xref: /linux/drivers/pci/controller/pcie-rcar-ep.c (revision a4eb44a6435d6d8f9e642407a4a06f65eb90ca04)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * PCIe endpoint driver for Renesas R-Car SoCs
4  *  Copyright (c) 2020 Renesas Electronics Europe GmbH
5  *
6  * Author: Lad Prabhakar <prabhakar.mahadev-lad.rj@bp.renesas.com>
7  */
8 
9 #include <linux/delay.h>
10 #include <linux/of_address.h>
11 #include <linux/of_platform.h>
12 #include <linux/pci.h>
13 #include <linux/pci-epc.h>
14 #include <linux/platform_device.h>
15 #include <linux/pm_runtime.h>
16 
17 #include "pcie-rcar.h"
18 
19 #define RCAR_EPC_MAX_FUNCTIONS		1
20 
21 /* Structure representing the PCIe interface */
22 struct rcar_pcie_endpoint {
23 	struct rcar_pcie	pcie;
24 	phys_addr_t		*ob_mapped_addr;
25 	struct pci_epc_mem_window *ob_window;
26 	u8			max_functions;
27 	unsigned int		bar_to_atu[MAX_NR_INBOUND_MAPS];
28 	unsigned long		*ib_window_map;
29 	u32			num_ib_windows;
30 	u32			num_ob_windows;
31 };
32 
33 static void rcar_pcie_ep_hw_init(struct rcar_pcie *pcie)
34 {
35 	u32 val;
36 
37 	rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIETCTLR);
38 
39 	/* Set endpoint mode */
40 	rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIEMSR);
41 
42 	/* Initialize default capabilities. */
43 	rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(0), 0xff, PCI_CAP_ID_EXP);
44 	rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(PCI_EXP_FLAGS),
45 		   PCI_EXP_FLAGS_TYPE, PCI_EXP_TYPE_ENDPOINT << 4);
46 	rcar_rmw32(pcie, RCONF(PCI_HEADER_TYPE), 0x7f,
47 		   PCI_HEADER_TYPE_NORMAL);
48 
49 	/* Write out the physical slot number = 0 */
50 	rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(PCI_EXP_SLTCAP), PCI_EXP_SLTCAP_PSN, 0);
51 
52 	val = rcar_pci_read_reg(pcie, EXPCAP(1));
53 	/* device supports fixed 128 bytes MPSS */
54 	val &= ~GENMASK(2, 0);
55 	rcar_pci_write_reg(pcie, val, EXPCAP(1));
56 
57 	val = rcar_pci_read_reg(pcie, EXPCAP(2));
58 	/* read requests size 128 bytes */
59 	val &= ~GENMASK(14, 12);
60 	/* payload size 128 bytes */
61 	val &= ~GENMASK(7, 5);
62 	rcar_pci_write_reg(pcie, val, EXPCAP(2));
63 
64 	/* Set target link speed to 5.0 GT/s */
65 	rcar_rmw32(pcie, EXPCAP(12), PCI_EXP_LNKSTA_CLS,
66 		   PCI_EXP_LNKSTA_CLS_5_0GB);
67 
68 	/* Set the completion timer timeout to the maximum 50ms. */
69 	rcar_rmw32(pcie, TLCTLR + 1, 0x3f, 50);
70 
71 	/* Terminate list of capabilities (Next Capability Offset=0) */
72 	rcar_rmw32(pcie, RVCCAP(0), 0xfff00000, 0);
73 
74 	/* flush modifications */
75 	wmb();
76 }
77 
78 static int rcar_pcie_ep_get_window(struct rcar_pcie_endpoint *ep,
79 				   phys_addr_t addr)
80 {
81 	int i;
82 
83 	for (i = 0; i < ep->num_ob_windows; i++)
84 		if (ep->ob_window[i].phys_base == addr)
