize the device for us. If the device is
++       * initialized.
++       */
++      err = pci_read_config_byte(pdev, RENESAS_FW_STATUS, &fw_state);
++      if (err)
++              return pcibios_err_to_errno(err);
++
++      /*
++       * Check if "FW Download Lock" is locked. If it is and the FW is
++       * ready we can simply continue. If the FW is not ready, we have
++       * to give up.
++       */
++      if (fw_state & RENESAS_FW_STATUS_LOCK) {
++              dev_dbg(&pdev->dev, "FW Download Lock is engaged.");
++
++              if (fw_state & RENESAS_FW_STATUS_SUCCESS)
++                      return 0;
++
++              dev_err(&pdev->dev,
++                      "FW Download Lock is set and FW is not ready. Giving Up.");
++              return -EIO;
++      }
++
++      /*
++       * Check if "FW Download Enable" is set. If someone (us?) tampered
++       * with it and it can't be resetted, we have to give up too... and
++       * ask for a forgiveness and a reboot.
++       */
++      if (fw_state & RENESAS_FW_STATUS_DOWNLOAD_ENABLE) {
++              dev_err(&pdev->dev,
++                      "FW Download Enable is stale. Giving Up (poweroff/reboot needed).");
++              return -EIO;
++      }
++
++      /* Otherwise, Check the "Result Code" Bits (6:4) and act accordingly */
++      switch (fw_state & RENESAS_FW_STATUS_RESULT) {
++      case 0: /* No result yet */
++              dev_dbg(&pdev->dev, "FW is not ready/loaded yet.");
++
++              /* tell the caller, that this device needs the firmware. */
++              return 1;
++
++      case RENESAS_FW_STATUS_SUCCESS: /* Success, device should be working. */
++              dev_dbg(&pdev->dev, "FW is ready.");
++              return 0;
++
++      case RENESAS_FW_STATUS_ERROR: /* Error State */
++              dev_err(&pdev->dev,
++                      "hardware is in an error state. Giving up (poweroff/reboot needed).");
++              return -ENODEV;
++
++      default: /* All other states are marked as "Reserved states" */
++              dev_err(&pdev->dev,
++                      "hardware is in an invalid state %lx. Giving up (poweroff/reboot needed).",
++                      (fw_state & RENESAS_FW_STATUS_RESULT) >> 4);
++              return -EINVAL;
++      }
++}
++
++static int renesas_fw_download(struct pci_dev *pdev,
++                             const struct firmware *fw)
++{
++      const u32 *fw_data = (const u32 *)fw->data;
++      size_t i;
++      int err;
++      u8 fw_status;
++
++      /*
++       * For more information and the big picture: please look at the
++       * "Firmware Download Sequence" in "7.1 FW Download Interface"
++       * of R19UH0078EJ0500 Rev.5.00 page 131
++       */
++
++      /*
++       * 0. Set "FW Download Enable" bit in the
++       * "FW Download Control & Status Register" at 0xF4
++       */
++      err = pci_write_config_byte(pdev, RENESAS_FW_STATUS,
++                                  RENESAS_FW_STATUS_DOWNLOAD_ENABLE);
++      if (err)
++              return pcibios_err_to_errno(err);
++
++      /* 1 - 10 follow one step after the other. */
++      for (i = 0; i < fw->size / 4; i++) {
++              err = renesas_fw_download_image(pdev, fw_data, i);
++              if (err) {
++                      dev_err(&pdev->dev,
++                              "Firmware Download Step %zd failed at position %zd bytes with (%d).",
++                              i, i * 4, err);
++                      return err;
++              }
++      }
++
++      /*
++       * This sequence continues until the last data is written to
++       * "DATA0" or "DATA1". Naturally, we wait until "SET DATA0/1"
++       * is cleared by the hardware beforehand.
