GNU Linux-libre 4.19.304-gnu1
[releases.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                 1
51 #define PCIETSTR                0x02004
52 #define  DATA_LINK_ACTIVE       1
53 #define PCIEERRFR               0x02020
54 #define  UNSUPPORTED_REQUEST    BIT(4)
55 #define PCIEMSIFR               0x02044
56 #define PCIEMSIALR              0x02048
57 #define  MSIFE                  1
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  MACCTLR_NFTS_MASK      GENMASK(23, 16) /* The name is from SH7786 */
97 #define  SPEED_CHANGE           BIT(24)
98 #define  SCRAMBLE_DISABLE       BIT(27)
99 #define  LTSMDIS                BIT(31)
100 #define  MACCTLR_INIT_VAL       (LTSMDIS | MACCTLR_NFTS_MASK)
101 #define PMSR                    0x01105c
102 #define MACS2R                  0x011078
103 #define MACCGSPSETR             0x011084
104 #define  SPCNGRSN               BIT(31)
105
106 /* R-Car H1 PHY */
107 #define H1_PCIEPHYADRR          0x04000c
108 #define  WRITE_CMD              BIT(16)
109 #define  PHY_ACK                BIT(24)
110 #define  RATE_POS               12
111 #define  LANE_POS               8
112 #define  ADR_POS                0
113 #define H1_PCIEPHYDOUTR         0x040014
114
115 /* R-Car Gen2 PHY */
116 #define GEN2_PCIEPHYADDR        0x780
117 #define GEN2_PCIEPHYDATA        0x784
118 #define GEN2_PCIEPHYCTRL        0x78c
119
120 #define INT_PCI_MSI_NR          32
121
122 #define RCONF(x)                (PCICONF(0) + (x))
123 #define RPMCAP(x)               (PMCAP(0) + (x))
124 #define REXPCAP(x)              (EXPCAP(0) + (x))
125 #define RVCCAP(x)               (VCCAP(0) + (x))
126
127 #define PCIE_CONF_BUS(b)        (((b) & 0xff) << 24)
128 #define PCIE_CONF_DEV(d)        (((d) & 0x1f) << 19)
129 #define PCIE_CONF_FUNC(f)       (((f) & 0x7) << 16)
130
131 #define RCAR_PCI_MAX_RESOURCES  4
132 #define MAX_NR_INBOUND_MAPS     6
133
134 struct rcar_msi {
135         DECLARE_BITMAP(used, INT_PCI_MSI_NR);
136         struct irq_domain *domain;
137         struct msi_controller chip;
138         unsigned long pages;
139         struct mutex lock;
140         int irq1;
141         int irq2;
142 };
143
144 static inline struct rcar_msi *to_rcar_msi(struct msi_controller *chip)
145 {
146         return container_of(chip, struct rcar_msi, chip);
147 }
148
149 /* Structure representing the PCIe interface */
150 struct rcar_pcie {
151         struct device           *dev;
152         struct phy              *phy;
153         void __iomem            *base;
154         struct list_head        resources;
155         int                     root_bus_nr;
156         struct clk              *bus_clk;
157         struct                  rcar_msi msi;
158 };
159
160 static void rcar_pci_write_reg(struct rcar_pcie *pcie, unsigned long val,
161                                unsigned long reg)
162 {
163         writel(val, pcie->base + reg);
164 }
165
166 static unsigned long rcar_pci_read_reg(struct rcar_pcie *pcie,
167                                        unsigned long reg)
168 {
169         return readl(pcie->base + reg);
170 }
171
172 enum {
173         RCAR_PCI_ACCESS_READ,
174         RCAR_PCI_ACCESS_WRITE,
175 };
176
177 static void rcar_rmw32(struct rcar_pcie *pcie, int where, u32 mask, u32 data)
178 {
179         int shift = 8 * (where & 3);
180         u32 val = rcar_pci_read_reg(pcie, where & ~3);
181
182         val &= ~(mask << shift);
183         val |= data << shift;
184         rcar_pci_write_reg(pcie, val, where & ~3);
185 }
186
187 static u32 rcar_read_conf(struct rcar_pcie *pcie, int where)
188 {
189         int shift = 8 * (where & 3);
190         u32 val = rcar_pci_read_reg(pcie, where & ~3);
191
192         return val >> shift;
193 }
194
195 /* Serialization is provided by 'pci_lock' in drivers/pci/access.c */
196 static int rcar_pcie_config_access(struct rcar_pcie *pcie,
197                 unsigned char access_type, struct pci_bus *bus,
198                 unsigned int devfn, int where, u32 *data)
199 {
200         int dev, func, reg, index;
201
202         dev = PCI_SLOT(devfn);
203         func = PCI_FUNC(devfn);
204         reg = where & ~3;
205         index = reg / 4;
206
207         /*
208          * While each channel has its own memory-mapped extended config
209          * space, it's generally only accessible when in endpoint mode.
210          * When in root complex mode, the controller is unable to target
211          * itself with either type 0 or type 1 accesses, and indeed, any
212          * controller initiated target transfer to its own config space
213          * result in a completer abort.
214          *
215          * Each channel effectively only supports a single device, but as
216          * the same channel <-> device access works for any PCI_SLOT()
217          * value, we cheat a bit here and bind the controller's config
218          * space to devfn 0 in order to enable self-enumeration. In this
219          * case the regular ECAR/ECDR path is sidelined and the mangled
220          * config access itself is initiated as an internal bus transaction.