85 			return i;
86 
87 	return -EINVAL;
88 }
89 
90 static int rcar_pcie_parse_outbound_ranges(struct rcar_pcie_endpoint *ep,
91 					   struct platform_device *pdev)
92 {
93 	struct rcar_pcie *pcie = &ep->pcie;
94 	char outbound_name[10];
95 	struct resource *res;
96 	unsigned int i = 0;
97 
98 	ep->num_ob_windows = 0;
99 	for (i = 0; i < RCAR_PCI_MAX_RESOURCES; i++) {
100 		sprintf(outbound_name, "memory%u", i);
101 		res = platform_get_resource_byname(pdev,
102 						   IORESOURCE_MEM,
103 						   outbound_name);
104 		if (!res) {
105 			dev_err(pcie->dev, "missing outbound window %u\n", i);
106 			return -EINVAL;
107 		}
108 		if (!devm_request_mem_region(&pdev->dev, res->start,
109 					     resource_size(res),
110 					     outbound_name)) {
111 			dev_err(pcie->dev, "Cannot request memory region %s.\n",
112 				outbound_name);
113 			return -EIO;
114 		}
115 
116 		ep->ob_window[i].phys_base = res->start;
117 		ep->ob_window[i].size = resource_size(res);
118 		/* controller doesn't support multiple allocation
119 		 * from same window, so set page_size to window size
120 		 */
121 		ep->ob_window[i].page_size = resource_size(res);
122 	}
123 	ep->num_ob_windows = i;
124 
125 	return 0;
126 }
127 
128 static int rcar_pcie_ep_get_pdata(struct rcar_pcie_endpoint *ep,
129 				  struct platform_device *pdev)
130 {
131 	struct rcar_pcie *pcie = &ep->pcie;
132 	struct pci_epc_mem_window *window;
133 	struct device *dev = pcie->dev;
134 	struct resource res;
135 	int err;
136 
137 	err = of_address_to_resource(dev->of_node, 0, &res);
138 	if (err)
139 		return err;
140 	pcie->base = devm_ioremap_resource(dev, &res);
141 	if (IS_ERR(pcie->base))
142 		return PTR_ERR(pcie->base);
143 
144 	ep->ob_window = devm_kcalloc(dev, RCAR_PCI_MAX_RESOURCES,
145 				     sizeof(*window), GFP_KERNEL);
146 	if (!ep->ob_window)
147 		return -ENOMEM;
148 
149 	rcar_pcie_parse_outbound_ranges(ep, pdev);
150 
151 	err = of_property_read_u8(dev->of_node, "max-functions",
152 				  &ep->max_functions);
153 	if (err < 0 || ep->max_functions > RCAR_EPC_MAX_FUNCTIONS)
154 		ep->max_functions = RCAR_EPC_MAX_FUNCTIONS;
155 
156 	return 0;
157 }
158 
159 static int rcar_pcie_ep_write_header(struct pci_epc *epc, u8 fn, u8 vfn,
160 				     struct pci_epf_header *hdr)
161 {
162 	struct rcar_pcie_endpoint *ep = epc_get_drvdata(epc);
163 	struct rcar_pcie *pcie = &ep->pcie;
164 	u32 val;
165 
166 	if (!fn)
167 		val = hdr->vendorid;
168 	else
169 		val = rcar_pci_read_reg(pcie, IDSETR0);
170 	val |= hdr->deviceid << 16;
171 	rcar_pci_write_reg(pcie, val, IDSETR0);
172 
173 	val = hdr->revid;
174 	val |= hdr->progif_code << 8;
175 	val |= hdr->subclass_code << 16;
176 	val |= hdr->baseclass_code << 24;
