drivers/pci/controller/pcie-rcar-host.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * PCIe driver for Renesas R-Car SoCs
   4  *  Copyright (C) 2014-2020 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/clk-provider.h>
  17 #include <linux/delay.h>
  18 #include <linux/interrupt.h>
  19 #include <linux/irq.h>
  20 #include <linux/irqdomain.h>
  21 #include <linux/kernel.h>
  22 #include <linux/init.h>
  23 #include <linux/iopoll.h>
  24 #include <linux/msi.h>
  25 #include <linux/of_address.h>
  26 #include <linux/of_irq.h>
  27 #include <linux/of_platform.h>
  28 #include <linux/pci.h>
  29 #include <linux/phy/phy.h>
  30 #include <linux/platform_device.h>
  31 #include <linux/pm_runtime.h>
  32
  33 #include "pcie-rcar.h"
  34
  35 struct rcar_msi {
  36         DECLARE_BITMAP(used, INT_PCI_MSI_NR);
  37         struct irq_domain *domain;
  38         struct mutex map_lock;
  39         spinlock_t mask_lock;
  40         int irq1;
  41         int irq2;
  42 };
  43
  44 #ifdef CONFIG_ARM
  45 /*
  46  * Here we keep a static copy of the remapped PCIe controller address.
  47  * This is only used on aarch32 systems, all of which have one single
  48  * PCIe controller, to provide quick access to the PCIe controller in
  49  * the L1 link state fixup function, called from the ARM fault handler.
  50  */
  51 static void __iomem *pcie_base;
  52 /*
  53  * Static copy of PCIe device pointer, so we can check whether the
  54  * device is runtime suspended or not.
  55  */
  56 static struct device *pcie_dev;
  57 #endif
  58
  59 /* Structure representing the PCIe interface */
  60 struct rcar_pcie_host {
  61         struct rcar_pcie        pcie;
  62         struct phy              *phy;
  63         struct clk              *bus_clk;
  64         struct                  rcar_msi msi;
  65         int                     (*phy_init_fn)(struct rcar_pcie_host *host);
  66 };
  67
  68 static DEFINE_SPINLOCK(pmsr_lock);
  69
  70 static int rcar_pcie_wakeup(struct device *pcie_dev, void __iomem *pcie_base)
  71 {
  72         unsigned long flags;
  73         u32 pmsr, val;
  74         int ret = 0;
  75
  76         spin_lock_irqsave(&pmsr_lock, flags);
  77
  78         if (!pcie_base || pm_runtime_suspended(pcie_dev)) {
  79                 ret = -EINVAL;
  80                 goto unlock_exit;
  81         }
  82
  83         pmsr = readl(pcie_base + PMSR);
  84
  85         /*
  86          * Test if the PCIe controller received PM_ENTER_L1 DLLP and
  87          * the PCIe controller is not in L1 link state. If true, apply
  88          * fix, which will put the controller into L1 link state, from
  89          * which it can return to L0s/L0 on its own.
  90          */
  91         if ((pmsr & PMEL1RX) && ((pmsr & PMSTATE) != PMSTATE_L1)) {
  92                 writel(L1IATN, pcie_base + PMCTLR);
  93                 ret = readl_poll_timeout_atomic(pcie_base + PMSR, val,
  94                                                 val & L1FAEG, 10, 1000);
  95                 WARN(ret, "Timeout waiting for L1 link state, ret=%d\n", ret);
  96                 writel(L1FAEG | PMEL1RX, pcie_base + PMSR);
  97         }
  98
  99 unlock_exit:
 100         spin_unlock_irqrestore(&pmsr_lock, flags);
 101         return ret;
 102 }
 103
 104 static struct rcar_pcie_host *msi_to_host(struct rcar_msi *msi)
 105 {
 106         return container_of(msi, struct rcar_pcie_host, msi);
 107 }
 108
 109 static u32 rcar_read_conf(struct rcar_pcie *pcie, int where)
 110 {
 111         unsigned int shift = BITS_PER_BYTE * (where & 3);
 112         u32 val = rcar_pci_read_reg(pcie, where & ~3);
 113
 114         return val >> shift;
 115 }
 116
 117 #ifdef CONFIG_ARM
 118 #define __rcar_pci_rw_reg_workaround(instr)                             \
 119                 "       .arch armv7-a\n"                                \
 120                 "1:     " instr " %1, [%2]\n"                           \
 121                 "2:     isb\n"                                          \
 122                 "3:     .pushsection .text.fixup,\"ax\"\n"              \
 123                 "       .align  2\n"                                    \
 124                 "4:     mov     %0, #" __stringify(PCIBIOS_SET_FAILED) "\n" \
 125                 "       b       3b\n"                                   \
 126                 "       .popsection\n"                                  \
 127                 "       .pushsection __ex_table,\"a\"\n"                \
 128                 "       .align  3\n"                                    \
 129                 "       .long   1b, 4b\n"                               \
 130                 "       .long   2b, 4b\n"                               \
 131                 "       .popsection\n"
 132 #endif
 133
 134 static int rcar_pci_write_reg_workaround(struct rcar_pcie *pcie, u32 val,
 135                                          unsigned int reg)
 136 {
 137         int error = PCIBIOS_SUCCESSFUL;
 138 #ifdef CONFIG_ARM
 139         asm volatile(
 140                 __rcar_pci_rw_reg_workaround("str")
 141         : "+r"(error):"r"(val), "r"(pcie->base + reg) : "memory");
 142 #else
 143         rcar_pci_write_reg(pcie, val, reg);
 144 #endif
 145         return error;
 146 }
 147
 148 static int rcar_pci_read_reg_workaround(struct rcar_pcie *pcie, u32 *val,
 149                                         unsigned int reg)
 150 {
 151         int error = PCIBIOS_SUCCESSFUL;
 152 #ifdef CONFIG_ARM
 153         asm volatile(
 154                 __rcar_pci_rw_reg_workaround("ldr")
 155         : "+r"(error), "=r"(*val) : "r"(pcie->base + reg) : "memory");
 156
 157         if (error != PCIBIOS_SUCCESSFUL)
 158                 PCI_SET_ERROR_RESPONSE(val);
 159 #else
 160         *val = rcar_pci_read_reg(pcie, reg);
 161 #endif
 162         return error;
 163 }
 164
 165 /* Serialization is provided by 'pci_lock' in drivers/pci/access.c */
 166 static int rcar_pcie_config_access(struct rcar_pcie_host *host,
 167                 unsigned char access_type, struct pci_bus *bus,
 168                 unsigned int devfn, int where, u32 *data)
 169 {
 170         struct rcar_pcie *pcie = &host->pcie;
 171         unsigned int dev, func, reg, index;
 172         int ret;
 173
 174         /* Wake the bus up in case it is in L1 state. */
 175         ret = rcar_pcie_wakeup(pcie->dev, pcie->base);
 176         if (ret) {
 177                 PCI_SET_ERROR_RESPONSE(data);
 178                 return PCIBIOS_SET_FAILED;
 179         }
 180
 181         dev = PCI_SLOT(devfn);
 182         func = PCI_FUNC(devfn);
 183         reg = where & ~3;
 184         index = reg / 4;
 185
 186         /*
 187          * While each channel has its own memory-mapped extended config
 188          * space, it's generally only accessible when in endpoint mode.
