drivers/phy/xilinx/phy-zynqmp.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * phy-zynqmp.c - PHY driver for Xilinx ZynqMP GT.
   4  *
   5  * Copyright (C) 2018-2020 Xilinx Inc.
   6  *
   7  * Author: Anurag Kumar Vulisha <anuragku@xilinx.com>
   8  * Author: Subbaraya Sundeep <sundeep.lkml@gmail.com>
   9  * Author: Laurent Pinchart <laurent.pinchart@ideasonboard.com>
  10  *
  11  * This driver is tested for USB, SATA and Display Port currently.
  12  * Other controllers PCIe and SGMII should also work but that is
  13  * experimental as of now.
  14  */
  15
  16 #include <linux/clk.h>
  17 #include <linux/delay.h>
  18 #include <linux/io.h>
  19 #include <linux/kernel.h>
  20 #include <linux/module.h>
  21 #include <linux/of.h>
  22 #include <linux/phy/phy.h>
  23 #include <linux/platform_device.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25
  26 #include <dt-bindings/phy/phy.h>
  27
  28 /*
  29  * Lane Registers
  30  */
  31
  32 /* TX De-emphasis parameters */
  33 #define L0_TX_ANA_TM_18                 0x0048
  34 #define L0_TX_ANA_TM_118                0x01d8
  35 #define L0_TX_ANA_TM_118_FORCE_17_0     BIT(0)
  36
  37 /* DN Resistor calibration code parameters */
  38 #define L0_TXPMA_ST_3                   0x0b0c
  39 #define L0_DN_CALIB_CODE                0x3f
  40
  41 /* PMA control parameters */
  42 #define L0_TXPMD_TM_45                  0x0cb4
  43 #define L0_TXPMD_TM_48                  0x0cc0
  44 #define L0_TXPMD_TM_45_OVER_DP_MAIN     BIT(0)
  45 #define L0_TXPMD_TM_45_ENABLE_DP_MAIN   BIT(1)
  46 #define L0_TXPMD_TM_45_OVER_DP_POST1    BIT(2)
  47 #define L0_TXPMD_TM_45_ENABLE_DP_POST1  BIT(3)
  48 #define L0_TXPMD_TM_45_OVER_DP_POST2    BIT(4)
  49 #define L0_TXPMD_TM_45_ENABLE_DP_POST2  BIT(5)
  50
  51 /* PCS control parameters */
  52 #define L0_TM_DIG_6                     0x106c
  53 #define L0_TM_DIS_DESCRAMBLE_DECODER    0x0f
  54 #define L0_TX_DIG_61                    0x00f4
  55 #define L0_TM_DISABLE_SCRAMBLE_ENCODER  0x0f
  56
  57 /* PLL Test Mode register parameters */
  58 #define L0_TM_PLL_DIG_37                0x2094
  59 #define L0_TM_COARSE_CODE_LIMIT         0x10
  60
  61 /* PLL SSC step size offsets */
  62 #define L0_PLL_SS_STEPS_0_LSB           0x2368
  63 #define L0_PLL_SS_STEPS_1_MSB           0x236c
  64 #define L0_PLL_SS_STEP_SIZE_0_LSB       0x2370
  65 #define L0_PLL_SS_STEP_SIZE_1           0x2374
  66 #define L0_PLL_SS_STEP_SIZE_2           0x2378
  67 #define L0_PLL_SS_STEP_SIZE_3_MSB       0x237c
  68 #define L0_PLL_STATUS_READ_1            0x23e4
  69
  70 /* SSC step size parameters */
  71 #define STEP_SIZE_0_MASK                0xff
  72 #define STEP_SIZE_1_MASK                0xff
  73 #define STEP_SIZE_2_MASK                0xff
  74 #define STEP_SIZE_3_MASK                0x3
  75 #define STEP_SIZE_SHIFT                 8
  76 #define FORCE_STEP_SIZE                 0x10
  77 #define FORCE_STEPS                     0x20
  78 #define STEPS_0_MASK                    0xff
  79 #define STEPS_1_MASK                    0x07
  80
  81 /* Reference clock selection parameters */
  82 #define L0_Ln_REF_CLK_SEL(n)            (0x2860 + (n) * 4)
  83 #define L0_REF_CLK_SEL_MASK             0x8f
  84
  85 /* Calibration digital logic parameters */
  86 #define L3_TM_CALIB_DIG19               0xec4c
  87 #define L3_CALIB_DONE_STATUS            0xef14
  88 #define L3_TM_CALIB_DIG18               0xec48
  89 #define L3_TM_CALIB_DIG19_NSW           0x07
  90 #define L3_TM_CALIB_DIG18_NSW           0xe0
  91 #define L3_TM_OVERRIDE_NSW_CODE         0x20
  92 #define L3_CALIB_DONE                   0x02
  93 #define L3_NSW_SHIFT                    5
  94 #define L3_NSW_PIPE_SHIFT               4
  95 #define L3_NSW_CALIB_SHIFT              3
  96
  97 #define PHY_REG_OFFSET                  0x4000
  98
  99 /*
 100  * Global Registers
 101  */
 102
 103 /* Refclk selection parameters */
 104 #define PLL_REF_SEL(n)                  (0x10000 + (n) * 4)
 105 #define PLL_FREQ_MASK                   0x1f
 106 #define PLL_STATUS_LOCKED               0x10
 107
 108 /* Inter Connect Matrix parameters */
 109 #define ICM_CFG0                        0x10010
 110 #define ICM_CFG1                        0x10014
 111 #define ICM_CFG0_L0_MASK                0x07
 112 #define ICM_CFG0_L1_MASK                0x70
 113 #define ICM_CFG1_L2_MASK                0x07
 114 #define ICM_CFG2_L3_MASK                0x70
 115 #define ICM_CFG_SHIFT                   4
 116
 117 /* Inter Connect Matrix allowed protocols */
 118 #define ICM_PROTOCOL_PD                 0x0
 119 #define ICM_PROTOCOL_PCIE               0x1
 120 #define ICM_PROTOCOL_SATA               0x2
 121 #define ICM_PROTOCOL_USB                0x3
 122 #define ICM_PROTOCOL_DP                 0x4
 123 #define ICM_PROTOCOL_SGMII              0x5
 124
 125 /* Test Mode common reset control  parameters */