221          */
222         if (pci_is_root_bus(bus)) {
223                 if (dev != 0)
224                         return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
225
226                 if (access_type == RCAR_PCI_ACCESS_READ) {
227                         *data = rcar_pci_read_reg(pcie, PCICONF(index));
228                 } else {
229                         /* Keep an eye out for changes to the root bus number */
230                         if (pci_is_root_bus(bus) && (reg == PCI_PRIMARY_BUS))
231                                 pcie->root_bus_nr = *data & 0xff;
232
233                         rcar_pci_write_reg(pcie, *data, PCICONF(index));
234                 }
235
236                 return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
237         }
238
239         if (pcie->root_bus_nr < 0)
240                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
241
242         /* Clear errors */
243         rcar_pci_write_reg(pcie, rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEERRFR), PCIEERRFR);
244
245         /* Set the PIO address */
246         rcar_pci_write_reg(pcie, PCIE_CONF_BUS(bus->number) |
247                 PCIE_CONF_DEV(dev) | PCIE_CONF_FUNC(func) | reg, PCIECAR);
248
249         /* Enable the configuration access */
250         if (bus->parent->number == pcie->root_bus_nr)
251                 rcar_pci_write_reg(pcie, CONFIG_SEND_ENABLE | TYPE0, PCIECCTLR);
252         else
253                 rcar_pci_write_reg(pcie, CONFIG_SEND_ENABLE | TYPE1, PCIECCTLR);
254
255         /* Check for errors */
256         if (rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEERRFR) & UNSUPPORTED_REQUEST)
257                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
258
259         /* Check for master and target aborts */
260         if (rcar_read_conf(pcie, RCONF(PCI_STATUS)) &
261                 (PCI_STATUS_REC_MASTER_ABORT | PCI_STATUS_REC_TARGET_ABORT))
262                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
263
264         if (access_type == RCAR_PCI_ACCESS_READ)
265                 *data = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIECDR);
266         else
267                 rcar_pci_write_reg(pcie, *data, PCIECDR);
268
269         /* Disable the configuration access */
270         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIECCTLR);
271
272         return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
273 }
274
275 static int rcar_pcie_read_conf(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
276                                int where, int size, u32 *val)
277 {
278         struct rcar_pcie *pcie = bus->sysdata;
279         int ret;
280
281         ret = rcar_pcie_config_access(pcie, RCAR_PCI_ACCESS_READ,
282                                       bus, devfn, where, val);
283         if (ret != PCIBIOS_SUCCESSFUL) {
284                 *val = 0xffffffff;
285                 return ret;
286         }
287
288         if (size == 1)
289                 *val = (*val >> (8 * (where & 3))) & 0xff;
290         else if (size == 2)
291                 *val = (*val >> (8 * (where & 2))) & 0xffff;
292
293         dev_dbg(&bus->dev, "pcie-config-read: bus=%3d devfn=0x%04x where=0x%04x size=%d val=0x%08lx\n",
294                 bus->number, devfn, where, size, (unsigned long)*val);
295
296         return ret;
297 }
298
299 /* Serialization is provided by 'pci_lock' in drivers/pci/access.c */
300 static int rcar_pcie_write_conf(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
301                                 int where, int size, u32 val)
302 {
303         struct rcar_pcie *pcie = bus->sysdata;
304         int shift, ret;
305         u32 data;
306
307         ret = rcar_pcie_config_access(pcie, RCAR_PCI_ACCESS_READ,
308                                       bus, devfn, where, &data);
309         if (ret != PCIBIOS_SUCCESSFUL)
310                 return ret;
311
312         dev_dbg(&bus->dev, "pcie-config-write: bus=%3d devfn=0x%04x where=0x%04x size=%d val=0x%08lx\n",
313                 bus->number, devfn, where, size, (unsigned long)val);
314
315         if (size == 1) {
316                 shift = 8 * (where & 3);
317                 data &= ~(0xff << shift);
318                 data |= ((val & 0xff) << shift);
319         } else if (size == 2) {
320                 shift = 8 * (where & 2);
321                 data &= ~(0xffff << shift);
322                 data |= ((val & 0xffff) << shift);
323         } else
324                 data = val;
325
326         ret = rcar_pcie_config_access(pcie, RCAR_PCI_ACCESS_WRITE,
327                                       bus, devfn, where, &data);
328
329         return ret;
330 }
331
332 static struct pci_ops rcar_pcie_ops = {
333         .read   = rcar_pcie_read_conf,
334         .write  = rcar_pcie_write_conf,
335 };
336
337 static void rcar_pcie_setup_window(int win, struct rcar_pcie *pcie,
338                                    struct resource_entry *window)
339 {
340         /* Setup PCIe address space mappings for each resource */
341         resource_size_t size;
342         resource_size_t res_start;
343         struct resource *res = window->res;
344         u32 mask;
345
346         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00000000, PCIEPTCTLR(win));
347
348         /*
349          * The PAMR mask is calculated in units of 128Bytes, which
350          * keeps things pretty simple.