 189          * When in root complex mode, the controller is unable to target
 190          * itself with either type 0 or type 1 accesses, and indeed, any
 191          * controller initiated target transfer to its own config space
 192          * result in a completer abort.
 193          *
 194          * Each channel effectively only supports a single device, but as
 195          * the same channel <-> device access works for any PCI_SLOT()
 196          * value, we cheat a bit here and bind the controller's config
 197          * space to devfn 0 in order to enable self-enumeration. In this
 198          * case the regular ECAR/ECDR path is sidelined and the mangled
 199          * config access itself is initiated as an internal bus transaction.
 200          */
 201         if (pci_is_root_bus(bus)) {
 202                 if (dev != 0)
 203                         return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
 204
 205                 if (access_type == RCAR_PCI_ACCESS_READ)
 206                         *data = rcar_pci_read_reg(pcie, PCICONF(index));
 207                 else
 208                         rcar_pci_write_reg(pcie, *data, PCICONF(index));
 209
 210                 return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
 211         }
 212
 213         /* Clear errors */
 214         rcar_pci_write_reg(pcie, rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEERRFR), PCIEERRFR);
 215
 216         /* Set the PIO address */
 217         rcar_pci_write_reg(pcie, PCIE_CONF_BUS(bus->number) |
 218                 PCIE_CONF_DEV(dev) | PCIE_CONF_FUNC(func) | reg, PCIECAR);
 219
 220         /* Enable the configuration access */
 221         if (pci_is_root_bus(bus->parent))
 222                 rcar_pci_write_reg(pcie, CONFIG_SEND_ENABLE | TYPE0, PCIECCTLR);
 223         else
 224                 rcar_pci_write_reg(pcie, CONFIG_SEND_ENABLE | TYPE1, PCIECCTLR);
 225
 226         /* Check for errors */
 227         if (rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEERRFR) & UNSUPPORTED_REQUEST)
 228                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
 229
 230         /* Check for master and target aborts */
 231         if (rcar_read_conf(pcie, RCONF(PCI_STATUS)) &
 232                 (PCI_STATUS_REC_MASTER_ABORT | PCI_STATUS_REC_TARGET_ABORT))
 233                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
 234
 235         if (access_type == RCAR_PCI_ACCESS_READ)
 236                 ret = rcar_pci_read_reg_workaround(pcie, data, PCIECDR);
 237         else
 238                 ret = rcar_pci_write_reg_workaround(pcie, *data, PCIECDR);
 239
 240         /* Disable the configuration access */
 241         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIECCTLR);
 242
 243         return ret;
 244 }
 245
 246 static int rcar_pcie_read_conf(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
 247                                int where, int size, u32 *val)
 248 {
 249         struct rcar_pcie_host *host = bus->sysdata;
 250         int ret;
 251
 252         ret = rcar_pcie_config_access(host, RCAR_PCI_ACCESS_READ,
 253                                       bus, devfn, where, val);
 254         if (ret != PCIBIOS_SUCCESSFUL)
 255                 return ret;
 256
 257         if (size == 1)
 258                 *val = (*val >> (BITS_PER_BYTE * (where & 3))) & 0xff;
 259         else if (size == 2)
 260                 *val = (*val >> (BITS_PER_BYTE * (where & 2))) & 0xffff;
 261
 262         dev_dbg(&bus->dev, "pcie-config-read: bus=%3d devfn=0x%04x where=0x%04x size=%d val=0x%08x\n",
 263                 bus->number, devfn, where, size, *val);
 264
 265         return ret;
 266 }
 267
 268 /* Serialization is provided by 'pci_lock' in drivers/pci/access.c */
 269 static int rcar_pcie_write_conf(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
 270                                 int where, int size, u32 val)
 271 {
 272         struct rcar_pcie_host *host = bus->sysdata;
 273         unsigned int shift;
 274         u32 data;
 275         int ret;
 276
 277         ret = rcar_pcie_config_access(host, RCAR_PCI_ACCESS_READ,
 278                                       bus, devfn, where, &data);
 279         if (ret != PCIBIOS_SUCCESSFUL)
 280                 return ret;
 281
 282         dev_dbg(&bus->dev, "pcie-config-write: bus=%3d devfn=0x%04x where=0x%04x size=%d val=0x%08x\n",
 283                 bus->number, devfn, where, size, val);
 284
 285         if (size == 1) {
 286                 shift = BITS_PER_BYTE * (where & 3);
 287                 data &= ~(0xff << shift);
 288                 data |= ((val & 0xff) << shift);
 289         } else if (size == 2) {
 290                 shift = BITS_PER_BYTE * (where & 2);
 291                 data &= ~(0xffff << shift);
 292                 data |= ((val & 0xffff) << shift);
 293         } else
 294                 data = val;
 295
 296         ret = rcar_pcie_config_access(host, RCAR_PCI_ACCESS_WRITE,
 297                                       bus, devfn, where, &data);
 298
 299         return ret;
 300 }
 301
 302 static struct pci_ops rcar_pcie_ops = {
 303         .read   = rcar_pcie_read_conf,
 304         .write  = rcar_pcie_write_conf,
 305 };
 306
 307 static void rcar_pcie_force_speedup(struct rcar_pcie *pcie)
 308 {
 309         struct device *dev = pcie->dev;