++       */
++      for (i = 0; i < RENESAS_RETRY; i++) {
++              err = pci_read_config_byte(pdev, RENESAS_FW_STATUS_MSB,
++                                         &fw_status);
++              if (err)
++                      return pcibios_err_to_errno(err);
++              if (!(fw_status & (BIT(0) | BIT(1))))
++                      break;
++
++              udelay(RENESAS_DELAY);
++      }
++      if (i == RENESAS_RETRY)
++              dev_warn(&pdev->dev, "Final Firmware Download step timed out.");
++
++      /*
++       * 11. After finishing writing the last data of FW, the
++       * System Software must clear "FW Download Enable"
++       */
++      err = pci_write_config_byte(pdev, RENESAS_FW_STATUS, 0);
++      if (err)
++              return pcibios_err_to_errno(err);
++
++      /* 12. Read "Result Code" and confirm it is good. */
++      for (i = 0; i < RENESAS_RETRY; i++) {
++              err = pci_read_config_byte(pdev, RENESAS_FW_STATUS, &fw_status);
++              if (err)
++                      return pcibios_err_to_errno(err);
++              if (fw_status & RENESAS_FW_STATUS_SUCCESS)
++                      break;
++
++              udelay(RENESAS_DELAY);
++      }
++      if (i == RENESAS_RETRY) {
++              /* Timed out / Error - let's see if we can fix this */
++              err = renesas_fw_check_running(pdev);
++              switch (err) {
++              case 0: /*
++                       * we shouldn't end up here.
++                       * maybe it took a little bit longer.
++                       * But all should be well?
++                       */
++                      break;
++
++              case 1: /* (No result yet! */
++                      return -ETIMEDOUT;
++
++              default:
++                      return err;
++              }
++      }
++      /*
++       * Optional last step: Engage Firmware Lock
++       *
++       * err = pci_write_config_byte(pdev, 0xF4, BIT(2));
++       * if (err)
++       *      return pcibios_err_to_errno(err);
++       */
++
++      return 0;
++}
++
++struct renesas_fw_ctx {
++      struct pci_dev *pdev;
++      const struct pci_device_id *id;
++      bool resume;
++      const struct renesas_fw_entry *entry;
++};
++
++static int xhci_pci_probe(struct pci_dev *pdev,
++                        const struct pci_device_id *id);
++
++static bool renesas_check_rom(struct pci_dev *pdev)
++{
++      u16 rom_status;
++      int retval;
++
++      /* 1. Check if external ROM exists */
++      retval = pci_read_config_word(pdev, RENESAS_ROM_STATUS, &rom_status);
++      if (retval)
++              return false;
++
++      rom_status &= RENESAS_ROM_STATUS_ROM_EXISTS;
++      if (rom_status) {
++              dev_dbg(&pdev->dev, "External ROM exists\n");
++              return true; /* External ROM exists */
++      }
++
++      return false;
++}
++
++static void renesas_rom_erase(struct pci_dev *pdev)
++{
++      int retval, i;
++      u8 status;
++
++      dev_dbg(&pdev->dev, "Performing ROM Erase...\n");
++      retval = pci_write_config_dword(pdev, RENESAS_DATA0,
++                                      RENESAS_ROM_ERASE_MAGIC);
++      if (retval) {
++              dev_err(&pdev->dev, "ROM erase, magic word write failed: %d\n",
++                      pcibios_err_to_errno(retval));
++              return;
++      }
++
++      retval = pci_read_config_byte(pdev, RENESAS_ROM_STATUS, &status);
++      if (retval) {
++              dev_err(&pdev->dev, "ROM status read failed: %d\n",
++                      pcibios_err_to_errno(retval));
++              return;
++      }
++      status |= RENESAS_ROM_STATUS_ERASE;
++      retval = pci_write_config_byte(pdev, RENESAS_ROM_STATUS, status);
++      if (retval) {
++              dev_err(&pdev->dev, "ROM erase set word write failed\n");
++              return;
++      }
++
++      /* sleep a bit while ROM is erased */
++      msleep(20);
++
++      for (i = 0; i < RENESAS_RETRY; i++) {
++              retval = pci_read_config_byte(pdev, RENESAS_ROM_STATUS,
++                                            &status);
++              status &= RENESAS_ROM_STATUS_ERASE;
++              if (!status)
++                      break;
++
++              mdelay(RENESAS_DELAY);
++      }
++
++      if (i == RENESAS_RETRY)
++              dev_dbg(&pdev->dev, "Chip erase timedout: %x\n", status);
++
++      dev_dbg(&pdev->dev, "ROM Erase... Done success\n");
++}
++
++static bool renesas_download_rom(struct pci_dev *pdev,
++                               const u32 *fw, size_t step)
++{
++      bool data0_or_data1;
++      u8 fw_status;
++      size_t i;
++      int err;
++
++      /*
++       * The hardware does alternate between two 32-bit pages.