 126 #define TM_CMN_RST                      0x10018
 127 #define TM_CMN_RST_EN                   0x1
 128 #define TM_CMN_RST_SET                  0x2
 129 #define TM_CMN_RST_MASK                 0x3
 130
 131 /* Bus width parameters */
 132 #define TX_PROT_BUS_WIDTH               0x10040
 133 #define RX_PROT_BUS_WIDTH               0x10044
 134 #define PROT_BUS_WIDTH_10               0x0
 135 #define PROT_BUS_WIDTH_20               0x1
 136 #define PROT_BUS_WIDTH_40               0x2
 137 #define PROT_BUS_WIDTH_SHIFT            2
 138
 139 /* Number of GT lanes */
 140 #define NUM_LANES                       4
 141
 142 /* SIOU SATA control register */
 143 #define SATA_CONTROL_OFFSET             0x0100
 144
 145 /* Total number of controllers */
 146 #define CONTROLLERS_PER_LANE            5
 147
 148 /* Protocol Type parameters */
 149 #define XPSGTR_TYPE_USB0                0  /* USB controller 0 */
 150 #define XPSGTR_TYPE_USB1                1  /* USB controller 1 */
 151 #define XPSGTR_TYPE_SATA_0              2  /* SATA controller lane 0 */
 152 #define XPSGTR_TYPE_SATA_1              3  /* SATA controller lane 1 */
 153 #define XPSGTR_TYPE_PCIE_0              4  /* PCIe controller lane 0 */
 154 #define XPSGTR_TYPE_PCIE_1              5  /* PCIe controller lane 1 */
 155 #define XPSGTR_TYPE_PCIE_2              6  /* PCIe controller lane 2 */
 156 #define XPSGTR_TYPE_PCIE_3              7  /* PCIe controller lane 3 */
 157 #define XPSGTR_TYPE_DP_0                8  /* Display Port controller lane 0 */
 158 #define XPSGTR_TYPE_DP_1                9  /* Display Port controller lane 1 */
 159 #define XPSGTR_TYPE_SGMII0              10 /* Ethernet SGMII controller 0 */
 160 #define XPSGTR_TYPE_SGMII1              11 /* Ethernet SGMII controller 1 */
 161 #define XPSGTR_TYPE_SGMII2              12 /* Ethernet SGMII controller 2 */
 162 #define XPSGTR_TYPE_SGMII3              13 /* Ethernet SGMII controller 3 */
 163
 164 /* Timeout values */
 165 #define TIMEOUT_US                      1000
 166
 167 struct xpsgtr_dev;
 168
 169 /**
 170  * struct xpsgtr_ssc - structure to hold SSC settings for a lane
 171  * @refclk_rate: PLL reference clock frequency
 172  * @pll_ref_clk: value to be written to register for corresponding ref clk rate
 173  * @steps: number of steps of SSC (Spread Spectrum Clock)
 174  * @step_size: step size of each step
 175  */
 176 struct xpsgtr_ssc {
 177         u32 refclk_rate;
 178         u8  pll_ref_clk;
 179         u32 steps;
 180         u32 step_size;
 181 };
 182
 183 /**
 184  * struct xpsgtr_phy - representation of a lane
 185  * @phy: pointer to the kernel PHY device
 186  * @type: controller which uses this lane
 187  * @lane: lane number
 188  * @protocol: protocol in which the lane operates
 189  * @skip_phy_init: skip phy_init() if true
 190  * @dev: pointer to the xpsgtr_dev instance
 191  * @refclk: reference clock index
 192  */
 193 struct xpsgtr_phy {
 194         struct phy *phy;
 195         u8 type;
 196         u8 lane;
 197         u8 protocol;
 198         bool skip_phy_init;
 199         struct xpsgtr_dev *dev;
 200         unsigned int refclk;
 201 };
 202
 203 /**
 204  * struct xpsgtr_dev - representation of a ZynMP GT device
 205  * @dev: pointer to device
 206  * @serdes: serdes base address
 207  * @siou: siou base address
 208  * @gtr_mutex: mutex for locking
 209  * @phys: PHY lanes
 210  * @refclk_sscs: spread spectrum settings for the reference clocks
 211  * @clk: reference clocks
 212  * @tx_term_fix: fix for GT issue
 213  * @saved_icm_cfg0: stored value of ICM CFG0 register
 214  * @saved_icm_cfg1: stored value of ICM CFG1 register
 215  */
 216 struct xpsgtr_dev {
 217         struct device *dev;
 218         void __iomem *serdes;
 219         void __iomem *siou;
 220         struct mutex gtr_mutex; /* mutex for locking */
 221         struct xpsgtr_phy phys[NUM_LANES];
 222         const struct xpsgtr_ssc *refclk_sscs[NUM_LANES];
 223         struct clk *clk[NUM_LANES];
 224         bool tx_term_fix;
 225         unsigned int saved_icm_cfg0;
 226         unsigned int saved_icm_cfg1;
 227 };
 228
 229 /*
 230  * Configuration Data
 231  */
 232
 233 /* lookup table to hold all settings needed for a ref clock frequency */
 234 static const struct xpsgtr_ssc ssc_lookup[] = {
 235         {  19200000, 0x05,  608, 264020 },
 236         {  20000000, 0x06,  634, 243454 },
 237         {  24000000, 0x07,  760, 168973 },
 238         {  26000000, 0x08,  824, 143860 },
 239         {  27000000, 0x09,  856,  86551 },
 240         {  38400000, 0x0a, 1218,  65896 },
 241         {  40000000, 0x0b,  634, 243454 },
 242         {  52000000, 0x0c,  824, 143860 },
 243         { 100000000, 0x0d, 1058,  87533 },
 244         { 108000000, 0x0e,  856,  86551 },
 245         { 125000000, 0x0f,  992, 119497 },
 246         { 135000000, 0x10, 1070,  55393 },
 247         { 150000000, 0x11,  792, 187091 }