 310         unsigned int timeout = 1000;
 311         u32 macsr;
 312
 313         if ((rcar_pci_read_reg(pcie, MACS2R) & LINK_SPEED) != LINK_SPEED_5_0GTS)
 314                 return;
 315
 316         if (rcar_pci_read_reg(pcie, MACCTLR) & SPEED_CHANGE) {
 317                 dev_err(dev, "Speed change already in progress\n");
 318                 return;
 319         }
 320
 321         macsr = rcar_pci_read_reg(pcie, MACSR);
 322         if ((macsr & LINK_SPEED) == LINK_SPEED_5_0GTS)
 323                 goto done;
 324
 325         /* Set target link speed to 5.0 GT/s */
 326         rcar_rmw32(pcie, EXPCAP(12), PCI_EXP_LNKSTA_CLS,
 327                    PCI_EXP_LNKSTA_CLS_5_0GB);
 328
 329         /* Set speed change reason as intentional factor */
 330         rcar_rmw32(pcie, MACCGSPSETR, SPCNGRSN, 0);
 331
 332         /* Clear SPCHGFIN, SPCHGSUC, and SPCHGFAIL */
 333         if (macsr & (SPCHGFIN | SPCHGSUC | SPCHGFAIL))
 334                 rcar_pci_write_reg(pcie, macsr, MACSR);
 335
 336         /* Start link speed change */
 337         rcar_rmw32(pcie, MACCTLR, SPEED_CHANGE, SPEED_CHANGE);
 338
 339         while (timeout--) {
 340                 macsr = rcar_pci_read_reg(pcie, MACSR);
 341                 if (macsr & SPCHGFIN) {
 342                         /* Clear the interrupt bits */
 343                         rcar_pci_write_reg(pcie, macsr, MACSR);
 344
 345                         if (macsr & SPCHGFAIL)
 346                                 dev_err(dev, "Speed change failed\n");
 347
 348                         goto done;
 349                 }
 350
 351                 msleep(1);
 352         }
 353
 354         dev_err(dev, "Speed change timed out\n");
 355
 356 done:
 357         dev_info(dev, "Current link speed is %s GT/s\n",
 358                  (macsr & LINK_SPEED) == LINK_SPEED_5_0GTS ? "5" : "2.5");
 359 }
 360
 361 static void rcar_pcie_hw_enable(struct rcar_pcie_host *host)
 362 {
 363         struct rcar_pcie *pcie = &host->pcie;
 364         struct pci_host_bridge *bridge = pci_host_bridge_from_priv(host);
 365         struct resource_entry *win;
 366         LIST_HEAD(res);
 367         int i = 0;
 368
 369         /* Try setting 5 GT/s link speed */
 370         rcar_pcie_force_speedup(pcie);
 371
 372         /* Setup PCI resources */
 373         resource_list_for_each_entry(win, &bridge->windows) {
 374                 struct resource *res = win->res;
 375
 376                 if (!res->flags)
 377                         continue;
 378
 379                 switch (resource_type(res)) {
 380                 case IORESOURCE_IO:
 381                 case IORESOURCE_MEM:
 382                         rcar_pcie_set_outbound(pcie, i, win);
 383                         i++;
 384                         break;
 385                 }
 386         }
 387 }
 388
 389 static int rcar_pcie_enable(struct rcar_pcie_host *host)
 390 {
 391         struct pci_host_bridge *bridge = pci_host_bridge_from_priv(host);
 392
 393         rcar_pcie_hw_enable(host);
 394
 395         pci_add_flags(PCI_REASSIGN_ALL_BUS);
 396
 397         bridge->sysdata = host;
 398         bridge->ops = &rcar_pcie_ops;
 399
 400         return pci_host_probe(bridge);
 401 }
 402
 403 static int phy_wait_for_ack(struct rcar_pcie *pcie)
 404 {
 405         struct device *dev = pcie->dev;
 406         unsigned int timeout = 100;
 407
 408         while (timeout--) {
 409                 if (rcar_pci_read_reg(pcie, H1_PCIEPHYADRR) & PHY_ACK)
 410                         return 0;
 411
 412                 udelay(100);
 413         }
 414
 415         dev_err(dev, "Access to PCIe phy timed out\n");
 416
 417         return -ETIMEDOUT;
 418 }
 419
 420 static void phy_write_reg(struct rcar_pcie *pcie,
 421                           unsigned int rate, u32 addr,
 422                           unsigned int lane, u32 data)
 423 {
 424         u32 phyaddr;
 425
 426         phyaddr = WRITE_CMD |
 427                 ((rate & 1) << RATE_POS) |
 428                 ((lane & 0xf) << LANE_POS) |
 429                 ((addr & 0xff) << ADR_POS);
 430
 431         /* Set write data */
 432         rcar_pci_write_reg(pcie, data, H1_PCIEPHYDOUTR);
 433         rcar_pci_write_reg(pcie, phyaddr, H1_PCIEPHYADRR);
 434
 435         /* Ignore errors as they will be dealt with if the data link is down */
 436         phy_wait_for_ack(pcie);
 437
 438         /* Clear command */
 439         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, H1_PCIEPHYDOUTR);
 440         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, H1_PCIEPHYADRR);
 441
 442         /* Ignore errors as they will be dealt with if the data link is down */
 443         phy_wait_for_ack(pcie);
 444 }
 445
 446 static int rcar_pcie_hw_init(struct rcar_pcie *pcie)
 447 {
 448         int err;
 449
 450         /* Begin initialization */
 451         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIETCTLR);
 452
 453         /* Set mode */
 454         rcar_pci_write_reg(pcie, 1, PCIEMSR);
 455
 456         err = rcar_pcie_wait_for_phyrdy(pcie);
 457         if (err)
 458                 return err;
 459
 460         /*
 461          * Initial header for port config space is type 1, set the device
 462          * class to match. Hardware takes care of propagating the IDSETR
 463          * settings, so there is no need to bother with a quirk.