351          */
352         size = resource_size(res);
353         mask = (roundup_pow_of_two(size) / SZ_128) - 1;
354         rcar_pci_write_reg(pcie, mask << 7, PCIEPAMR(win));
355
356         if (res->flags & IORESOURCE_IO)
357                 res_start = pci_pio_to_address(res->start) - window->offset;
358         else
359                 res_start = res->start - window->offset;
360
361         rcar_pci_write_reg(pcie, upper_32_bits(res_start), PCIEPAUR(win));
362         rcar_pci_write_reg(pcie, lower_32_bits(res_start) & ~0x7F,
363                            PCIEPALR(win));
364
365         /* First resource is for IO */
366         mask = PAR_ENABLE;
367         if (res->flags & IORESOURCE_IO)
368                 mask |= IO_SPACE;
369
370         rcar_pci_write_reg(pcie, mask, PCIEPTCTLR(win));
371 }
372
373 static int rcar_pcie_setup(struct list_head *resource, struct rcar_pcie *pci)
374 {
375         struct resource_entry *win;
376         int i = 0;
377
378         /* Setup PCI resources */
379         resource_list_for_each_entry(win, &pci->resources) {
380                 struct resource *res = win->res;
381
382                 if (!res->flags)
383                         continue;
384
385                 switch (resource_type(res)) {
386                 case IORESOURCE_IO:
387                 case IORESOURCE_MEM:
388                         rcar_pcie_setup_window(i, pci, win);
389                         i++;
390                         break;
391                 case IORESOURCE_BUS:
392                         pci->root_bus_nr = res->start;
393                         break;
394                 default:
395                         continue;
396                 }
397
398                 pci_add_resource(resource, res);
399         }
400
401         return 1;
402 }
403
404 static void rcar_pcie_force_speedup(struct rcar_pcie *pcie)
405 {
406         struct device *dev = pcie->dev;
407         unsigned int timeout = 1000;
408         u32 macsr;
409
410         if ((rcar_pci_read_reg(pcie, MACS2R) & LINK_SPEED) != LINK_SPEED_5_0GTS)
411                 return;
412
413         if (rcar_pci_read_reg(pcie, MACCTLR) & SPEED_CHANGE) {
414                 dev_err(dev, "Speed change already in progress\n");
415                 return;
416         }
417
418         macsr = rcar_pci_read_reg(pcie, MACSR);
419         if ((macsr & LINK_SPEED) == LINK_SPEED_5_0GTS)
420                 goto done;
421
422         /* Set target link speed to 5.0 GT/s */
423         rcar_rmw32(pcie, EXPCAP(12), PCI_EXP_LNKSTA_CLS,
424                    PCI_EXP_LNKSTA_CLS_5_0GB);
425
426         /* Set speed change reason as intentional factor */
427         rcar_rmw32(pcie, MACCGSPSETR, SPCNGRSN, 0);
428
429         /* Clear SPCHGFIN, SPCHGSUC, and SPCHGFAIL */
430         if (macsr & (SPCHGFIN | SPCHGSUC | SPCHGFAIL))
431                 rcar_pci_write_reg(pcie, macsr, MACSR);
432
433         /* Start link speed change */
434         rcar_rmw32(pcie, MACCTLR, SPEED_CHANGE, SPEED_CHANGE);
435
436         while (timeout--) {
437                 macsr = rcar_pci_read_reg(pcie, MACSR);
438                 if (macsr & SPCHGFIN) {
439                         /* Clear the interrupt bits */
440                         rcar_pci_write_reg(pcie, macsr, MACSR);
441
442                         if (macsr & SPCHGFAIL)
443                                 dev_err(dev, "Speed change failed\n");
444
445                         goto done;
446                 }
447
448                 msleep(1);
449         }
450
451         dev_err(dev, "Speed change timed out\n");
452
453 done:
454         dev_info(dev, "Current link speed is %s GT/s\n",
455                  (macsr & LINK_SPEED) == LINK_SPEED_5_0GTS ? "5" : "2.5");
456 }
457
458 static int rcar_pcie_enable(struct rcar_pcie *pcie)
459 {
460         struct device *dev = pcie->dev;
461         struct pci_host_bridge *bridge = pci_host_bridge_from_priv(pcie);
462         struct pci_bus *bus, *child;
463         int ret;
464
465         /* Try setting 5 GT/s link speed */
466         rcar_pcie_force_speedup(pcie);
467
468         rcar_pcie_setup(&bridge->windows, pcie);
469
470         pci_add_flags(PCI_REASSIGN_ALL_BUS);
471
472         bridge->dev.parent = dev;
473         bridge->sysdata = pcie;
474         bridge->busnr = pcie->root_bus_nr;
475         bridge->ops = &rcar_pcie_ops;
476         bridge->map_irq = of_irq_parse_and_map_pci;
477         bridge->swizzle_irq = pci_common_swizzle;
478         if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_MSI))
479                 bridge->msi = &pcie->msi.chip;
480
481         ret = pci_scan_root_bus_bridge(bridge);
482         if (ret < 0)
483                 return ret;
484
485         bus = bridge->bus;
486
487         pci_bus_size_bridges(bus);
488         pci_bus_assign_resources(bus);
489
490         list_for_each_entry(child, &bus->children, node)
491                 pcie_bus_configure_settings(child);
492
493         pci_bus_add_devices(bus);
494
495         return 0;
496 }
497
498 static int phy_wait_for_ack(struct rcar_pcie *pcie)
499 {
500         struct device *dev = pcie->dev;
501         unsigned int timeout = 100;
502
503         while (timeout--) {
504                 if (rcar_pci_read_reg(pcie, H1_PCIEPHYADRR) & PHY_ACK)
505                         return 0;
506
507                 udelay(100);
508         }
509
510         dev_err(dev, "Access to PCIe phy timed out\n");
511
512         return -ETIMEDOUT;
513 }
514
515 static void phy_write_reg(struct rcar_pcie *pcie,
516                                  unsigned int rate, unsigned int addr,
517                                  unsigned int lane, unsigned int data)