177 	rcar_pci_write_reg(pcie, val, IDSETR1);
178 
179 	if (!fn)
180 		val = hdr->subsys_vendor_id;
181 	else
182 		val = rcar_pci_read_reg(pcie, SUBIDSETR);
183 	val |= hdr->subsys_id << 16;
184 	rcar_pci_write_reg(pcie, val, SUBIDSETR);
185 
186 	if (hdr->interrupt_pin > PCI_INTERRUPT_INTA)
187 		return -EINVAL;
188 	val = rcar_pci_read_reg(pcie, PCICONF(15));
189 	val |= (hdr->interrupt_pin << 8);
190 	rcar_pci_write_reg(pcie, val, PCICONF(15));
191 
192 	return 0;
193 }
194 
195 static int rcar_pcie_ep_set_bar(struct pci_epc *epc, u8 func_no, u8 vfunc_no,
196 				struct pci_epf_bar *epf_bar)
197 {
198 	int flags = epf_bar->flags | LAR_ENABLE | LAM_64BIT;
199 	struct rcar_pcie_endpoint *ep = epc_get_drvdata(epc);
200 	u64 size = 1ULL << fls64(epf_bar->size - 1);
201 	dma_addr_t cpu_addr = epf_bar->phys_addr;
202 	enum pci_barno bar = epf_bar->barno;
203 	struct rcar_pcie *pcie = &ep->pcie;
204 	u32 mask;
205 	int idx;
206 	int err;
207 
208 	idx = find_first_zero_bit(ep->ib_window_map, ep->num_ib_windows);
209 	if (idx >= ep->num_ib_windows) {
210 		dev_err(pcie->dev, "no free inbound window\n");
211 		return -EINVAL;
212 	}
213 
214 	if ((flags & PCI_BASE_ADDRESS_SPACE) == PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO)
215 		flags |= IO_SPACE;
216 
217 	ep->bar_to_atu[bar] = idx;
218 	/* use 64-bit BARs */
219 	set_bit(idx, ep->ib_window_map);
220 	set_bit(idx + 1, ep->ib_window_map);
221 
222 	if (cpu_addr > 0) {
223 		unsigned long nr_zeros = __ffs64(cpu_addr);
224 		u64 alignment = 1ULL << nr_zeros;
225 
226 		size = min(size, alignment);
227 	}
228 
229 	size = min(size, 1ULL << 32);
230 
231 	mask = roundup_pow_of_two(size) - 1;
232 	mask &= ~0xf;
233 
234 	rcar_pcie_set_inbound(pcie, cpu_addr,
235 			      0x0, mask | flags, idx, false);
236 
237 	err = rcar_pcie_wait_for_phyrdy(pcie);
238 	if (err) {
239 		dev_err(pcie->dev, "phy not ready\n");
240 		return -EINVAL;
241 	}
242 
243 	return 0;
244 }
245 
246 static void rcar_pcie_ep_clear_bar(struct pci_epc *epc, u8 fn, u8 vfn,
247 				   struct pci_epf_bar *epf_bar)
248 {
249 	struct rcar_pcie_endpoint *ep = epc_get_drvdata(epc);
250 	enum pci_barno bar = epf_bar->barno;
251 	u32 atu_index = ep->bar_to_atu[bar];
252 
253 	rcar_pcie_set_inbound(&ep->pcie, 0x0, 0x0, 0x0, bar, false);
254 
255 	clear_bit(atu_index, ep->ib_window_map);
256 	clear_bit(atu_index + 1, ep->ib_window_map);
257 }
258 
259 static int rcar_pcie_ep_set_msi(struct pci_epc *epc, u8 fn, u8 vfn,
260 				u8 interrupts)
261 {
262 	struct rcar_pcie_endpoint *ep = epc_get_drvdata(epc);
263 	struct rcar_pcie *pcie = &ep->pcie;
264 	u32 flags;
265 
266 	flags = rcar_pci_read_reg(pcie, MSICAP(fn));
267 	flags |= interrupts << MSICAP0_MMESCAP_OFFSET;
268 	rcar_pci_write_reg(pcie, flags, MSICAP(fn));