 464          */
 465         rcar_pci_write_reg(pcie, PCI_CLASS_BRIDGE_PCI_NORMAL << 8, IDSETR1);
 466
 467         /*
 468          * Setup Secondary Bus Number & Subordinate Bus Number, even though
 469          * they aren't used, to avoid bridge being detected as broken.
 470          */
 471         rcar_rmw32(pcie, RCONF(PCI_SECONDARY_BUS), 0xff, 1);
 472         rcar_rmw32(pcie, RCONF(PCI_SUBORDINATE_BUS), 0xff, 1);
 473
 474         /* Initialize default capabilities. */
 475         rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(0), 0xff, PCI_CAP_ID_EXP);
 476         rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(PCI_EXP_FLAGS),
 477                 PCI_EXP_FLAGS_TYPE, PCI_EXP_TYPE_ROOT_PORT << 4);
 478         rcar_rmw32(pcie, RCONF(PCI_HEADER_TYPE), 0x7f,
 479                 PCI_HEADER_TYPE_BRIDGE);
 480
 481         /* Enable data link layer active state reporting */
 482         rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(PCI_EXP_LNKCAP), PCI_EXP_LNKCAP_DLLLARC,
 483                 PCI_EXP_LNKCAP_DLLLARC);
 484
 485         /* Write out the physical slot number = 0 */
 486         rcar_rmw32(pcie, REXPCAP(PCI_EXP_SLTCAP), PCI_EXP_SLTCAP_PSN, 0);
 487
 488         /* Set the completion timer timeout to the maximum 50ms. */
 489         rcar_rmw32(pcie, TLCTLR + 1, 0x3f, 50);
 490
 491         /* Terminate list of capabilities (Next Capability Offset=0) */
 492         rcar_rmw32(pcie, RVCCAP(0), 0xfff00000, 0);
 493
 494         /* Enable MSI */
 495         if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_MSI))
 496                 rcar_pci_write_reg(pcie, 0x801f0000, PCIEMSITXR);
 497
 498         rcar_pci_write_reg(pcie, MACCTLR_INIT_VAL, MACCTLR);
 499
 500         /* Finish initialization - establish a PCI Express link */
 501         rcar_pci_write_reg(pcie, CFINIT, PCIETCTLR);
 502
 503         /* This will timeout if we don't have a link. */
 504         err = rcar_pcie_wait_for_dl(pcie);
 505         if (err)
 506                 return err;
 507
 508         /* Enable INTx interrupts */
 509         rcar_rmw32(pcie, PCIEINTXR, 0, 0xF << 8);
 510
 511         wmb();
 512
 513         return 0;
 514 }
 515
 516 static int rcar_pcie_phy_init_h1(struct rcar_pcie_host *host)
 517 {
 518         struct rcar_pcie *pcie = &host->pcie;
 519
 520         /* Initialize the phy */
 521         phy_write_reg(pcie, 0, 0x42, 0x1, 0x0EC34191);
 522         phy_write_reg(pcie, 1, 0x42, 0x1, 0x0EC34180);
 523         phy_write_reg(pcie, 0, 0x43, 0x1, 0x00210188);
 524         phy_write_reg(pcie, 1, 0x43, 0x1, 0x00210188);
 525         phy_write_reg(pcie, 0, 0x44, 0x1, 0x015C0014);
 526         phy_write_reg(pcie, 1, 0x44, 0x1, 0x015C0014);
 527         phy_write_reg(pcie, 1, 0x4C, 0x1, 0x786174A0);
 528         phy_write_reg(pcie, 1, 0x4D, 0x1, 0x048000BB);
 529         phy_write_reg(pcie, 0, 0x51, 0x1, 0x079EC062);
 530         phy_write_reg(pcie, 0, 0x52, 0x1, 0x20000000);
 531         phy_write_reg(pcie, 1, 0x52, 0x1, 0x20000000);
 532         phy_write_reg(pcie, 1, 0x56, 0x1, 0x00003806);
 533
 534         phy_write_reg(pcie, 0, 0x60, 0x1, 0x004B03A5);
 535         phy_write_reg(pcie, 0, 0x64, 0x1, 0x3F0F1F0F);
 536         phy_write_reg(pcie, 0, 0x66, 0x1, 0x00008000);
 537
 538         return 0;
 539 }
 540
 541 static int rcar_pcie_phy_init_gen2(struct rcar_pcie_host *host)
 542 {
 543         struct rcar_pcie *pcie = &host->pcie;
 544
 545         /*
 546          * These settings come from the R-Car Series, 2nd Generation User's
 547          * Manual, section 50.3.1 (2) Initialization of the physical layer.