 248 };
 249
 250 /*
 251  * I/O Accessors
 252  */
 253
 254 static inline u32 xpsgtr_read(struct xpsgtr_dev *gtr_dev, u32 reg)
 255 {
 256         return readl(gtr_dev->serdes + reg);
 257 }
 258
 259 static inline void xpsgtr_write(struct xpsgtr_dev *gtr_dev, u32 reg, u32 value)
 260 {
 261         writel(value, gtr_dev->serdes + reg);
 262 }
 263
 264 static inline void xpsgtr_clr_set(struct xpsgtr_dev *gtr_dev, u32 reg,
 265                                   u32 clr, u32 set)
 266 {
 267         u32 value = xpsgtr_read(gtr_dev, reg);
 268
 269         value &= ~clr;
 270         value |= set;
 271         xpsgtr_write(gtr_dev, reg, value);
 272 }
 273
 274 static inline u32 xpsgtr_read_phy(struct xpsgtr_phy *gtr_phy, u32 reg)
 275 {
 276         void __iomem *addr = gtr_phy->dev->serdes
 277                            + gtr_phy->lane * PHY_REG_OFFSET + reg;
 278
 279         return readl(addr);
 280 }
 281
 282 static inline void xpsgtr_write_phy(struct xpsgtr_phy *gtr_phy,
 283                                     u32 reg, u32 value)
 284 {
 285         void __iomem *addr = gtr_phy->dev->serdes
 286                            + gtr_phy->lane * PHY_REG_OFFSET + reg;
 287
 288         writel(value, addr);
 289 }
 290
 291 static inline void xpsgtr_clr_set_phy(struct xpsgtr_phy *gtr_phy,
 292                                       u32 reg, u32 clr, u32 set)
 293 {
 294         void __iomem *addr = gtr_phy->dev->serdes
 295                            + gtr_phy->lane * PHY_REG_OFFSET + reg;
 296
 297         writel((readl(addr) & ~clr) | set, addr);
 298 }
 299
 300 /*
 301  * Hardware Configuration
 302  */
 303
 304 /* Wait for the PLL to lock (with a timeout). */
 305 static int xpsgtr_wait_pll_lock(struct phy *phy)
 306 {
 307         struct xpsgtr_phy *gtr_phy = phy_get_drvdata(phy);
 308         struct xpsgtr_dev *gtr_dev = gtr_phy->dev;
 309         unsigned int timeout = TIMEOUT_US;
 310         int ret;
 311
 312         dev_dbg(gtr_dev->dev, "Waiting for PLL lock\n");
 313
 314         while (1) {
 315                 u32 reg = xpsgtr_read_phy(gtr_phy, L0_PLL_STATUS_READ_1);
 316
 317                 if ((reg & PLL_STATUS_LOCKED) == PLL_STATUS_LOCKED) {
 318                         ret = 0;
 319                         break;
 320                 }
 321
 322                 if (--timeout == 0) {
 323                         ret = -ETIMEDOUT;
 324                         break;
 325                 }
 326
 327                 udelay(1);
 328         }
 329
 330         if (ret == -ETIMEDOUT)
 331                 dev_err(gtr_dev->dev,
 332                         "lane %u (type %u, protocol %u): PLL lock timeout\n",
 333                         gtr_phy->lane, gtr_phy->type, gtr_phy->protocol);
 334
 335         return ret;
 336 }
 337
 338 /* Configure PLL and spread-sprectrum clock. */
 339 static void xpsgtr_configure_pll(struct xpsgtr_phy *gtr_phy)
 340 {
 341         const struct xpsgtr_ssc *ssc;
 342         u32 step_size;
 343
 344         ssc = gtr_phy->dev->refclk_sscs[gtr_phy->refclk];
 345         step_size = ssc->step_size;
 346
 347         xpsgtr_clr_set(gtr_phy->dev, PLL_REF_SEL(gtr_phy->lane),
 348                        PLL_FREQ_MASK, ssc->pll_ref_clk);
 349
 350         /* Enable lane clock sharing, if required */
 351         if (gtr_phy->refclk != gtr_phy->lane) {
 352                 /* Lane3 Ref Clock Selection Register */
 353                 xpsgtr_clr_set(gtr_phy->dev, L0_Ln_REF_CLK_SEL(gtr_phy->lane),
 354                                L0_REF_CLK_SEL_MASK, 1 << gtr_phy->refclk);
 355         }
 356
 357         /* SSC step size [7:0] */
 358         xpsgtr_clr_set_phy(gtr_phy, L0_PLL_SS_STEP_SIZE_0_LSB,
 359                            STEP_SIZE_0_MASK, step_size & STEP_SIZE_0_MASK);
 360
 361         /* SSC step size [15:8] */
 362         step_size >>= STEP_SIZE_SHIFT;
 363         xpsgtr_clr_set_phy(gtr_phy, L0_PLL_SS_STEP_SIZE_1,
 364                            STEP_SIZE_1_MASK, step_size & STEP_SIZE_1_MASK);
 365
 366         /* SSC step size [23:16] */
 367         step_size >>= STEP_SIZE_SHIFT;
 368         xpsgtr_clr_set_phy(gtr_phy, L0_PLL_SS_STEP_SIZE_2,
 369                            STEP_SIZE_2_MASK, step_size & STEP_SIZE_2_MASK);
 370
 371         /* SSC steps [7:0] */
 372         xpsgtr_clr_set_phy(gtr_phy, L0_PLL_SS_STEPS_0_LSB,
 373                            STEPS_0_MASK, ssc->steps & STEPS_0_MASK);
 374
 375         /* SSC steps [10:8] */
 376         xpsgtr_clr_set_phy(gtr_phy, L0_PLL_SS_STEPS_1_MSB,
 377                            STEPS_1_MASK,
 378                            (ssc->steps >> STEP_SIZE_SHIFT) & STEPS_1_MASK);
 379
 380         /* SSC step size [24:25] */
 381         step_size >>= STEP_SIZE_SHIFT;
 382         xpsgtr_clr_set_phy(gtr_phy, L0_PLL_SS_STEP_SIZE_3_MSB,
 383                            STEP_SIZE_3_MASK, (step_size & STEP_SIZE_3_MASK) |