518 {
519         unsigned long phyaddr;
520
521         phyaddr = WRITE_CMD |
522                 ((rate & 1) << RATE_POS) |
523                 ((lane & 0xf) << LANE_POS) |
524                 ((addr & 0xff) << ADR_POS);
525
526         /* Set write data */
527         rcar_pci_write_reg(pcie, data, H1_PCIEPHYDOUTR);
528         rcar_pci_write_reg(pcie, phyaddr, H1_PCIEPHYADRR);
529
530         /* Ignore errors as they will be dealt with if the data link is down */
531         phy_wait_for_ack(pcie);
532
533         /* Clear command */
534         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, H1_PCIEPHYDOUTR);
535         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, H1_PCIEPHYADRR);
536
537         /* Ignore errors as they will be dealt with if the data link is down */
538         phy_wait_for_ack(pcie);
539 }
540
541 static int rcar_pcie_wait_for_phyrdy(struct rcar_pcie *pcie)
542 {
543         unsigned int timeout = 10;
544
545         while (timeout--) {
546                 if (rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEPHYSR) & PHYRDY)
547                         return 0;
548
549                 msleep(5);
550         }
551
552         return -ETIMEDOUT;
553 }
554
555 static int rcar_pcie_wait_for_dl(struct rcar_pcie *pcie)
556 {
557         unsigned int timeout = 10000;
558
559         while (timeout--) {
560                 if ((rcar_pci_read_reg(pcie, PCIETSTR) & DATA_LINK_ACTIVE))
561                         return 0;
562
563                 udelay(5);
564                 cpu_relax();
565         }
566
567         return -ETIMEDOUT;
568 }
569
570 static int rcar_pcie_hw_init(struct rcar_pcie *pcie)
571 {
572         int err;
573
574         /* Begin initialization */
575         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIETCTLR);
576
577         /* Set mode */
578         rcar_pci_write_reg(pcie, 1, PCIEMSR);
579
580         err = rcar_pcie_wait_for_phyrdy(pcie);
581         if (err)
582                 return err;
583
584         /*
585          * Initial header for port config space is type 1, set the device
586          * class to match. Hardware takes care of propagating the IDSETR
587          * settings, so there is no need to bother with a quirk.
588          */
589         rcar_pci_write_reg(pcie, PCI_CLASS_BRIDGE_PCI << 16, IDSETR1);
590
591         /*
592          * Setup Secondary Bus Number & Subordinate Bus Number, even though
593          * they aren't used, to avoid bridge being detected as broken.
594          */
595         rcar_rmw32(pcie, RCONF(PCI_SECONDARY_BUS), 0xff, 1);
596         rcar_rmw32(pcie, RCONF(PCI_SUBORDINATE_BUS), 0xff, 1);
597
598         /* Initialize default capabilities. */
599         rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(0), 0xff, PCI_CAP_ID_EXP);
600         rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(PCI_EXP_FLAGS),
601                 PCI_EXP_FLAGS_TYPE, PCI_EXP_TYPE_ROOT_PORT << 4);
602         rcar_rmw32(pcie, RCONF(PCI_HEADER_TYPE), 0x7f,
603                 PCI_HEADER_TYPE_BRIDGE);
604
605         /* Enable data link layer active state reporting */
606         rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(PCI_EXP_LNKCAP), PCI_EXP_LNKCAP_DLLLARC,
607                 PCI_EXP_LNKCAP_DLLLARC);
608
609         /* Write out the physical slot number = 0 */
610         rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(PCI_EXP_SLTCAP), PCI_EXP_SLTCAP_PSN, 0);
611
612         /* Set the completion timer timeout to the maximum 50ms. */
613         rcar_rmw32(pcie, TLCTLR + 1, 0x3f, 50);
614
615         /* Terminate list of capabilities (Next Capability Offset=0) */
616         rcar_rmw32(pcie, RVCCAP(0), 0xfff00000, 0);
617
618         /* Enable MSI */
619         if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_MSI))
620                 rcar_pci_write_reg(pcie, 0x801f0000, PCIEMSITXR);
621
622         rcar_pci_write_reg(pcie, MACCTLR_INIT_VAL, MACCTLR);
623
624         /* Finish initialization - establish a PCI Express link */
625         rcar_pci_write_reg(pcie, CFINIT, PCIETCTLR);
626
627         /* This will timeout if we don't have a link. */
628         err = rcar_pcie_wait_for_dl(pcie);
629         if (err)
630                 return err;
631
632         /* Enable INTx interrupts */
633         rcar_rmw32(pcie, PCIEINTXR, 0, 0xF << 8);
634
635         wmb();
636
637         return 0;
638 }
639
640 static int rcar_pcie_phy_init_h1(struct rcar_pcie *pcie)
641 {
642         /* Initialize the phy */
643         phy_write_reg(pcie, 0, 0x42, 0x1, 0x0EC34191);
644         phy_write_reg(pcie, 1, 0x42, 0x1, 0x0EC34180);
645         phy_write_reg(pcie, 0, 0x43, 0x1, 0x00210188);
646         phy_write_reg(pcie, 1, 0x43, 0x1, 0x00210188);
647         phy_write_reg(pcie, 0, 0x44, 0x1, 0x015C0014);
648         phy_write_reg(pcie, 1, 0x44, 0x1, 0x015C0014);
649         phy_write_reg(pcie, 1, 0x4C, 0x1, 0x786174A0);
650         phy_write_reg(pcie, 1, 0x4D, 0x1, 0x048000BB);
651         phy_write_reg(pcie, 0, 0x51, 0x1, 0x079EC062);
652         phy_write_reg(pcie, 0, 0x52, 0x1, 0x20000000);
653         phy_write_reg(pcie, 1, 0x52, 0x1, 0x20000000);
654         phy_write_reg(pcie, 1, 0x56, 0x1, 0x00003806);
655
656         phy_write_reg(pcie, 0, 0x60, 0x1, 0x004B03A5);
657         phy_write_reg(pcie, 0, 0x64, 0x1, 0x3F0F1F0F);
658         phy_write_reg(pcie, 0, 0x66, 0x1, 0x00008000);
659
660         return 0;
661 }
662
663 static int rcar_pcie_phy_init_gen2(struct rcar_pcie *pcie)
664 {
665         /*
666          * These settings come from the R-Car Series, 2nd Generation User's
667          * Manual, section 50.3.1 (2) Initialization of the physical layer.