 548          */
 549         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x000f0030, GEN2_PCIEPHYADDR);
 550         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00381203, GEN2_PCIEPHYDATA);
 551         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00000001, GEN2_PCIEPHYCTRL);
 552         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00000006, GEN2_PCIEPHYCTRL);
 553
 554         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x000f0054, GEN2_PCIEPHYADDR);
 555         /* The following value is for DC connection, no termination resistor */
 556         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x13802007, GEN2_PCIEPHYDATA);
 557         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00000001, GEN2_PCIEPHYCTRL);
 558         rcar_pci_write_reg(pcie, 0x00000006, GEN2_PCIEPHYCTRL);
 559
 560         return 0;
 561 }
 562
 563 static int rcar_pcie_phy_init_gen3(struct rcar_pcie_host *host)
 564 {
 565         int err;
 566
 567         err = phy_init(host->phy);
 568         if (err)
 569                 return err;
 570
 571         err = phy_power_on(host->phy);
 572         if (err)
 573                 phy_exit(host->phy);
 574
 575         return err;
 576 }
 577
 578 static irqreturn_t rcar_pcie_msi_irq(int irq, void *data)
 579 {
 580         struct rcar_pcie_host *host = data;
 581         struct rcar_pcie *pcie = &host->pcie;
 582         struct rcar_msi *msi = &host->msi;
 583         struct device *dev = pcie->dev;
 584         unsigned long reg;
 585
 586         reg = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIFR);
 587
 588         /* MSI & INTx share an interrupt - we only handle MSI here */
 589         if (!reg)
 590                 return IRQ_NONE;
 591
 592         while (reg) {
 593                 unsigned int index = find_first_bit(&reg, 32);
 594                 int ret;
 595
 596                 ret = generic_handle_domain_irq(msi->domain->parent, index);
 597                 if (ret) {
 598                         /* Unknown MSI, just clear it */
 599                         dev_dbg(dev, "unexpected MSI\n");
 600                         rcar_pci_write_reg(pcie, BIT(index), PCIEMSIFR);
 601                 }
 602
 603                 /* see if there's any more pending in this vector */
 604                 reg = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIFR);
 605         }
 606
 607         return IRQ_HANDLED;
 608 }
 609
 610 static void rcar_msi_top_irq_ack(struct irq_data *d)
 611 {
 612         irq_chip_ack_parent(d);
 613 }
 614
 615 static void rcar_msi_top_irq_mask(struct irq_data *d)
 616 {
 617         pci_msi_mask_irq(d);
 618         irq_chip_mask_parent(d);
 619 }
 620
 621 static void rcar_msi_top_irq_unmask(struct irq_data *d)
 622 {
 623         pci_msi_unmask_irq(d);
 624         irq_chip_unmask_parent(d);
 625 }
 626
 627 static struct irq_chip rcar_msi_top_chip = {
 628         .name           = "PCIe MSI",
 629         .irq_ack        = rcar_msi_top_irq_ack,
 630         .irq_mask       = rcar_msi_top_irq_mask,
 631         .irq_unmask     = rcar_msi_top_irq_unmask,
 632 };
 633
 634 static void rcar_msi_irq_ack(struct irq_data *d)
 635 {
 636         struct rcar_msi *msi = irq_data_get_irq_chip_data(d);
 637         struct rcar_pcie *pcie = &msi_to_host(msi)->pcie;
 638
 639         /* clear the interrupt */
 640         rcar_pci_write_reg(pcie, BIT(d->hwirq), PCIEMSIFR);
 641 }
 642
 643 static void rcar_msi_irq_mask(struct irq_data *d)
 644 {
 645         struct rcar_msi *msi = irq_data_get_irq_chip_data(d);
 646         struct rcar_pcie *pcie = &msi_to_host(msi)->pcie;
 647         unsigned long flags;
 648         u32 value;
 649
 650         spin_lock_irqsave(&msi->mask_lock, flags);
 651         value = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIIER);
 652         value &= ~BIT(d->hwirq);
 653         rcar_pci_write_reg(pcie, value, PCIEMSIIER);
 654         spin_unlock_irqrestore(&msi->mask_lock, flags);
 655 }
 656
 657 static void rcar_msi_irq_unmask(struct irq_data *d)
 658 {
 659         struct rcar_msi *msi = irq_data_get_irq_chip_data(d);
 660         struct rcar_pcie *pcie = &msi_to_host(msi)->pcie;
 661         unsigned long flags;
 662         u32 value;
 663
 664         spin_lock_irqsave(&msi->mask_lock, flags);
 665         value = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIIER);
 666         value |= BIT(d->hwirq);
 667         rcar_pci_write_reg(pcie, value, PCIEMSIIER);
 668         spin_unlock_irqrestore(&msi->mask_lock, flags);
 669 }
 670
 671 static int rcar_msi_set_affinity(struct irq_data *d, const struct cpumask *mask, bool force)
 672 {
 673         return -EINVAL;
 674 }
 675
 676 static void rcar_compose_msi_msg(struct irq_data *data, struct msi_msg *msg)
 677 {
 678         struct rcar_msi *msi = irq_data_get_irq_chip_data(data);
 679         struct rcar_pcie *pcie = &msi_to_host(msi)->pcie;
 680
 681         msg->address_lo = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIALR) & ~MSIFE;
 682         msg->address_hi = rcar_pci_read_reg(pcie, PCIEMSIAUR);