269 
270 	return 0;
271 }
272 
273 static int rcar_pcie_ep_get_msi(struct pci_epc *epc, u8 fn, u8 vfn)
274 {
275 	struct rcar_pcie_endpoint *ep = epc_get_drvdata(epc);
276 	struct rcar_pcie *pcie = &ep->pcie;
277 	u32 flags;
278 
279 	flags = rcar_pci_read_reg(pcie, MSICAP(fn));
280 	if (!(flags & MSICAP0_MSIE))
281 		return -EINVAL;
282 
283 	return ((flags & MSICAP0_MMESE_MASK) >> MSICAP0_MMESE_OFFSET);
284 }
285 
286 static int rcar_pcie_ep_map_addr(struct pci_epc *epc, u8 fn, u8 vfn,
287 				 phys_addr_t addr, u64 pci_addr, size_t size)
288 {
289 	struct rcar_pcie_endpoint *ep = epc_get_drvdata(epc);
290 	struct rcar_pcie *pcie = &ep->pcie;
291 	struct resource_entry win;
292 	struct resource res;
293 	int window;
294 	int err;
295 
296 	/* check if we have a link. */
297 	err = rcar_pcie_wait_for_dl(pcie);
298 	if (err) {
299 		dev_err(pcie->dev, "link not up\n");
300 		return err;
301 	}
302 
303 	window = rcar_pcie_ep_get_window(ep, addr);
304 	if (window < 0) {
305 		dev_err(pcie->dev, "failed to get corresponding window\n");
306 		return -EINVAL;
307 	}
308 
309 	memset(&win, 0x0, sizeof(win));
310 	memset(&res, 0x0, sizeof(res));
311 	res.start = pci_addr;
312 	res.end = pci_addr + size - 1;
313 	res.flags = IORESOURCE_MEM;
314 	win.res = &res;
315 
316 	rcar_pcie_set_outbound(pcie, window, &win);
317 
318 	ep->ob_mapped_addr[window] = addr;
319 
320 	return 0;
321 }
322 
323 static void rcar_pcie_ep_unmap_addr(struct pci_epc *epc, u8 fn, u8 vfn,
324 				    phys_addr_t addr)
325 {
326 	struct rcar_pcie_endpoint *ep = epc_get_drvdata(epc);
327 	struct resource_entry win;
328 	struct resource res;
329 	int idx;
330 
331 	for (idx = 0; idx < ep->num_ob_windows; idx++)
332 		if (ep->ob_mapped_addr[idx] == addr)
333 			break;
334 
335 	if (idx >= ep->num_ob_windows)
336 		return;
337 
338 	memset(&win, 0x0, sizeof(win));
339 	memset(&res, 0x0, sizeof(res));
340 	win.res = &res;
341 	rcar_pcie_set_outbound(&ep->pcie, idx, &win);
342 
343 	ep->ob_mapped_addr[idx] = 0;
344 }
345 
346 static int rcar_pcie_ep_assert_intx(struct rcar_pcie_endpoint *ep,
347 				    u8 fn, u8 intx)
348 {
349 	struct rcar_pcie *pcie = &ep->pcie;
350 	u32 val;
351 
352 	val = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSITXR);
353 	if ((val & PCI_MSI_FLAGS_ENABLE)) {
354 		dev_err(pcie->dev, "MSI is enabled, cannot assert INTx\n");
355 		return -EINVAL;
356 	}
357 
358 	val = rcar_pci_read_reg(pcie, PCICONF(1));
359 	if ((val & INTDIS)) {
360 		dev_err(pcie->dev, "INTx message transmission is disabled\n");
361 		return -EINVAL;
362 	}
363 
364 	val = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEINTXR);
365 	if ((val & ASTINTX)) {
366 		dev_err(pcie->dev, "INTx is already asserted\n");
367 		return -EINVAL;