668          */
669         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x000f0030, GEN2_PCIEPHYADDR);
670         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00381203, GEN2_PCIEPHYDATA);
671         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00000001, GEN2_PCIEPHYCTRL);
672         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00000006, GEN2_PCIEPHYCTRL);
673
674         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x000f0054, GEN2_PCIEPHYADDR);
675         /* The following value is for DC connection, no termination resistor */
676         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x13802007, GEN2_PCIEPHYDATA);
677         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00000001, GEN2_PCIEPHYCTRL);
678         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00000006, GEN2_PCIEPHYCTRL);
679
680         return 0;
681 }
682
683 static int rcar_pcie_phy_init_gen3(struct rcar_pcie *pcie)
684 {
685         int err;
686
687         err = phy_init(pcie->phy);
688         if (err)
689                 return err;
690
691         err = phy_power_on(pcie->phy);
692         if (err)
693                 phy_exit(pcie->phy);
694
695         return err;
696 }
697
698 static int rcar_msi_alloc(struct rcar_msi *chip)
699 {
700         int msi;
701
702         mutex_lock(&chip->lock);
703
704         msi = find_first_zero_bit(chip->used, INT_PCI_MSI_NR);
705         if (msi < INT_PCI_MSI_NR)
706                 set_bit(msi, chip->used);
707         else
708                 msi = -ENOSPC;
709
710         mutex_unlock(&chip->lock);
711
712         return msi;
713 }
714
715 static int rcar_msi_alloc_region(struct rcar_msi *chip, int no_irqs)
716 {
717         int msi;
718
719         mutex_lock(&chip->lock);
720         msi = bitmap_find_free_region(chip->used, INT_PCI_MSI_NR,
721                                       order_base_2(no_irqs));
722         mutex_unlock(&chip->lock);
723
724         return msi;
725 }
726
727 static void rcar_msi_free(struct rcar_msi *chip, unsigned long irq)
728 {
729         mutex_lock(&chip->lock);
730         clear_bit(irq, chip->used);
731         mutex_unlock(&chip->lock);
732 }
733
734 static irqreturn_t rcar_pcie_msi_irq(int irq, void *data)
735 {
736         struct rcar_pcie *pcie = data;
737         struct rcar_msi *msi = &pcie->msi;
738         struct device *dev = pcie->dev;
739         unsigned long reg;
740
741         reg = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIFR);
742
743         /* MSI & INTx share an interrupt - we only handle MSI here */
744         if (!reg)
745                 return IRQ_NONE;
746
747         while (reg) {
748                 unsigned int index = find_first_bit(&reg, 32);
749                 unsigned int irq;
750
751                 /* clear the interrupt */
752                 rcar_pci_write_reg(pcie, 1 << index, PCIEMSIFR);
753
754                 irq = irq_find_mapping(msi->domain, index);
755                 if (irq) {
756                         if (test_bit(index, msi->used))
757                                 generic_handle_irq(irq);
758                         else
759                                 dev_info(dev, "unhandled MSI\n");
760                 } else {
761                         /* Unknown MSI, just clear it */
762                         dev_dbg(dev, "unexpected MSI\n");
763                 }
764
765                 /* see if there's any more pending in this vector */
766                 reg = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIFR);
767         }
768
769         return IRQ_HANDLED;
770 }
771
772 static int rcar_msi_setup_irq(struct msi_controller *chip, struct pci_dev *pdev,
773                               struct msi_desc *desc)
774 {
775         struct rcar_msi *msi = to_rcar_msi(chip);
776         struct rcar_pcie *pcie = container_of(chip, struct rcar_pcie, msi.chip);
777         struct msi_msg msg;
778         unsigned int irq;
779         int hwirq;
780
781         hwirq = rcar_msi_alloc(msi);
782         if (hwirq < 0)
783                 return hwirq;
784
785         irq = irq_find_mapping(msi->domain, hwirq);
786         if (!irq) {
787                 rcar_msi_free(msi, hwirq);
788                 return -EINVAL;
789         }
790
791         irq_set_msi_desc(irq, desc);
792
793         msg.address_lo = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIALR) & ~MSIFE;
794         msg.address_hi = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIAUR);
795         msg.data = hwirq;
796
797         pci_write_msi_msg(irq, &msg);
798
799         return 0;
800 }
801
802 static int rcar_msi_setup_irqs(struct msi_controller *chip,
803                                struct pci_dev *pdev, int nvec, int type)
804 {
805         struct rcar_pcie *pcie = container_of(chip, struct rcar_pcie, msi.chip);
806         struct rcar_msi *msi = to_rcar_msi(chip);
807         struct msi_desc *desc;
808         struct msi_msg msg;
809         unsigned int irq;
810         int hwirq;
811         int i;
812
813         /* MSI-X interrupts are not supported */
814         if (type == PCI_CAP_ID_MSIX)
815                 return -EINVAL;
816
817         WARN_ON(!list_is_singular(&pdev->dev.msi_list));
818         desc = list_entry(pdev->dev.msi_list.next, struct msi_desc, list);
819
820         hwirq = rcar_msi_alloc_region(msi, nvec);
821         if (hwirq < 0)
822                 return -ENOSPC;
823
824         irq = irq_find_mapping(msi->domain, hwirq);
825         if (!irq)
826                 return -ENOSPC;
827
828         for (i = 0; i < nvec; i++) {
829                 /*
830                  * irq_create_mapping() called from rcar_pcie_probe() pre-
831                  * allocates descs,  so there is no need to allocate descs here.
