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