++       * (This is because each row of the firmware is 8 bytes).
++       *
++       * for even steps we use DATA0, for odd steps DATA1.
++       */
++      data0_or_data1 = (step & 1) == 1;
++
++      /* Read "Set DATAX" and confirm it is cleared. */
++      for (i = 0; i < RENESAS_RETRY; i++) {
++              err = pci_read_config_byte(pdev, RENESAS_ROM_STATUS_MSB,
++                                         &fw_status);
++              if (err) {
++                      dev_err(&pdev->dev, "Read ROM Status failed: %d\n",
++                              pcibios_err_to_errno(err));
++                      return false;
++              }
++              if (!(fw_status & BIT(data0_or_data1)))
++                      break;
++
++              udelay(RENESAS_DELAY);
++      }
++      if (i == RENESAS_RETRY) {
++              dev_err(&pdev->dev, "Timeout for Set DATAX step: %zd\n", step);
++              return false;
++      }
++
++      /*
++       * Write FW data to "DATAX".
++       * "LSB is left" => force little endian
++       */
++      err = pci_write_config_dword(pdev, data0_or_data1 ?
++                                   RENESAS_DATA1 : RENESAS_DATA0,
++                                   (__force u32)cpu_to_le32(fw[step]));
++      if (err) {
++              dev_err(&pdev->dev, "Write to DATAX failed: %d\n",
++                      pcibios_err_to_errno(err));
++              return false;
++      }
++
++      udelay(100);
++
++      /* Set "Set DATAX". */
++      err = pci_write_config_byte(pdev, RENESAS_ROM_STATUS_MSB,
++                                  BIT(data0_or_data1));
++      if (err) {
++              dev_err(&pdev->dev, "Write config for DATAX failed: %d\n",
++                      pcibios_err_to_errno(err));
++              return false;
++      }
++
++      return true;
++}
++
++static bool renesas_setup_rom(struct pci_dev *pdev, const struct firmware *fw)
++{
++      const u32 *fw_data = (const u32 *)fw->data;
++      int err, i;
++      u8 status;
++
++      /* 2. Write magic word to Data0 */
++      err = pci_write_config_dword(pdev, RENESAS_DATA0,
++                                   RENESAS_ROM_WRITE_MAGIC);
++      if (err)
++              return false;
++
++      /* 3. Set External ROM access */
++      err = pci_write_config_byte(pdev, RENESAS_ROM_STATUS,
++                                  RENESAS_ROM_STATUS_ACCESS);
++      if (err)
++              goto remove_bypass;
++
++      /* 4. Check the result */
++      err = pci_read_config_byte(pdev, RENESAS_ROM_STATUS, &status);
++      if (err)
++              goto remove_bypass;
++      status &= GENMASK(6, 4);
++      if (status) {
++              dev_err(&pdev->dev,
++                      "setting external rom failed: %x\n", status);
++              goto remove_bypass;
++      }
++
++      /* 5 to 16 Write FW to DATA0/1 while checking SetData0/1 */
++      for (i = 0; i < fw->size / 4; i++) {
++              err = renesas_download_rom(pdev, fw_data, i);
++              if (!err) {
++                      dev_err(&pdev->dev,
++                              "ROM Download Step %d failed at position %d bytes\n",
++                               i, i * 4);
++                      goto remove_bypass;
++              }
++      }
++
++      /*
++       * wait till DATA0/1 is cleared
++       */
++      for (i = 0; i < RENESAS_RETRY; i++) {
++              err = pci_read_config_byte(pdev, RENESAS_ROM_STATUS_MSB,
++                                         &status);
++              if (err)
++                      goto remove_bypass;
++              if (!(status & (BIT(0) | BIT(1))))
++                      break;
++