 384                            FORCE_STEP_SIZE | FORCE_STEPS);
 385 }
 386
 387 /* Configure the lane protocol. */
 388 static void xpsgtr_lane_set_protocol(struct xpsgtr_phy *gtr_phy)
 389 {
 390         struct xpsgtr_dev *gtr_dev = gtr_phy->dev;
 391         u8 protocol = gtr_phy->protocol;
 392
 393         switch (gtr_phy->lane) {
 394         case 0:
 395                 xpsgtr_clr_set(gtr_dev, ICM_CFG0, ICM_CFG0_L0_MASK, protocol);
 396                 break;
 397         case 1:
 398                 xpsgtr_clr_set(gtr_dev, ICM_CFG0, ICM_CFG0_L1_MASK,
 399                                protocol << ICM_CFG_SHIFT);
 400                 break;
 401         case 2:
 402                 xpsgtr_clr_set(gtr_dev, ICM_CFG1, ICM_CFG0_L0_MASK, protocol);
 403                 break;
 404         case 3:
 405                 xpsgtr_clr_set(gtr_dev, ICM_CFG1, ICM_CFG0_L1_MASK,
 406                                protocol << ICM_CFG_SHIFT);
 407                 break;
 408         default:
 409                 /* We already checked 0 <= lane <= 3 */
 410                 break;
 411         }
 412 }
 413
 414 /* Bypass (de)scrambler and 8b/10b decoder and encoder. */
 415 static void xpsgtr_bypass_scrambler_8b10b(struct xpsgtr_phy *gtr_phy)
 416 {
 417         xpsgtr_write_phy(gtr_phy, L0_TM_DIG_6, L0_TM_DIS_DESCRAMBLE_DECODER);
 418         xpsgtr_write_phy(gtr_phy, L0_TX_DIG_61, L0_TM_DISABLE_SCRAMBLE_ENCODER);
 419 }
 420
 421 /* DP-specific initialization. */
 422 static void xpsgtr_phy_init_dp(struct xpsgtr_phy *gtr_phy)
 423 {
 424         xpsgtr_write_phy(gtr_phy, L0_TXPMD_TM_45,
 425                          L0_TXPMD_TM_45_OVER_DP_MAIN |
 426                          L0_TXPMD_TM_45_ENABLE_DP_MAIN |
 427                          L0_TXPMD_TM_45_OVER_DP_POST1 |
 428                          L0_TXPMD_TM_45_OVER_DP_POST2 |
 429                          L0_TXPMD_TM_45_ENABLE_DP_POST2);
 430         xpsgtr_write_phy(gtr_phy, L0_TX_ANA_TM_118,
 431                          L0_TX_ANA_TM_118_FORCE_17_0);
 432 }
 433
 434 /* SATA-specific initialization. */
 435 static void xpsgtr_phy_init_sata(struct xpsgtr_phy *gtr_phy)
 436 {
 437         struct xpsgtr_dev *gtr_dev = gtr_phy->dev;
 438
 439         xpsgtr_bypass_scrambler_8b10b(gtr_phy);
 440
 441         writel(gtr_phy->lane, gtr_dev->siou + SATA_CONTROL_OFFSET);
 442 }
 443
 444 /* SGMII-specific initialization. */
 445 static void xpsgtr_phy_init_sgmii(struct xpsgtr_phy *gtr_phy)
 446 {
 447         struct xpsgtr_dev *gtr_dev = gtr_phy->dev;
 448
 449         /* Set SGMII protocol TX and RX bus width to 10 bits. */
 450         xpsgtr_write(gtr_dev, TX_PROT_BUS_WIDTH,
 451                      PROT_BUS_WIDTH_10 << (gtr_phy->lane * PROT_BUS_WIDTH_SHIFT));
 452         xpsgtr_write(gtr_dev, RX_PROT_BUS_WIDTH,
 453                      PROT_BUS_WIDTH_10 << (gtr_phy->lane * PROT_BUS_WIDTH_SHIFT));
 454
 455         xpsgtr_bypass_scrambler_8b10b(gtr_phy);
 456 }
 457
 458 /* Configure TX de-emphasis and margining for DP. */
 459 static void xpsgtr_phy_configure_dp(struct xpsgtr_phy *gtr_phy, unsigned int pre,
 460                                     unsigned int voltage)
 461 {
 462         static const u8 voltage_swing[4][4] = {
 463                 { 0x2a, 0x27, 0x24, 0x20 },
 464                 { 0x27, 0x23, 0x20, 0xff },
 465                 { 0x24, 0x20, 0xff, 0xff },
 466                 { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff }
 467         };
 468         static const u8 pre_emphasis[4][4] = {
 469                 { 0x02, 0x02, 0x02, 0x02 },
 470                 { 0x01, 0x01, 0x01, 0xff },
 471                 { 0x00, 0x00, 0xff, 0xff },
 472                 { 0xff, 0xff, 0xff, 0xff }
 473         };
 474
 475         xpsgtr_write_phy(gtr_phy, L0_TXPMD_TM_48, voltage_swing[pre][voltage]);
 476         xpsgtr_write_phy(gtr_phy, L0_TX_ANA_TM_18, pre_emphasis[pre][voltage]);
 477 }
 478
 479 /*
 480  * PHY Operations
 481  */
 482
 483 static bool xpsgtr_phy_init_required(struct xpsgtr_phy *gtr_phy)
 484 {
 485         /*
 486          * As USB may save the snapshot of the states during hibernation, doing
 487          * phy_init() will put the USB controller into reset, resulting in the
 488          * losing of the saved snapshot. So try to avoid phy_init() for USB
 489          * except when gtr_phy->skip_phy_init is false (this happens when FPD is
 490          * shutdown during suspend or when gt lane is changed from current one)
 491          */
 492         if (gtr_phy->protocol == ICM_PROTOCOL_USB && gtr_phy->skip_phy_init)
 493                 return false;
 494         else
 495                 return true;
 496 }
 497
 498 /*
 499  * There is a functional issue in the GT. The TX termination resistance can be
 500  * out of spec due to a issue in the calibration logic. This is the workaround
 501  * to fix it, required for XCZU9EG silicon.