368 	}
369 
370 	val |= ASTINTX;
371 	rcar_pci_write_reg(pcie, val, PCIEINTXR);
372 	usleep_range(1000, 1001);
373 	val = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEINTXR);
374 	val &= ~ASTINTX;
375 	rcar_pci_write_reg(pcie, val, PCIEINTXR);
376 
377 	return 0;
378 }
379 
380 static int rcar_pcie_ep_assert_msi(struct rcar_pcie *pcie,
381 				   u8 fn, u8 interrupt_num)
382 {
383 	u16 msi_count;
384 	u32 val;
385 
386 	/* Check MSI enable bit */
387 	val = rcar_pci_read_reg(pcie, MSICAP(fn));
388 	if (!(val & MSICAP0_MSIE))
389 		return -EINVAL;
390 
391 	/* Get MSI numbers from MME */
392 	msi_count = ((val & MSICAP0_MMESE_MASK) >> MSICAP0_MMESE_OFFSET);
393 	msi_count = 1 << msi_count;
394 
395 	if (!interrupt_num || interrupt_num > msi_count)
396 		return -EINVAL;
397 
398 	val = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSITXR);
399 	rcar_pci_write_reg(pcie, val | (interrupt_num - 1), PCIEMSITXR);
400 
401 	return 0;
402 }
403 
404 static int rcar_pcie_ep_raise_irq(struct pci_epc *epc, u8 fn, u8 vfn,
405 				  enum pci_epc_irq_type type,
406 				  u16 interrupt_num)
407 {
408 	struct rcar_pcie_endpoint *ep = epc_get_drvdata(epc);
409 
410 	switch (type) {
411 	case PCI_EPC_IRQ_LEGACY:
412 		return rcar_pcie_ep_assert_intx(ep, fn, 0);
413 
414 	case PCI_EPC_IRQ_MSI:
415 		return rcar_pcie_ep_assert_msi(&ep->pcie, fn, interrupt_num);
416 
417 	default:
418 		return -EINVAL;
419 	}
420 }
421 
422 static int rcar_pcie_ep_start(struct pci_epc *epc)
423 {
424 	struct rcar_pcie_endpoint *ep = epc_get_drvdata(epc);
425 
426 	rcar_pci_write_reg(&ep->pcie, MACCTLR_INIT_VAL, MACCTLR);
427 	rcar_pci_write_reg(&ep->pcie, CFINIT, PCIETCTLR);
428 
429 	return 0;
430 }
431 
432 static void rcar_pcie_ep_stop(struct pci_epc *epc)
433 {
434 	struct rcar_pcie_endpoint *ep = epc_get_drvdata(epc);
435 
436 	rcar_pci_write_reg(&ep->pcie, 0, PCIETCTLR);
437 }
438 
439 static const struct pci_epc_features rcar_pcie_epc_features = {
440 	.linkup_notifier = false,
441 	.msi_capable = true,
442 	.msix_capable = false,
443 	/* use 64-bit BARs so mark BAR[1,3,5] as reserved */
444 	.reserved_bar = 1 << BAR_1 | 1 << BAR_3 | 1 << BAR_5,
445 	.bar_fixed_64bit = 1 << BAR_0 | 1 << BAR_2 | 1 << BAR_4,
446 	.bar_fixed_size[0] = 128,
447 	.bar_fixed_size[2] = 256,
448 	.bar_fixed_size[4] = 256,
449 };
450 
451 static const struct pci_epc_features*
452 rcar_pcie_ep_get_features(struct pci_epc *epc, u8 func_no, u8 vfunc_no)
453 {
454 	return &rcar_pcie_epc_features;
455 }
456 
457 static const struct pci_epc_ops rcar_pcie_epc_ops = {
458 	.write_header	= rcar_pcie_ep_write_header,
459 	.set_bar	= rcar_pcie_ep_set_bar,
460 	.clear_bar	= rcar_pcie_ep_clear_bar,
461 	.set_msi	= rcar_pcie_ep_set_msi,