++              udelay(RENESAS_DELAY);
++      }
++      if (i == RENESAS_RETRY) {
++              dev_err(&pdev->dev, "Final Firmware ROM Download step timed out\n");
++              goto remove_bypass;
++      }
++
++      /* 17. Remove bypass */
++      err = pci_write_config_byte(pdev, RENESAS_ROM_STATUS, 0);
++      if (err)
++              return false;
++
++      udelay(10);
++
++      /* 18. check result */
++      for (i = 0; i < RENESAS_RETRY; i++) {
++              err = pci_read_config_byte(pdev, RENESAS_ROM_STATUS, &status);
++              if (err) {
++                      dev_err(&pdev->dev, "Read ROM status failed:%d\n",
++                              pcibios_err_to_errno(err));
++                      return false;
++              }
++              status &= RENESAS_ROM_STATUS_RESULT;
++              if (status ==  RENESAS_ROM_STATUS_SUCCESS) {
++                      dev_dbg(&pdev->dev, "Download ROM success\n");
++                      break;
++              }
++              udelay(RENESAS_DELAY);
++      }
++      if (i == RENESAS_RETRY) { /* Timed out */
++              dev_err(&pdev->dev,
++                      "Download to external ROM TO: %x\n", status);
++              return false;
++      }
++
++      dev_dbg(&pdev->dev, "Download to external ROM scuceeded\n");
++
++      /* Last step set Reload */
++      err = pci_write_config_byte(pdev, RENESAS_ROM_STATUS,
++                                  RENESAS_ROM_STATUS_RELOAD);
++      if (err) {
++              dev_err(&pdev->dev, "Set ROM execute failed: %d\n",
++                      pcibios_err_to_errno(err));
++              return false;
++      }
++
++      /*
++       * wait till Reload is cleared
++       */
++      for (i = 0; i < RENESAS_RETRY; i++) {
++              err = pci_read_config_byte(pdev, RENESAS_ROM_STATUS, &status);
++              if (err)
++                      return false;
++              if (!(status & RENESAS_ROM_STATUS_RELOAD))
++                      break;
++
++              udelay(RENESAS_DELAY);
++      }
++      if (i == RENESAS_RETRY) {
++              dev_err(&pdev->dev, "ROM Exec timed out: %x\n", status);
++              return false;
++      }
++
++      return true;
++
++remove_bypass:
++      pci_write_config_byte(pdev, RENESAS_ROM_STATUS, 0);
++      return false;
++}
++
++static void renesas_fw_callback(const struct firmware *fw,
++                              void *context)
++{
++      struct renesas_fw_ctx *ctx = context;
++      struct pci_dev *pdev = ctx->pdev;
++      struct device *parent = pdev->dev.parent;
++      const struct renesas_fw_entry *next_entry;
++      bool rom;
++      int err;
++
++      if (!fw) {
++              dev_err(&pdev->dev, "firmware failed to load\n");
++              /*
++               * we didn't find firmware, check if we have another
++               * entry for this device
++               */
++              next_entry = renesas_get_next_entry(ctx->pdev, ctx->entry);
++              if (next_entry) {
++                      ctx->entry = next_entry;
++                      dev_dbg(&pdev->dev, "Found next entry, requesting: %s\n",
++                              next_entry->firmware_name);
++                      request_firmware_nowait(THIS_MODULE, 1,
++                                              next_entry->firmware_name,
++                                              &pdev->dev, GFP_KERNEL,
++                                              ctx, renesas_fw_callback);
++                      return;
++              } else {
++                      goto cleanup;
++              }
++      }
++
++      err = renesas_fw_verify(pdev, fw->data, fw->size);