 683         msg->data = data->hwirq;
 684 }
 685
 686 static struct irq_chip rcar_msi_bottom_chip = {
 687         .name                   = "Rcar MSI",
 688         .irq_ack                = rcar_msi_irq_ack,
 689         .irq_mask               = rcar_msi_irq_mask,
 690         .irq_unmask             = rcar_msi_irq_unmask,
 691         .irq_set_affinity       = rcar_msi_set_affinity,
 692         .irq_compose_msi_msg    = rcar_compose_msi_msg,
 693 };
 694
 695 static int rcar_msi_domain_alloc(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
 696                                   unsigned int nr_irqs, void *args)
 697 {
 698         struct rcar_msi *msi = domain->host_data;
 699         unsigned int i;
 700         int hwirq;
 701
 702         mutex_lock(&msi->map_lock);
 703
 704         hwirq = bitmap_find_free_region(msi->used, INT_PCI_MSI_NR, order_base_2(nr_irqs));
 705
 706         mutex_unlock(&msi->map_lock);
 707
 708         if (hwirq < 0)
 709                 return -ENOSPC;
 710
 711         for (i = 0; i < nr_irqs; i++)
 712                 irq_domain_set_info(domain, virq + i, hwirq + i,
 713                                     &rcar_msi_bottom_chip, domain->host_data,
 714                                     handle_edge_irq, NULL, NULL);
 715
 716         return 0;
 717 }
 718
 719 static void rcar_msi_domain_free(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
 720                                   unsigned int nr_irqs)
 721 {
 722         struct irq_data *d = irq_domain_get_irq_data(domain, virq);
 723         struct rcar_msi *msi = domain->host_data;
 724
 725         mutex_lock(&msi->map_lock);
 726
 727         bitmap_release_region(msi->used, d->hwirq, order_base_2(nr_irqs));
 728
 729         mutex_unlock(&msi->map_lock);
 730 }
 731
 732 static const struct irq_domain_ops rcar_msi_domain_ops = {
 733         .alloc  = rcar_msi_domain_alloc,
 734         .free   = rcar_msi_domain_free,
 735 };
 736
 737 static struct msi_domain_info rcar_msi_info = {
 738         .flags  = (MSI_FLAG_USE_DEF_DOM_OPS | MSI_FLAG_USE_DEF_CHIP_OPS |
 739                    MSI_FLAG_MULTI_PCI_MSI),
 740         .chip   = &rcar_msi_top_chip,
 741 };
 742
 743 static int rcar_allocate_domains(struct rcar_msi *msi)
 744 {
 745         struct rcar_pcie *pcie = &msi_to_host(msi)->pcie;
 746         struct fwnode_handle *fwnode = dev_fwnode(pcie->dev);
 747         struct irq_domain *parent;
 748
 749         parent = irq_domain_create_linear(fwnode, INT_PCI_MSI_NR,
 750                                           &rcar_msi_domain_ops, msi);
 751         if (!parent) {
 752                 dev_err(pcie->dev, "failed to create IRQ domain\n");
 753                 return -ENOMEM;
 754         }
 755         irq_domain_update_bus_token(parent, DOMAIN_BUS_NEXUS);
 756
 757         msi->domain = pci_msi_create_irq_domain(fwnode, &rcar_msi_info, parent);
 758         if (!msi->domain) {
 759                 dev_err(pcie->dev, "failed to create MSI domain\n");
 760                 irq_domain_remove(parent);
 761                 return -ENOMEM;
 762         }
 763
 764         return 0;
 765 }
 766
 767 static void rcar_free_domains(struct rcar_msi *msi)
 768 {
 769         struct irq_domain *parent = msi->domain->parent;
 770
 771         irq_domain_remove(msi->domain);
 772         irq_domain_remove(parent);
 773 }
 774
 775 static int rcar_pcie_enable_msi(struct rcar_pcie_host *host)
 776 {
 777         struct rcar_pcie *pcie = &host->pcie;
 778         struct device *dev = pcie->dev;
 779         struct rcar_msi *msi = &host->msi;
 780         struct resource res;
 781         int err;
 782
 783         mutex_init(&msi->map_lock);
 784         spin_lock_init(&msi->mask_lock);
 785
 786         err = of_address_to_resource(dev->of_node, 0, &res);
 787         if (err)
 788                 return err;
 789
 790         err = rcar_allocate_domains(msi);
 791         if (err)
 792                 return err;
 793
 794         /* Two irqs are for MSI, but they are also used for non-MSI irqs */
 795         err = devm_request_irq(dev, msi->irq1, rcar_pcie_msi_irq,
 796                                IRQF_SHARED | IRQF_NO_THREAD,
 797                                rcar_msi_bottom_chip.name, host);
 798         if (err < 0) {
 799                 dev_err(dev, "failed to request IRQ: %d\n", err);
 800                 goto err;
 801         }
 802
 803         err = devm_request_irq(dev, msi->irq2, rcar_pcie_msi_irq,
 804                                IRQF_SHARED | IRQF_NO_THREAD,
 805                                rcar_msi_bottom_chip.name, host);
 806         if (err < 0) {
 807                 dev_err(dev, "failed to request IRQ: %d\n", err);
 808                 goto err;
 809         }
 810
 811         /* disable all MSIs */
 812         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIEMSIIER);
 813
 814         /*
 815          * Setup MSI data target using RC base address address, which
 816          * is guaranteed to be in the low 32bit range on any RCar HW.