462 	.get_msi	= rcar_pcie_ep_get_msi,
463 	.map_addr	= rcar_pcie_ep_map_addr,
464 	.unmap_addr	= rcar_pcie_ep_unmap_addr,
465 	.raise_irq	= rcar_pcie_ep_raise_irq,
466 	.start		= rcar_pcie_ep_start,
467 	.stop		= rcar_pcie_ep_stop,
468 	.get_features	= rcar_pcie_ep_get_features,
469 };
470 
471 static const struct of_device_id rcar_pcie_ep_of_match[] = {
472 	{ .compatible = "renesas,r8a774c0-pcie-ep", },
473 	{ .compatible = "renesas,rcar-gen3-pcie-ep" },
474 	{ },
475 };
476 
477 static int rcar_pcie_ep_probe(struct platform_device *pdev)
478 {
479 	struct device *dev = &pdev->dev;
480 	struct rcar_pcie_endpoint *ep;
481 	struct rcar_pcie *pcie;
482 	struct pci_epc *epc;
483 	int err;
484 
485 	ep = devm_kzalloc(dev, sizeof(*ep), GFP_KERNEL);
486 	if (!ep)
487 		return -ENOMEM;
488 
489 	pcie = &ep->pcie;
490 	pcie->dev = dev;
491 
492 	pm_runtime_enable(dev);
493 	err = pm_runtime_resume_and_get(dev);
494 	if (err < 0) {
495 		dev_err(dev, "pm_runtime_resume_and_get failed\n");
496 		goto err_pm_disable;
497 	}
498 
499 	err = rcar_pcie_ep_get_pdata(ep, pdev);
500 	if (err < 0) {
501 		dev_err(dev, "failed to request resources: %d\n", err);
502 		goto err_pm_put;
503 	}
504 
505 	ep->num_ib_windows = MAX_NR_INBOUND_MAPS;
506 	ep->ib_window_map =
507 			devm_kcalloc(dev, BITS_TO_LONGS(ep->num_ib_windows),
508 				     sizeof(long), GFP_KERNEL);
509 	if (!ep->ib_window_map) {
510 		err = -ENOMEM;
511 		dev_err(dev, "failed to allocate memory for inbound map\n");
512 		goto err_pm_put;
513 	}
514 
515 	ep->ob_mapped_addr = devm_kcalloc(dev, ep->num_ob_windows,
516 					  sizeof(*ep->ob_mapped_addr),
517 					  GFP_KERNEL);
518 	if (!ep->ob_mapped_addr) {
519 		err = -ENOMEM;
520 		dev_err(dev, "failed to allocate memory for outbound memory pointers\n");
521 		goto err_pm_put;
522 	}
523 
524 	epc = devm_pci_epc_create(dev, &rcar_pcie_epc_ops);
525 	if (IS_ERR(epc)) {
526 		dev_err(dev, "failed to create epc device\n");
527 		err = PTR_ERR(epc);
528 		goto err_pm_put;
529 	}
530 
531 	epc->max_functions = ep->max_functions;
532 	epc_set_drvdata(epc, ep);
533 
534 	rcar_pcie_ep_hw_init(pcie);
535 
536 	err = pci_epc_multi_mem_init(epc, ep->ob_window, ep->num_ob_windows);
537 	if (err < 0) {
538 		dev_err(dev, "failed to initialize the epc memory space\n");
539 		goto err_pm_put;
540 	}
541 
542 	return 0;
543 
544 err_pm_put:
545 	pm_runtime_put(dev);
546 
547 err_pm_disable:
548 	pm_runtime_disable(dev);
549 
550 	return err;
551 }
552 
553 static struct platform_driver rcar_pcie_ep_driver = {
554 	.driver = {
555 		.name = "rcar-pcie-ep",
556 		.of_match_table = rcar_pcie_ep_of_match,
557 		.suppress_bind_attrs = true,
558 	},
559 	.probe = rcar_pcie_ep_probe,
560 };
561 builtin_platform_driver(rcar_pcie_ep_driver);
562