 502  */
 503 static int xpsgtr_phy_tx_term_fix(struct xpsgtr_phy *gtr_phy)
 504 {
 505         struct xpsgtr_dev *gtr_dev = gtr_phy->dev;
 506         u32 timeout = TIMEOUT_US;
 507         u32 nsw;
 508
 509         /* Enabling Test Mode control for CMN Rest */
 510         xpsgtr_clr_set(gtr_dev, TM_CMN_RST, TM_CMN_RST_MASK, TM_CMN_RST_SET);
 511
 512         /* Set Test Mode reset */
 513         xpsgtr_clr_set(gtr_dev, TM_CMN_RST, TM_CMN_RST_MASK, TM_CMN_RST_EN);
 514
 515         xpsgtr_write(gtr_dev, L3_TM_CALIB_DIG18, 0x00);
 516         xpsgtr_write(gtr_dev, L3_TM_CALIB_DIG19, L3_TM_OVERRIDE_NSW_CODE);
 517
 518         /*
 519          * As a part of work around sequence for PMOS calibration fix,
 520          * we need to configure any lane ICM_CFG to valid protocol. This
 521          * will deassert the CMN_Resetn signal.
 522          */
 523         xpsgtr_lane_set_protocol(gtr_phy);
 524
 525         /* Clear Test Mode reset */
 526         xpsgtr_clr_set(gtr_dev, TM_CMN_RST, TM_CMN_RST_MASK, TM_CMN_RST_SET);
 527
 528         dev_dbg(gtr_dev->dev, "calibrating...\n");
 529
 530         do {
 531                 u32 reg = xpsgtr_read(gtr_dev, L3_CALIB_DONE_STATUS);
 532
 533                 if ((reg & L3_CALIB_DONE) == L3_CALIB_DONE)
 534                         break;
 535
 536                 if (!--timeout) {
 537                         dev_err(gtr_dev->dev, "calibration time out\n");
 538                         return -ETIMEDOUT;
 539                 }
 540
 541                 udelay(1);
 542         } while (timeout > 0);
 543
 544         dev_dbg(gtr_dev->dev, "calibration done\n");
 545
 546         /* Reading NMOS Register Code */
 547         nsw = xpsgtr_read(gtr_dev, L0_TXPMA_ST_3) & L0_DN_CALIB_CODE;
 548
 549         /* Set Test Mode reset */
 550         xpsgtr_clr_set(gtr_dev, TM_CMN_RST, TM_CMN_RST_MASK, TM_CMN_RST_EN);
 551
 552         /* Writing NMOS register values back [5:3] */
 553         xpsgtr_write(gtr_dev, L3_TM_CALIB_DIG19, nsw >> L3_NSW_CALIB_SHIFT);
 554
 555         /* Writing NMOS register value [2:0] */
 556         xpsgtr_write(gtr_dev, L3_TM_CALIB_DIG18,
 557                      ((nsw & L3_TM_CALIB_DIG19_NSW) << L3_NSW_SHIFT) |
 558                      (1 << L3_NSW_PIPE_SHIFT));
 559
 560         /* Clear Test Mode reset */
 561         xpsgtr_clr_set(gtr_dev, TM_CMN_RST, TM_CMN_RST_MASK, TM_CMN_RST_SET);
 562
 563         return 0;
 564 }
 565
 566 static int xpsgtr_phy_init(struct phy *phy)
 567 {
 568         struct xpsgtr_phy *gtr_phy = phy_get_drvdata(phy);
 569         struct xpsgtr_dev *gtr_dev = gtr_phy->dev;
 570         int ret = 0;
 571
 572         mutex_lock(&gtr_dev->gtr_mutex);
 573
 574         /* Skip initialization if not required. */
 575         if (!xpsgtr_phy_init_required(gtr_phy))
 576                 goto out;
 577
 578         if (gtr_dev->tx_term_fix) {
 579                 ret = xpsgtr_phy_tx_term_fix(gtr_phy);
 580                 if (ret < 0)
 581                         goto out;
 582
 583                 gtr_dev->tx_term_fix = false;
 584         }
 585
 586         /* Enable coarse code saturation limiting logic. */
 587         xpsgtr_write_phy(gtr_phy, L0_TM_PLL_DIG_37, L0_TM_COARSE_CODE_LIMIT);
 588
 589         /*
 590          * Configure the PLL, the lane protocol, and perform protocol-specific
 591          * initialization.