832                  * We can therefore assume that if irq_find_mapping() above
833                  * returns non-zero, then the descs are also successfully
834                  * allocated.
835                  */
836                 if (irq_set_msi_desc_off(irq, i, desc)) {
837                         /* TODO: clear */
838                         return -EINVAL;
839                 }
840         }
841
842         desc->nvec_used = nvec;
843         desc->msi_attrib.multiple = order_base_2(nvec);
844
845         msg.address_lo = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIALR) & ~MSIFE;
846         msg.address_hi = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIAUR);
847         msg.data = hwirq;
848
849         pci_write_msi_msg(irq, &msg);
850
851         return 0;
852 }
853
854 static void rcar_msi_teardown_irq(struct msi_controller *chip, unsigned int irq)
855 {
856         struct rcar_msi *msi = to_rcar_msi(chip);
857         struct irq_data *d = irq_get_irq_data(irq);
858
859         rcar_msi_free(msi, d->hwirq);
860 }
861
862 static struct irq_chip rcar_msi_irq_chip = {
863         .name = "R-Car PCIe MSI",
864         .irq_enable = pci_msi_unmask_irq,
865         .irq_disable = pci_msi_mask_irq,
866         .irq_mask = pci_msi_mask_irq,
867         .irq_unmask = pci_msi_unmask_irq,
868 };
869
870 static int rcar_msi_map(struct irq_domain *domain, unsigned int irq,
871                         irq_hw_number_t hwirq)
872 {
873         irq_set_chip_and_handler(irq, &rcar_msi_irq_chip, handle_simple_irq);
874         irq_set_chip_data(irq, domain->host_data);
875
876         return 0;
877 }
878
879 static const struct irq_domain_ops msi_domain_ops = {
880         .map = rcar_msi_map,
881 };
882
883 static void rcar_pcie_unmap_msi(struct rcar_pcie *pcie)
884 {
885         struct rcar_msi *msi = &pcie->msi;
886         int i, irq;
887
888         for (i = 0; i < INT_PCI_MSI_NR; i++) {
889                 irq = irq_find_mapping(msi->domain, i);
890                 if (irq > 0)
891                         irq_dispose_mapping(irq);
892         }
893
894         irq_domain_remove(msi->domain);
895 }
896
897 static int rcar_pcie_enable_msi(struct rcar_pcie *pcie)
898 {
899         struct device *dev = pcie->dev;
900         struct rcar_msi *msi = &pcie->msi;
901         phys_addr_t base;
902         int err, i;
903
904         mutex_init(&msi->lock);
905
906         msi->chip.dev = dev;
907         msi->chip.setup_irq = rcar_msi_setup_irq;
908         msi->chip.setup_irqs = rcar_msi_setup_irqs;
909         msi->chip.teardown_irq = rcar_msi_teardown_irq;
910
911         msi->domain = irq_domain_add_linear(dev->of_node, INT_PCI_MSI_NR,
912                                             &msi_domain_ops, &msi->chip);
913         if (!msi->domain) {
914                 dev_err(dev, "failed to create IRQ domain\n");
915                 return -ENOMEM;
916         }
917
918         for (i = 0; i < INT_PCI_MSI_NR; i++)
919                 irq_create_mapping(msi->domain, i);
920
921         /* Two irqs are for MSI, but they are also used for non-MSI irqs */
922         err = devm_request_irq(dev, msi->irq1, rcar_pcie_msi_irq,
923                                IRQF_SHARED | IRQF_NO_THREAD,
924                                rcar_msi_irq_chip.name, pcie);
925         if (err < 0) {
926                 dev_err(dev, "failed to request IRQ: %d\n", err);
927                 goto err;
928         }
929
930         err = devm_request_irq(dev, msi->irq2, rcar_pcie_msi_irq,
931                                IRQF_SHARED | IRQF_NO_THREAD,
932                                rcar_msi_irq_chip.name, pcie);
933         if (err < 0) {
934                 dev_err(dev, "failed to request IRQ: %d\n", err);
935                 goto err;
936         }
937
938         /* setup MSI data target */
939         msi->pages = __get_free_pages(GFP_KERNEL, 0);
940         if (!msi->pages) {
941                 err = -ENOMEM;
942                 goto err;
943         }
944         base = virt_to_phys((void *)msi->pages);
945
946         rcar_pci_write_reg(pcie, lower_32_bits(base) | MSIFE, PCIEMSIALR);
947         rcar_pci_write_reg(pcie, upper_32_bits(base), PCIEMSIAUR);
948
949         /* enable all MSI interrupts */
950         rcar_pci_write_reg(pcie, 0xffffffff, PCIEMSIIER);
951
952         return 0;
953
954 err:
955         rcar_pcie_unmap_msi(pcie);
956         return err;
957 }
958
959 static void rcar_pcie_teardown_msi(struct rcar_pcie *pcie)
960 {
961         struct rcar_msi *msi = &pcie->msi;
962
963         /* Disable all MSI interrupts */
964         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIEMSIIER);
965
966         /* Disable address decoding of the MSI interrupt, MSIFE */
967         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIEMSIALR);
968
969         free_pages(msi->pages, 0);
970
971         rcar_pcie_unmap_msi(pcie);
972 }
973
974 static int rcar_pcie_get_resources(struct rcar_pcie *pcie)
975 {
976         struct device *dev = pcie->dev;
977         struct resource res;
978         int err, i;
979
980         pcie->phy = devm_phy_optional_get(dev, "pcie");