 817          */
 818         rcar_pci_write_reg(pcie, lower_32_bits(res.start) | MSIFE, PCIEMSIALR);
 819         rcar_pci_write_reg(pcie, upper_32_bits(res.start), PCIEMSIAUR);
 820
 821         return 0;
 822
 823 err:
 824         rcar_free_domains(msi);
 825         return err;
 826 }
 827
 828 static void rcar_pcie_teardown_msi(struct rcar_pcie_host *host)
 829 {
 830         struct rcar_pcie *pcie = &host->pcie;
 831
 832         /* Disable all MSI interrupts */
 833         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIEMSIIER);
 834
 835         /* Disable address decoding of the MSI interrupt, MSIFE */
 836         rcar_pci_write_reg(pcie, 0, PCIEMSIALR);
 837
 838         rcar_free_domains(&host->msi);
 839 }
 840
 841 static int rcar_pcie_get_resources(struct rcar_pcie_host *host)
 842 {
 843         struct rcar_pcie *pcie = &host->pcie;
 844         struct device *dev = pcie->dev;
 845         struct resource res;
 846         int err, i;
 847
 848         host->phy = devm_phy_optional_get(dev, "pcie");
 849         if (IS_ERR(host->phy))
 850                 return PTR_ERR(host->phy);
 851
 852         err = of_address_to_resource(dev->of_node, 0, &res);
 853         if (err)
 854                 return err;
 855
 856         pcie->base = devm_ioremap_resource(dev, &res);
 857         if (IS_ERR(pcie->base))
 858                 return PTR_ERR(pcie->base);
 859
 860         host->bus_clk = devm_clk_get(dev, "pcie_bus");
 861         if (IS_ERR(host->bus_clk)) {
 862                 dev_err(dev, "cannot get pcie bus clock\n");
 863                 return PTR_ERR(host->bus_clk);
 864         }
 865
 866         i = irq_of_parse_and_map(dev->of_node, 0);
 867         if (!i) {
 868                 dev_err(dev, "cannot get platform resources for msi interrupt\n");
 869                 err = -ENOENT;
 870                 goto err_irq1;
 871         }
 872         host->msi.irq1 = i;
 873
 874         i = irq_of_parse_and_map(dev->of_node, 1);
 875         if (!i) {
 876                 dev_err(dev, "cannot get platform resources for msi interrupt\n");
 877                 err = -ENOENT;
 878                 goto err_irq2;
 879         }
 880         host->msi.irq2 = i;
 881
 882 #ifdef CONFIG_ARM
 883         /* Cache static copy for L1 link state fixup hook on aarch32 */
 884         pcie_base = pcie->base;
 885         pcie_dev = pcie->dev;
 886 #endif
 887
 888         return 0;
 889
 890 err_irq2:
 891         irq_dispose_mapping(host->msi.irq1);
 892 err_irq1:
 893         return err;
 894 }
 895
 896 static int rcar_pcie_inbound_ranges(struct rcar_pcie *pcie,
 897                                     struct resource_entry *entry,
 898                                     int *index)
 899 {
 900         u64 restype = entry->res->flags;
 901         u64 cpu_addr = entry->res->start;
 902         u64 cpu_end = entry->res->end;
 903         u64 pci_addr = entry->res->start - entry->offset;
 904         u32 flags = LAM_64BIT | LAR_ENABLE;
 905         u64 mask;
 906         u64 size = resource_size(entry->res);
 907         int idx = *index;
 908
 909         if (restype & IORESOURCE_PREFETCH)
 910                 flags |= LAM_PREFETCH;
 911
 912         while (cpu_addr < cpu_end) {
 913                 if (idx >= MAX_NR_INBOUND_MAPS - 1) {
 914                         dev_err(pcie->dev, "Failed to map inbound regions!\n");
 915                         return -EINVAL;
 916                 }
 917                 /*
 918                  * If the size of the range is larger than the alignment of
 919                  * the start address, we have to use multiple entries to
 920                  * perform the mapping.
 921                  */
 922                 if (cpu_addr > 0) {
 923                         unsigned long nr_zeros = __ffs64(cpu_addr);
 924                         u64 alignment = 1ULL << nr_zeros;
 925
 926                         size = min(size, alignment);
 927                 }
 928                 /* Hardware supports max 4GiB inbound region */
 929                 size = min(size, 1ULL << 32);
 930
 931                 mask = roundup_pow_of_two(size) - 1;
 932                 mask &= ~0xf;
 933
 934                 rcar_pcie_set_inbound(pcie, cpu_addr, pci_addr,
 935                                       lower_32_bits(mask) | flags, idx, true);
 936
 937                 pci_addr += size;
 938                 cpu_addr += size;
 939                 idx += 2;
 940         }
 941         *index = idx;
 942
 943         return 0;
 944 }
 945
 946 static int rcar_pcie_parse_map_dma_ranges(struct rcar_pcie_host *host)
 947 {
 948         struct pci_host_bridge *bridge = pci_host_bridge_from_priv(host);
 949         struct resource_entry *entry;
 950         int index = 0, err = 0;
 951
 952         resource_list_for_each_entry(entry, &bridge->dma_ranges) {
 953                 err = rcar_pcie_inbound_ranges(&host->pcie, entry, &index);
 954                 if (err)
 955                         break;
 956         }
 957
 958         return err;
 959 }
 960
 961 static const struct of_device_id rcar_pcie_of_match[] = {
 962         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7779",
 963           .data = rcar_pcie_phy_init_h1 },
 964         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7790",
 965           .data = rcar_pcie_phy_init_gen2 },
 966         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7791",
 967           .data = rcar_pcie_phy_init_gen2 },
 968         { .compatible = "renesas,pcie-rcar-gen2",
 969           .data = rcar_pcie_phy_init_gen2 },
 970         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7795",
 971           .data = rcar_pcie_phy_init_gen3 },
 972         { .compatible = "renesas,pcie-rcar-gen3",
 973           .data = rcar_pcie_phy_init_gen3 },
 974         {},
 975 };
 976
 977 static int rcar_pcie_probe(struct platform_device *pdev)
 978 {
 979         struct device *dev = &pdev->dev;
 980         struct rcar_pcie_host *host;
 981         struct rcar_pcie *pcie;
 982         u32 data;
 983         int err;
 984         struct pci_host_bridge *bridge;
 985
 986         bridge = devm_pci_alloc_host_bridge(dev, sizeof(*host));
 987         if (!bridge)
 988                 return -ENOMEM;
 989
 990         host = pci_host_bridge_priv(bridge);
 991         pcie = &host->pcie;
 992         pcie->dev = dev;
 993         platform_set_drvdata(pdev, host);
 994
 995         pm_runtime_enable(pcie->dev);