 592          */
 593         xpsgtr_configure_pll(gtr_phy);
 594         xpsgtr_lane_set_protocol(gtr_phy);
 595
 596         switch (gtr_phy->protocol) {
 597         case ICM_PROTOCOL_DP:
 598                 xpsgtr_phy_init_dp(gtr_phy);
 599                 break;
 600
 601         case ICM_PROTOCOL_SATA:
 602                 xpsgtr_phy_init_sata(gtr_phy);
 603                 break;
 604
 605         case ICM_PROTOCOL_SGMII:
 606                 xpsgtr_phy_init_sgmii(gtr_phy);
 607                 break;
 608         }
 609
 610 out:
 611         mutex_unlock(&gtr_dev->gtr_mutex);
 612         return ret;
 613 }
 614
 615 static int xpsgtr_phy_exit(struct phy *phy)
 616 {
 617         struct xpsgtr_phy *gtr_phy = phy_get_drvdata(phy);
 618
 619         gtr_phy->skip_phy_init = false;
 620
 621         return 0;
 622 }
 623
 624 static int xpsgtr_phy_power_on(struct phy *phy)
 625 {
 626         struct xpsgtr_phy *gtr_phy = phy_get_drvdata(phy);
 627         int ret = 0;
 628
 629         /*
 630          * Wait for the PLL to lock. For DP, only wait on DP0 to avoid
 631          * cumulating waits for both lanes. The user is expected to initialize
 632          * lane 0 last.
 633          */
 634         if (gtr_phy->protocol != ICM_PROTOCOL_DP ||
 635             gtr_phy->type == XPSGTR_TYPE_DP_0)
 636                 ret = xpsgtr_wait_pll_lock(phy);
 637
 638         return ret;
 639 }
 640
 641 static int xpsgtr_phy_configure(struct phy *phy, union phy_configure_opts *opts)
 642 {
 643         struct xpsgtr_phy *gtr_phy = phy_get_drvdata(phy);
 644
 645         if (gtr_phy->protocol != ICM_PROTOCOL_DP)
 646                 return 0;
 647
 648         xpsgtr_phy_configure_dp(gtr_phy, opts->dp.pre[0], opts->dp.voltage[0]);
 649
 650         return 0;
 651 }
 652
 653 static const struct phy_ops xpsgtr_phyops = {
 654         .init           = xpsgtr_phy_init,
 655         .exit           = xpsgtr_phy_exit,
 656         .power_on       = xpsgtr_phy_power_on,
 657         .configure      = xpsgtr_phy_configure,
 658         .owner          = THIS_MODULE,
 659 };
 660
 661 /*
 662  * OF Xlate Support
 663  */
 664
 665 /* Set the lane type and protocol based on the PHY type and instance number. */
 666 static int xpsgtr_set_lane_type(struct xpsgtr_phy *gtr_phy, u8 phy_type,
 667                                 unsigned int phy_instance)
 668 {
 669         unsigned int num_phy_types;
 670         const int *phy_types;
 671
 672         switch (phy_type) {
 673         case PHY_TYPE_SATA: {
 674                 static const int types[] = {
 675                         XPSGTR_TYPE_SATA_0,
 676                         XPSGTR_TYPE_SATA_1,
 677                 };
 678
 679                 phy_types = types;
 680                 num_phy_types = ARRAY_SIZE(types);
 681                 gtr_phy->protocol = ICM_PROTOCOL_SATA;
 682                 break;
 683         }
 684         case PHY_TYPE_USB3: {
 685                 static const int types[] = {
 686                         XPSGTR_TYPE_USB0,
 687                         XPSGTR_TYPE_USB1,
 688                 };
 689
 690                 phy_types = types;
 691                 num_phy_types = ARRAY_SIZE(types);
 692                 gtr_phy->protocol = ICM_PROTOCOL_USB;
 693                 break;
 694         }
 695         case PHY_TYPE_DP: {
 696                 static const int types[] = {
 697                         XPSGTR_TYPE_DP_0,
 698                         XPSGTR_TYPE_DP_1,
 699                 };
 700
 701                 phy_types = types;
 702                 num_phy_types = ARRAY_SIZE(types);
 703                 gtr_phy->protocol = ICM_PROTOCOL_DP;
 704                 break;
 705         }
 706         case PHY_TYPE_PCIE: {
 707                 static const int types[] = {
 708                         XPSGTR_TYPE_PCIE_0,
 709                         XPSGTR_TYPE_PCIE_1,
 710                         XPSGTR_TYPE_PCIE_2,
 711                         XPSGTR_TYPE_PCIE_3,
 712                 };
 713
 714                 phy_types = types;
 715                 num_phy_types = ARRAY_SIZE(types);
 716                 gtr_phy->protocol = ICM_PROTOCOL_PCIE;
 717                 break;
 718         }
 719         case PHY_TYPE_SGMII: {
 720                 static const int types[] = {
 721                         XPSGTR_TYPE_SGMII0,
 722                         XPSGTR_TYPE_SGMII1,
 723                         XPSGTR_TYPE_SGMII2,
 724                         XPSGTR_TYPE_SGMII3,
 725                 };
 726
 727                 phy_types = types;
 728                 num_phy_types = ARRAY_SIZE(types);
 729                 gtr_phy->protocol = ICM_PROTOCOL_SGMII;
 730                 break;
 731         }
 732         default:
 733                 return -EINVAL;
 734         }
 735
 736         if (phy_instance >= num_phy_types)
 737                 return -EINVAL;
 738
 739         gtr_phy->type = phy_types[phy_instance];
 740         return 0;
 741 }
 742
 743 /*
 744  * Valid combinations of controllers and lanes (Interconnect Matrix).