++      if (err)
++              goto cleanup;
++
++      /* Check if the device has external ROM */
++      rom = renesas_check_rom(pdev);
++      if (rom) {
++              /* perfrom chip erase first */
++              renesas_rom_erase(pdev);
++
++              /* lets try loading fw on ROM first */
++              rom = renesas_setup_rom(pdev, fw);
++              if (!rom) {
++                      dev_err(&pdev->dev,
++                              "ROM load failed, falling back on FW load\n");
++              } else {
++                      dev_dbg(&pdev->dev, "ROM load done..\n");
++
++                      release_firmware(fw);
++                      goto do_probe;
++              }
++      }
++
++      err = renesas_fw_download(pdev, fw);
++      release_firmware(fw);
++      if (err) {
++              dev_err(&pdev->dev, "firmware failed to download (%d).", err);
++              goto cleanup;
++      }
++
++do_probe:
++      if (ctx->resume)
++              return;
++
++      err = xhci_pci_probe(pdev, ctx->id);
++      if (!err) {
++              /* everything worked */
++              devm_kfree(&pdev->dev, ctx);
++              return;
++      }
++
++cleanup:
++      /* in case of an error - fall through */
++      dev_info(&pdev->dev, "Unloading driver");
++
++      if (parent)
++              device_lock(parent);
++
++      device_release_driver(&pdev->dev);
++
++      if (parent)
++              device_unlock(parent);
++
++      pci_dev_put(pdev);
++}
++
++static int renesas_fw_alive_check(struct pci_dev *pdev)
++{
++      const struct renesas_fw_entry *entry;
++
++      /* check if we have a eligible RENESAS' uPD720201/2 w/o FW. */
++      entry = renesas_needs_fw_dl(pdev);
++      if (!entry)
++              return 0;
++
++      return renesas_fw_check_running(pdev);
++}
++
++static int renesas_fw_download_to_hw(struct pci_dev *pdev,
++                                   const struct pci_device_id *id,
++                                   bool do_resume)
++{
++      const struct renesas_fw_entry *entry;
++      struct renesas_fw_ctx *ctx;
++      int err;
++
++      /* check if we have a eligible RENESAS' uPD720201/2 w/o FW. */
++      entry = renesas_needs_fw_dl(pdev);
++      if (!entry)
++              return 0;
++
++      err = renesas_fw_check_running(pdev);
++      /* Continue ahead, if the firmware is already running. */
++      if (err == 0)
++              return 0;
++
++      if (err != 1)
++              return err;
++
++      ctx = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
++      if (!ctx)
++              return -ENOMEM;
++      ctx->pdev = pdev;
++      ctx->resume = do_resume;
++      ctx->id = id;
++      ctx->entry = entry;
++
++      pci_dev_get(pdev);
++      err = request_firmware_nowait(THIS_MODULE, 1, entry->firmware_name,
++                                    &pdev->dev, GFP_KERNEL,
++                                    ctx, renesas_fw_callback);
++      if (err) {
++              pci_dev_put(pdev);
++              return err;
++      }
++
++      /*
++       * The renesas_fw_callback() callback will continue the probe
++       * process, once it aquires the firmware.
++       */
++      return 1;
++}
++
++static int renesas_check_if_fw_dl_is_needed(struct pci_dev *pdev)
++{
++      int err;
++      u8 fw_state;
++
++      /*
++       * Only the uPD720201K8-711-BAC-A or uPD720202K8-711-BAA-A
++       * are listed in R19UH0078EJ0500 Rev.5.00 as devices which
++       * need a firmware in order to work.
++       *
++       *  - uPD720202 ES 2.0 sample & CS sample & Mass product, ID is 2.
++       *  - uPD720201 ES 2.0 sample whose revision ID is 2.