981         if (IS_ERR(pcie->phy))
982                 return PTR_ERR(pcie->phy);
983
984         err = of_address_to_resource(dev->of_node, 0, &res);
985         if (err)
986                 return err;
987
988         pcie->base = devm_ioremap_resource(dev, &res);
989         if (IS_ERR(pcie->base))
990                 return PTR_ERR(pcie->base);
991
992         pcie->bus_clk = devm_clk_get(dev, "pcie_bus");
993         if (IS_ERR(pcie->bus_clk)) {
994                 dev_err(dev, "cannot get pcie bus clock\n");
995                 return PTR_ERR(pcie->bus_clk);
996         }
997
998         i = irq_of_parse_and_map(dev->of_node, 0);
999         if (!i) {
1000                 dev_err(dev, "cannot get platform resources for msi interrupt\n");
1001                 err = -ENOENT;
1002                 goto err_irq1;
1003         }
1004         pcie->msi.irq1 = i;
1005
1006         i = irq_of_parse_and_map(dev->of_node, 1);
1007         if (!i) {
1008                 dev_err(dev, "cannot get platform resources for msi interrupt\n");
1009                 err = -ENOENT;
1010                 goto err_irq2;
1011         }
1012         pcie->msi.irq2 = i;
1013
1014         return 0;
1015
1016 err_irq2:
1017         irq_dispose_mapping(pcie->msi.irq1);
1018 err_irq1:
1019         return err;
1020 }
1021
1022 static int rcar_pcie_inbound_ranges(struct rcar_pcie *pcie,
1023                                     struct of_pci_range *range,
1024                                     int *index)
1025 {
1026         u64 restype = range->flags;
1027         u64 cpu_addr = range->cpu_addr;
1028         u64 cpu_end = range->cpu_addr + range->size;
1029         u64 pci_addr = range->pci_addr;
1030         u32 flags = LAM_64BIT | LAR_ENABLE;
1031         u64 mask;
1032         u64 size;
1033         int idx = *index;
1034
1035         if (restype & IORESOURCE_PREFETCH)
1036                 flags |= LAM_PREFETCH;
1037
1038         /*
1039          * If the size of the range is larger than the alignment of the start
1040          * address, we have to use multiple entries to perform the mapping.
1041          */
1042         if (cpu_addr > 0) {
1043                 unsigned long nr_zeros = __ffs64(cpu_addr);
1044                 u64 alignment = 1ULL << nr_zeros;
1045
1046                 size = min(range->size, alignment);
1047         } else {
1048                 size = range->size;
1049         }
1050         /* Hardware supports max 4GiB inbound region */
1051         size = min(size, 1ULL << 32);
1052
1053         mask = roundup_pow_of_two(size) - 1;
1054         mask &= ~0xf;
1055
1056         while (cpu_addr < cpu_end) {
1057                 /*
1058                  * Set up 64-bit inbound regions as the range parser doesn't
1059                  * distinguish between 32 and 64-bit types.
1060                  */
1061                 rcar_pci_write_reg(pcie, lower_32_bits(pci_addr),
1062                                    PCIEPRAR(idx));
1063                 rcar_pci_write_reg(pcie, lower_32_bits(cpu_addr), PCIELAR(idx));
1064                 rcar_pci_write_reg(pcie, lower_32_bits(mask) | flags,
1065                                    PCIELAMR(idx));
1066
1067                 rcar_pci_write_reg(pcie, upper_32_bits(pci_addr),
1068                                    PCIEPRAR(idx + 1));
1069                 rcar_pci_write_reg(pcie, upper_32_bits(cpu_addr),
1070                                    PCIELAR(idx + 1));
1071                 rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIELAMR(idx + 1));
1072
1073                 pci_addr += size;
1074                 cpu_addr += size;
1075                 idx += 2;
1076
1077                 if (idx > MAX_NR_INBOUND_MAPS) {
1078                         dev_err(pcie->dev, "Failed to map inbound regions!\n");
1079                         return -EINVAL;
1080                 }
1081         }
1082         *index = idx;
1083
1084         return 0;
1085 }
1086
1087 static int rcar_pcie_parse_map_dma_ranges(struct rcar_pcie *pcie,
1088                                           struct device_node *np)
1089 {
1090         struct of_pci_range range;
1091         struct of_pci_range_parser parser;
1092         int index = 0;
1093         int err;
1094
1095         if (of_pci_dma_range_parser_init(&parser, np))
1096                 return -EINVAL;
1097
1098         /* Get the dma-ranges from DT */
1099         for_each_of_pci_range(&parser, &range) {
1100                 u64 end = range.cpu_addr + range.size - 1;
1101
1102                 dev_dbg(pcie->dev, "0x%08x 0x%016llx..0x%016llx -> 0x%016llx\n",
1103                         range.flags, range.cpu_addr, end, range.pci_addr);
1104
1105                 err = rcar_pcie_inbound_ranges(pcie, &range, &index);
1106                 if (err)
1107                         return err;
1108         }
1109
1110         return 0;
1111 }
1112
1113 static const struct of_device_id rcar_pcie_of_match[] = {
1114         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7779",
1115           .data = rcar_pcie_phy_init_h1 },
1116         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7790",