 745  */
 746 static const unsigned int icm_matrix[NUM_LANES][CONTROLLERS_PER_LANE] = {
 747         { XPSGTR_TYPE_PCIE_0, XPSGTR_TYPE_SATA_0, XPSGTR_TYPE_USB0,
 748                 XPSGTR_TYPE_DP_1, XPSGTR_TYPE_SGMII0 },
 749         { XPSGTR_TYPE_PCIE_1, XPSGTR_TYPE_SATA_1, XPSGTR_TYPE_USB0,
 750                 XPSGTR_TYPE_DP_0, XPSGTR_TYPE_SGMII1 },
 751         { XPSGTR_TYPE_PCIE_2, XPSGTR_TYPE_SATA_0, XPSGTR_TYPE_USB0,
 752                 XPSGTR_TYPE_DP_1, XPSGTR_TYPE_SGMII2 },
 753         { XPSGTR_TYPE_PCIE_3, XPSGTR_TYPE_SATA_1, XPSGTR_TYPE_USB1,
 754                 XPSGTR_TYPE_DP_0, XPSGTR_TYPE_SGMII3 }
 755 };
 756
 757 /* Translate OF phandle and args to PHY instance. */
 758 static struct phy *xpsgtr_xlate(struct device *dev,
 759                                 struct of_phandle_args *args)
 760 {
 761         struct xpsgtr_dev *gtr_dev = dev_get_drvdata(dev);
 762         struct xpsgtr_phy *gtr_phy;
 763         unsigned int phy_instance;
 764         unsigned int phy_lane;
 765         unsigned int phy_type;
 766         unsigned int refclk;
 767         unsigned int i;
 768         int ret;
 769
 770         if (args->args_count != 4) {
 771                 dev_err(dev, "Invalid number of cells in 'phy' property\n");
 772                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 773         }
 774
 775         /*
 776          * Get the PHY parameters from the OF arguments and derive the lane
 777          * type.
 778          */
 779         phy_lane = args->args[0];
 780         if (phy_lane >= ARRAY_SIZE(gtr_dev->phys)) {
 781                 dev_err(dev, "Invalid lane number %u\n", phy_lane);
 782                 return ERR_PTR(-ENODEV);
 783         }
 784
 785         gtr_phy = &gtr_dev->phys[phy_lane];
 786         phy_type = args->args[1];
 787         phy_instance = args->args[2];
 788
 789         ret = xpsgtr_set_lane_type(gtr_phy, phy_type, phy_instance);
 790         if (ret < 0) {
 791                 dev_err(gtr_dev->dev, "Invalid PHY type and/or instance\n");
 792                 return ERR_PTR(ret);
 793         }
 794
 795         refclk = args->args[3];
 796         if (refclk >= ARRAY_SIZE(gtr_dev->refclk_sscs) ||
 797             !gtr_dev->refclk_sscs[refclk]) {
 798                 dev_err(dev, "Invalid reference clock number %u\n", refclk);
 799                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 800         }
 801
 802         gtr_phy->refclk = refclk;
 803
 804         /*
 805          * Ensure that the Interconnect Matrix is obeyed, i.e a given lane type
 806          * is allowed to operate on the lane.
 807          */
 808         for (i = 0; i < CONTROLLERS_PER_LANE; i++) {
 809                 if (icm_matrix[phy_lane][i] == gtr_phy->type)
 810                         return gtr_phy->phy;
 811         }
 812
 813         return ERR_PTR(-EINVAL);
 814 }
 815
 816 /*
 817  * Power Management
 818  */
 819
 820 static int __maybe_unused xpsgtr_suspend(struct device *dev)
 821 {
 822         struct xpsgtr_dev *gtr_dev = dev_get_drvdata(dev);
 823         unsigned int i;
 824
 825         /* Save the snapshot ICM_CFG registers. */
 826         gtr_dev->saved_icm_cfg0 = xpsgtr_read(gtr_dev, ICM_CFG0);
 827         gtr_dev->saved_icm_cfg1 = xpsgtr_read(gtr_dev, ICM_CFG1);
 828
 829         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(gtr_dev->clk); i++)
 830                 clk_disable_unprepare(gtr_dev->clk[i]);
 831
 832         return 0;
 833 }
 834
 835 static int __maybe_unused xpsgtr_resume(struct device *dev)
 836 {
 837         struct xpsgtr_dev *gtr_dev = dev_get_drvdata(dev);
 838         unsigned int icm_cfg0, icm_cfg1;
 839         unsigned int i;
 840         bool skip_phy_init;
 841         int err;
 842
 843         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(gtr_dev->clk); i++) {
 844                 err = clk_prepare_enable(gtr_dev->clk[i]);
 845                 if (err)
 846                         goto err_clk_put;
 847         }
 848
 849         icm_cfg0 = xpsgtr_read(gtr_dev, ICM_CFG0);
 850         icm_cfg1 = xpsgtr_read(gtr_dev, ICM_CFG1);
 851
 852         /* Return if no GT lanes got configured before suspend. */
 853         if (!gtr_dev->saved_icm_cfg0 && !gtr_dev->saved_icm_cfg1)
 854                 return 0;
 855
 856         /* Check if the ICM configurations changed after suspend. */
 857         if (icm_cfg0 == gtr_dev->saved_icm_cfg0 &&
 858             icm_cfg1 == gtr_dev->saved_icm_cfg1)
 859                 skip_phy_init = true;
 860         else
 861                 skip_phy_init = false;
 862
 863         /* Update the skip_phy_init for all gtr_phy instances. */
 864         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(gtr_dev->phys); i++)
 865                 gtr_dev->phys[i].skip_phy_init = skip_phy_init;
 866
 867         return 0;
 868
 869 err_clk_put:
 870         while (i--)
 871                 clk_disable_unprepare(gtr_dev->clk[i]);
 872
 873         return err;
 874 }
 875
 876 static const struct dev_pm_ops xpsgtr_pm_ops = {
 877         SET_SYSTEM_SLEEP_PM_OPS(xpsgtr_suspend, xpsgtr_resume)
 878 };
 879
 880 /*
 881  * Probe & Platform Driver
 882  */
 883
 884 static int xpsgtr_get_ref_clocks(struct xpsgtr_dev *gtr_dev)
 885 {
 886         unsigned int refclk;
 887         int ret;
 888
 889         for (refclk = 0; refclk < ARRAY_SIZE(gtr_dev->refclk_sscs); ++refclk) {
 890                 unsigned long rate;
 891                 unsigned int i;
 892                 struct clk *clk;
 893                 char name[8];
 894
 895                 snprintf(name, sizeof(name), "ref%u", refclk);
 896                 clk = devm_clk_get_optional(gtr_dev->dev, name);
 897                 if (IS_ERR(clk)) {
 898                         ret = dev_err_probe(gtr_dev->dev, PTR_ERR(clk),
 899                                             "Failed to get reference clock %u\n",
 900                                             refclk);
 901                         goto err_clk_put;
 902                 }
 903
 904                 if (!clk)
 905                         continue;
 906
 907                 ret = clk_prepare_enable(clk);
 908                 if (ret)
 909                         goto err_clk_put;
 910
 911                 gtr_dev->clk[refclk] = clk;
 912
 913                 /*
 914                  * Get the spread spectrum (SSC) settings for the reference
 915                  * clock rate.
