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