++       *  - uPD720201 ES 2.1 sample & CS sample & Mass product, ID is 3.
++       */
++      if (!((pdev->vendor == PCI_VENDOR_ID_RENESAS) &&
++          ((pdev->device == 0x0015 && pdev->revision == 0x02) ||
++          (pdev->device == 0x0014 &&
++          (pdev->revision == 0x02 || pdev->revision == 0x03)))))
++              return 0;
++
++      /* Check if device has ROM and loaded, if so skip everything */
++      err = renesas_check_rom_state(pdev);
++      if (!err)
++              return err;
++
++      /*
++       * Test if the firmware was uploaded and is running.
++       * As most BIOSes will initialize the device for us.
++       */
++      err = pci_read_config_byte(pdev, RENESAS_FW_STATUS, &fw_state);
++      if (err)
++              return pcibios_err_to_errno(err);
++
++      /* Check the "Result Code" Bits (6:4) and act accordingly */
++      switch (fw_state & RENESAS_FW_STATUS_RESULT) {
++      case 0: /* No result yet */
++              dev_err(&pdev->dev, "FW is not ready/loaded yet.");
++              return -ENODEV;
++
++      case RENESAS_FW_STATUS_SUCCESS:
++              dev_dbg(&pdev->dev, "FW is ready.");
++              return 0;
++
++      case RENESAS_FW_STATUS_ERROR:
++              dev_err(&pdev->dev, "HW is in an error state.");
++              return -ENODEV;
++
++      default: /* All other states are marked as "Reserved states" */
++              dev_err(&pdev->dev, "HW is in an invalid state (%x).",
++                      (fw_state & 0x70) >> 4);
++              return -EINVAL;
++      }
++}
++
+ /* called during probe() after chip reset completes */
+ static int xhci_pci_setup(struct usb_hcd *hcd)
+ {
+@@ -300,6 +1207,27 @@ static int xhci_pci_probe(struct pci_dev
+       struct hc_driver *driver;
+       struct usb_hcd *hcd;
++      /*
++       * Check if this device is a RENESAS uPD720201/2 device.
++       * Otherwise, we can continue with xhci_pci_probe as usual.
++       */
++      retval = renesas_fw_download_to_hw(dev, id, false);
++      switch (retval) {
++      case 0:
++              break;
++
++      case 1: /* let it load the firmware and recontinue the probe. */
++              return 0;
++
++      default:
++              return retval;
++      };
++
++      /* Check if this device is a RENESAS uPD720201/2 device. */
++      retval = renesas_check_if_fw_dl_is_needed(dev);
++      if (retval)
++              return retval;
++
+       driver = (struct hc_driver *)id->driver_data;
+       /* Prevent runtime suspending between USB-2 and USB-3 initialization */
+@@ -361,6 +1289,16 @@ static void xhci_pci_remove(struct pci_d
+ {
+       struct xhci_hcd *xhci;
++      if (renesas_fw_alive_check(dev)) {
++              /*
++               * bail out early, if this was a renesas device w/o FW.
++               * Else we might hit the NMI watchdog in xhci_handsake
++               * during xhci_reset as part of the driver's unloading.
++               * which we forced in the renesas_fw_callback().
++               */
++              return;
++      }
++
+       xhci = hcd_to_xhci(pci_get_drvdata(dev));
+       xhci->xhc_state |= XHCI_STATE_REMOVING;
+       if (xhci->shared_hcd) {
+@@ -484,6 +1422,11 @@ static int xhci_pci_resume(struct usb_hc
+       if (pdev->vendor == PCI_VENDOR_ID_INTEL)
+               usb_enable_intel_xhci_ports(pdev);
++      /* Check if this device is a RENESAS uPD720201/2 device. */
++      retval = renesas_check_if_fw_dl_is_needed(pdev);
++      if (retval)
++              return retval;
++
+       if (xhci->quirks & XHCI_SSIC_PORT_UNUSED)
+               xhci_ssic_port_unused_quirk(hcd, false);