 916                  */
 917                 rate = clk_get_rate(clk);
 918
 919                 for (i = 0 ; i < ARRAY_SIZE(ssc_lookup); i++) {
 920                         if (rate == ssc_lookup[i].refclk_rate) {
 921                                 gtr_dev->refclk_sscs[refclk] = &ssc_lookup[i];
 922                                 break;
 923                         }
 924                 }
 925
 926                 if (i == ARRAY_SIZE(ssc_lookup)) {
 927                         dev_err(gtr_dev->dev,
 928                                 "Invalid rate %lu for reference clock %u\n",
 929                                 rate, refclk);
 930                         ret = -EINVAL;
 931                         goto err_clk_put;
 932                 }
 933         }
 934
 935         return 0;
 936
 937 err_clk_put:
 938         while (refclk--)
 939                 clk_disable_unprepare(gtr_dev->clk[refclk]);
 940
 941         return ret;
 942 }
 943
 944 static int xpsgtr_probe(struct platform_device *pdev)
 945 {
 946         struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
 947         struct xpsgtr_dev *gtr_dev;
 948         struct phy_provider *provider;
 949         unsigned int port;
 950         unsigned int i;
 951         int ret;
 952
 953         gtr_dev = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*gtr_dev), GFP_KERNEL);
 954         if (!gtr_dev)
 955                 return -ENOMEM;
 956
 957         gtr_dev->dev = &pdev->dev;
 958         platform_set_drvdata(pdev, gtr_dev);
 959
 960         mutex_init(&gtr_dev->gtr_mutex);
 961
 962         if (of_device_is_compatible(np, "xlnx,zynqmp-psgtr"))
 963                 gtr_dev->tx_term_fix =
 964                         of_property_read_bool(np, "xlnx,tx-termination-fix");
 965
 966         /* Acquire resources. */
 967         gtr_dev->serdes = devm_platform_ioremap_resource_byname(pdev, "serdes");
 968         if (IS_ERR(gtr_dev->serdes))
 969                 return PTR_ERR(gtr_dev->serdes);
 970
 971         gtr_dev->siou = devm_platform_ioremap_resource_byname(pdev, "siou");
 972         if (IS_ERR(gtr_dev->siou))
 973                 return PTR_ERR(gtr_dev->siou);
 974
 975         ret = xpsgtr_get_ref_clocks(gtr_dev);
 976         if (ret)
 977                 return ret;
 978
 979         /* Create PHYs. */
 980         for (port = 0; port < ARRAY_SIZE(gtr_dev->phys); ++port) {
 981                 struct xpsgtr_phy *gtr_phy = &gtr_dev->phys[port];
 982                 struct phy *phy;
 983
 984                 gtr_phy->lane = port;
 985                 gtr_phy->dev = gtr_dev;
 986
 987                 phy = devm_phy_create(&pdev->dev, np, &xpsgtr_phyops);
 988                 if (IS_ERR(phy)) {
 989                         dev_err(&pdev->dev, "failed to create PHY\n");
 990                         ret = PTR_ERR(phy);
 991                         goto err_clk_put;
 992                 }
 993
 994                 gtr_phy->phy = phy;
 995                 phy_set_drvdata(phy, gtr_phy);
 996         }
 997
 998         /* Register the PHY provider. */
 999         provider = devm_of_phy_provider_register(&pdev->dev, xpsgtr_xlate);
1000         if (IS_ERR(provider)) {
1001                 dev_err(&pdev->dev, "registering provider failed\n");
1002                 ret = PTR_ERR(provider);
1003                 goto err_clk_put;
1004         }
1005         return 0;
1006
1007 err_clk_put:
1008         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(gtr_dev->clk); i++)
1009                 clk_disable_unprepare(gtr_dev->clk[i]);
1010
1011         return ret;
1012 }
1013
1014 static const struct of_device_id xpsgtr_of_match[] = {
1015         { .compatible = "xlnx,zynqmp-psgtr", },
1016         { .compatible = "xlnx,zynqmp-psgtr-v1.1", },
1017         {},
1018 };
1019 MODULE_DEVICE_TABLE(of, xpsgtr_of_match);
1020
1021 static struct platform_driver xpsgtr_driver = {
1022         .probe = xpsgtr_probe,
1023         .driver = {
1024                 .name = "xilinx-psgtr",
1025                 .of_match_table = xpsgtr_of_match,
1026                 .pm =  &xpsgtr_pm_ops,
1027         },
1028 };
1029
1030 module_platform_driver(xpsgtr_driver);
1031
1032 MODULE_AUTHOR("Xilinx Inc.");
1033 MODULE_LICENSE("GPL v2");
1034 MODULE_DESCRIPTION("Xilinx ZynqMP High speed Gigabit Transceiver");