1117           .data = rcar_pcie_phy_init_gen2 },
1118         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7791",
1119           .data = rcar_pcie_phy_init_gen2 },
1120         { .compatible = "renesas,pcie-rcar-gen2",
1121           .data = rcar_pcie_phy_init_gen2 },
1122         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7795",
1123           .data = rcar_pcie_phy_init_gen3 },
1124         { .compatible = "renesas,pcie-rcar-gen3",
1125           .data = rcar_pcie_phy_init_gen3 },
1126         {},
1127 };
1128
1129 static int rcar_pcie_probe(struct platform_device *pdev)
1130 {
1131         struct device *dev = &pdev->dev;
1132         struct rcar_pcie *pcie;
1133         unsigned int data;
1134         int err;
1135         int (*phy_init_fn)(struct rcar_pcie *);
1136         struct pci_host_bridge *bridge;
1137
1138         bridge = pci_alloc_host_bridge(sizeof(*pcie));
1139         if (!bridge)
1140                 return -ENOMEM;
1141
1142         pcie = pci_host_bridge_priv(bridge);
1143
1144         pcie->dev = dev;
1145         platform_set_drvdata(pdev, pcie);
1146
1147         err = pci_parse_request_of_pci_ranges(dev, &pcie->resources, NULL);
1148         if (err)
1149                 goto err_free_bridge;
1150
1151         pm_runtime_enable(pcie->dev);
1152         err = pm_runtime_get_sync(pcie->dev);
1153         if (err < 0) {
1154                 dev_err(pcie->dev, "pm_runtime_get_sync failed\n");
1155                 goto err_pm_disable;
1156         }
1157
1158         err = rcar_pcie_get_resources(pcie);
1159         if (err < 0) {
1160                 dev_err(dev, "failed to request resources: %d\n", err);
1161                 goto err_pm_put;
1162         }
1163
1164         err = clk_prepare_enable(pcie->bus_clk);
1165         if (err) {
1166                 dev_err(dev, "failed to enable bus clock: %d\n", err);
1167                 goto err_unmap_msi_irqs;
1168         }
1169
1170         err = rcar_pcie_parse_map_dma_ranges(pcie, dev->of_node);
1171         if (err)
1172                 goto err_clk_disable;
1173
1174         phy_init_fn = of_device_get_match_data(dev);
1175         err = phy_init_fn(pcie);
1176         if (err) {
1177                 dev_err(dev, "failed to init PCIe PHY\n");
1178                 goto err_clk_disable;
1179         }
1180
1181         /* Failure to get a link might just be that no cards are inserted */
1182         if (rcar_pcie_hw_init(pcie)) {
1183                 dev_info(dev, "PCIe link down\n");
1184                 err = -ENODEV;
1185                 goto err_phy_shutdown;
1186         }
1187
1188         data = rcar_pci_read_reg(pcie, MACSR);
1189         dev_info(dev, "PCIe x%d: link up\n", (data >> 20) & 0x3f);
1190
1191         if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_MSI)) {
1192                 err = rcar_pcie_enable_msi(pcie);
1193                 if (err < 0) {
1194                         dev_err(dev,
1195                                 "failed to enable MSI support: %d\n",
1196                                 err);
1197                         goto err_phy_shutdown;
1198                 }
1199         }
1200
1201         err = rcar_pcie_enable(pcie);
1202         if (err)
1203                 goto err_msi_teardown;
1204
1205         return 0;
1206
1207 err_msi_teardown:
1208         if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_MSI))
1209                 rcar_pcie_teardown_msi(pcie);
1210
1211 err_phy_shutdown:
1212         if (pcie->phy) {
1213                 phy_power_off(pcie->phy);
1214                 phy_exit(pcie->phy);
1215         }
1216
1217 err_clk_disable:
1218         clk_disable_unprepare(pcie->bus_clk);
1219
1220 err_unmap_msi_irqs:
1221         irq_dispose_mapping(pcie->msi.irq2);
1222         irq_dispose_mapping(pcie->msi.irq1);
1223
1224 err_pm_put:
1225         pm_runtime_put(dev);
1226
1227 err_pm_disable:
1228         pm_runtime_disable(dev);
1229         pci_free_resource_list(&pcie->resources);
1230
1231 err_free_bridge:
1232         pci_free_host_bridge(bridge);
1233
1234         return err;
1235 }
1236
1237 static int rcar_pcie_resume_noirq(struct device *dev)
1238 {
1239         struct rcar_pcie *pcie = dev_get_drvdata(dev);
1240
1241         if (rcar_pci_read_reg(pcie, PMSR) &&
1242             !(rcar_pci_read_reg(pcie, PCIETCTLR) & DL_DOWN))
1243                 return 0;
1244
1245         /* Re-establish the PCIe link */
1246         rcar_pci_write_reg(pcie, MACCTLR_INIT_VAL, MACCTLR);
1247         rcar_pci_write_reg(pcie, CFINIT, PCIETCTLR);
1248         return rcar_pcie_wait_for_dl(pcie);
1249 }
1250
1251 static const struct dev_pm_ops rcar_pcie_pm_ops = {
1252         .resume_noirq = rcar_pcie_resume_noirq,
1253 };
1254
1255 static struct platform_driver rcar_pcie_driver = {
1256         .driver = {
1257                 .name = "rcar-pcie",
1258                 .of_match_table = rcar_pcie_of_match,
1259                 .pm = &rcar_pcie_pm_ops,
1260                 .suppress_bind_attrs = true,
1261         },
1262         .probe = rcar_pcie_probe,
1263 };
1264 builtin_platform_driver(rcar_pcie_driver);