 996         err = pm_runtime_get_sync(pcie->dev);
 997         if (err < 0) {
 998                 dev_err(pcie->dev, "pm_runtime_get_sync failed\n");
 999                 goto err_pm_put;
1000         }
1001
1002         err = rcar_pcie_get_resources(host);
1003         if (err < 0) {
1004                 dev_err(dev, "failed to request resources: %d\n", err);
1005                 goto err_pm_put;
1006         }
1007
1008         err = clk_prepare_enable(host->bus_clk);
1009         if (err) {
1010                 dev_err(dev, "failed to enable bus clock: %d\n", err);
1011                 goto err_unmap_msi_irqs;
1012         }
1013
1014         err = rcar_pcie_parse_map_dma_ranges(host);
1015         if (err)
1016                 goto err_clk_disable;
1017
1018         host->phy_init_fn = of_device_get_match_data(dev);
1019         err = host->phy_init_fn(host);
1020         if (err) {
1021                 dev_err(dev, "failed to init PCIe PHY\n");
1022                 goto err_clk_disable;
1023         }
1024
1025         /* Failure to get a link might just be that no cards are inserted */
1026         if (rcar_pcie_hw_init(pcie)) {
1027                 dev_info(dev, "PCIe link down\n");
1028                 err = -ENODEV;
1029                 goto err_phy_shutdown;
1030         }
1031
1032         data = rcar_pci_read_reg(pcie, MACSR);
1033         dev_info(dev, "PCIe x%d: link up\n", (data >> 20) & 0x3f);
1034
1035         if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_MSI)) {
1036                 err = rcar_pcie_enable_msi(host);
1037                 if (err < 0) {
1038                         dev_err(dev,
1039                                 "failed to enable MSI support: %d\n",
1040                                 err);
1041                         goto err_phy_shutdown;
1042                 }
1043         }
1044
1045         err = rcar_pcie_enable(host);
1046         if (err)
1047                 goto err_msi_teardown;
1048
1049         return 0;
1050
1051 err_msi_teardown:
1052         if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_MSI))
1053                 rcar_pcie_teardown_msi(host);
1054
1055 err_phy_shutdown:
1056         if (host->phy) {
1057                 phy_power_off(host->phy);
1058                 phy_exit(host->phy);
1059         }
1060
1061 err_clk_disable:
1062         clk_disable_unprepare(host->bus_clk);
1063
1064 err_unmap_msi_irqs:
1065         irq_dispose_mapping(host->msi.irq2);
1066         irq_dispose_mapping(host->msi.irq1);
1067
1068 err_pm_put:
1069         pm_runtime_put(dev);
1070         pm_runtime_disable(dev);
1071
1072         return err;
1073 }
1074
1075 static int __maybe_unused rcar_pcie_resume(struct device *dev)
1076 {
1077         struct rcar_pcie_host *host = dev_get_drvdata(dev);
1078         struct rcar_pcie *pcie = &host->pcie;
1079         unsigned int data;
1080         int err;
1081
1082         err = rcar_pcie_parse_map_dma_ranges(host);
1083         if (err)
1084                 return 0;
1085
1086         /* Failure to get a link might just be that no cards are inserted */
1087         err = host->phy_init_fn(host);
1088         if (err) {
1089                 dev_info(dev, "PCIe link down\n");
1090                 return 0;
1091         }
1092
1093         data = rcar_pci_read_reg(pcie, MACSR);
1094         dev_info(dev, "PCIe x%d: link up\n", (data >> 20) & 0x3f);
1095
1096         /* Enable MSI */
1097         if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_MSI)) {
1098                 struct resource res;
1099                 u32 val;
1100
1101                 of_address_to_resource(dev->of_node, 0, &res);
1102                 rcar_pci_write_reg(pcie, upper_32_bits(res.start), PCIEMSIAUR);
1103                 rcar_pci_write_reg(pcie, lower_32_bits(res.start) | MSIFE, PCIEMSIALR);
1104
1105                 bitmap_to_arr32(&val, host->msi.used, INT_PCI_MSI_NR);
1106                 rcar_pci_write_reg(pcie, val, PCIEMSIIER);
1107         }
1108
1109         rcar_pcie_hw_enable(host);
1110
1111         return 0;
1112 }
1113
1114 static int rcar_pcie_resume_noirq(struct device *dev)
1115 {
1116         struct rcar_pcie_host *host = dev_get_drvdata(dev);
1117         struct rcar_pcie *pcie = &host->pcie;
1118
1119         if (rcar_pci_read_reg(pcie, PMSR) &&
1120             !(rcar_pci_read_reg(pcie, PCIETCTLR) & DL_DOWN))
1121                 return 0;
1122
1123         /* Re-establish the PCIe link */
1124         rcar_pci_write_reg(pcie, MACCTLR_INIT_VAL, MACCTLR);
1125         rcar_pci_write_reg(pcie, CFINIT, PCIETCTLR);
1126         return rcar_pcie_wait_for_dl(pcie);
1127 }
1128
1129 static const struct dev_pm_ops rcar_pcie_pm_ops = {
1130         SET_SYSTEM_SLEEP_PM_OPS(NULL, rcar_pcie_resume)
1131         .resume_noirq = rcar_pcie_resume_noirq,
1132 };
1133
1134 static struct platform_driver rcar_pcie_driver = {
1135         .driver = {
1136                 .name = "rcar-pcie",
1137                 .of_match_table = rcar_pcie_of_match,
1138                 .pm = &rcar_pcie_pm_ops,
1139                 .suppress_bind_attrs = true,
1140         },
1141         .probe = rcar_pcie_probe,
1142 };
1143
1144 #ifdef CONFIG_ARM
1145 static int rcar_pcie_aarch32_abort_handler(unsigned long addr,
1146                 unsigned int fsr, struct pt_regs *regs)
1147 {
1148         return !fixup_exception(regs);
1149 }
1150
1151 static const struct of_device_id rcar_pcie_abort_handler_of_match[] __initconst = {
1152         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7779" },
1153         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7790" },
1154         { .compatible = "renesas,pcie-r8a7791" },
1155         { .compatible = "renesas,pcie-rcar-gen2" },
1156         {},
1157 };
1158
1159 static int __init rcar_pcie_init(void)
1160 {
1161         if (of_find_matching_node(NULL, rcar_pcie_abort_handler_of_match)) {
1162 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
1163                 hook_fault_code(17, rcar_pcie_aarch32_abort_handler, SIGBUS, 0,
1164                                 "asynchronous external abort");
1165 #else
1166                 hook_fault_code(22, rcar_pcie_aarch32_abort_handler, SIGBUS, 0,
1167                                 "imprecise external abort");
1168 #endif
1169         }
1170
1171         return platform_driver_register(&rcar_pcie_driver);
1172 }
1173 device_initcall(rcar_pcie_init);
1174 #else
1175 builtin_platform_driver(rcar_pcie_driver);
1176 #endif