arm64: dts: exynos: Add unit address to soc node on Exynos5433
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / spi / spi-nxp-fspi.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2
3 /*
4  * NXP FlexSPI(FSPI) controller driver.
5  *
6  * Copyright 2019 NXP.
7  *
8  * FlexSPI is a flexsible SPI host controller which supports two SPI
9  * channels and up to 4 external devices. Each channel supports
10  * Single/Dual/Quad/Octal mode data transfer (1/2/4/8 bidirectional
11  * data lines).
12  *
13  * FlexSPI controller is driven by the LUT(Look-up Table) registers
14  * LUT registers are a look-up-table for sequences of instructions.
15  * A valid sequence consists of four LUT registers.
16  * Maximum 32 LUT sequences can be programmed simultaneously.
17  *
18  * LUTs are being created at run-time based on the commands passed
19  * from the spi-mem framework, thus using single LUT index.
20  *
21  * Software triggered Flash read/write access by IP Bus.
22  *
23  * Memory mapped read access by AHB Bus.
24  *
25  * Based on SPI MEM interface and spi-fsl-qspi.c driver.
26  *
27  * Author:
28  *     Yogesh Narayan Gaur <yogeshnarayan.gaur@nxp.com>
29  *     Boris Brezillon <bbrezillon@kernel.org>
30  *     Frieder Schrempf <frieder.schrempf@kontron.de>
31  */
32
33 #include <linux/bitops.h>
34 #include <linux/clk.h>
35 #include <linux/completion.h>
36 #include <linux/delay.h>
37 #include <linux/err.h>
38 #include <linux/errno.h>
39 #include <linux/interrupt.h>
40 #include <linux/io.h>
41 #include <linux/iopoll.h>
42 #include <linux/jiffies.h>
43 #include <linux/kernel.h>
44 #include <linux/module.h>
45 #include <linux/mutex.h>
46 #include <linux/of.h>
47 #include <linux/of_device.h>
48 #include <linux/platform_device.h>
49 #include <linux/pm_qos.h>
50 #include <linux/sizes.h>
51
52 #include <linux/spi/spi.h>
53 #include <linux/spi/spi-mem.h>
54
55 /*
56  * The driver only uses one single LUT entry, that is updated on
57  * each call of exec_op(). Index 0 is preset at boot with a basic
58  * read operation, so let's use the last entry (31).
59  */
60 #define SEQID_LUT                       31
61
62 /* Registers used by the driver */
63 #define FSPI_MCR0                       0x00
64 #define FSPI_MCR0_AHB_TIMEOUT(x)        ((x) << 24)
65 #define FSPI_MCR0_IP_TIMEOUT(x)         ((x) << 16)
66 #define FSPI_MCR0_LEARN_EN              BIT(15)
67 #define FSPI_MCR0_SCRFRUN_EN            BIT(14)
68 #define FSPI_MCR0_OCTCOMB_EN            BIT(13)
69 #define FSPI_MCR0_DOZE_EN               BIT(12)
70 #define FSPI_MCR0_HSEN                  BIT(11)
71 #define FSPI_MCR0_SERCLKDIV             BIT(8)
72 #define FSPI_MCR0_ATDF_EN               BIT(7)
73 #define FSPI_MCR0_ARDF_EN               BIT(6)
74 #define FSPI_MCR0_RXCLKSRC(x)           ((x) << 4)
75 #define FSPI_MCR0_END_CFG(x)            ((x) << 2)
76 #define FSPI_MCR0_MDIS                  BIT(1)
77 #define FSPI_MCR0_SWRST                 BIT(0)
78
79 #define FSPI_MCR1                       0x04
80 #define FSPI_MCR1_SEQ_TIMEOUT(x)        ((x) << 16)
81 #define FSPI_MCR1_AHB_TIMEOUT(x)        (x)
82
83 #define FSPI_MCR2                       0x08
84 #define FSPI_MCR2_IDLE_WAIT(x)          ((x) << 24)
85 #define FSPI_MCR2_SAMEDEVICEEN          BIT(15)
86 #define FSPI_MCR2_CLRLRPHS              BIT(14)
87 #define FSPI_MCR2_ABRDATSZ              BIT(8)
88 #define FSPI_MCR2_ABRLEARN              BIT(7)
89 #define FSPI_MCR2_ABR_READ              BIT(6)
90 #define FSPI_MCR2_ABRWRITE              BIT(5)
91 #define FSPI_MCR2_ABRDUMMY              BIT(4)
92 #define FSPI_MCR2_ABR_MODE              BIT(3)
93 #define FSPI_MCR2_ABRCADDR              BIT(2)
94 #define FSPI_MCR2_ABRRADDR              BIT(1)
95 #define FSPI_MCR2_ABR_CMD               BIT(0)
96
97 #define FSPI_AHBCR                      0x0c
98 #define FSPI_AHBCR_RDADDROPT            BIT(6)
99 #define FSPI_AHBCR_PREF_EN              BIT(5)
100 #define FSPI_AHBCR_BUFF_EN              BIT(4)
101 #define FSPI_AHBCR_CACH_EN              BIT(3)
102 #define FSPI_AHBCR_CLRTXBUF             BIT(2)
103 #define FSPI_AHBCR_CLRRXBUF             BIT(1)
104 #define FSPI_AHBCR_PAR_EN               BIT(0)
105
106 #define FSPI_INTEN                      0x10
107 #define FSPI_INTEN_SCLKSBWR             BIT(9)
108 #define FSPI_INTEN_SCLKSBRD             BIT(8)
109 #define FSPI_INTEN_DATALRNFL            BIT(7)
110 #define FSPI_INTEN_IPTXWE               BIT(6)
111 #define FSPI_INTEN_IPRXWA               BIT(5)
112 #define FSPI_INTEN_AHBCMDERR            BIT(4)
113 #define FSPI_INTEN_IPCMDERR             BIT(3)
114 #define FSPI_INTEN_AHBCMDGE             BIT(2)
115 #define FSPI_INTEN_IPCMDGE              BIT(1)
116 #define FSPI_INTEN_IPCMDDONE            BIT(0)
117
118 #define FSPI_INTR                       0x14
119 #define FSPI_INTR_SCLKSBWR              BIT(9)
120 #define FSPI_INTR_SCLKSBRD              BIT(8)
121 #define FSPI_INTR_DATALRNFL             BIT(7)
122 #define FSPI_INTR_IPTXWE                BIT(6)
123 #define FSPI_INTR_IPRXWA                BIT(5)
124 #define FSPI_INTR_AHBCMDERR             BIT(4)
125 #define FSPI_INTR_IPCMDERR              BIT(3)
126 #define FSPI_INTR_AHBCMDGE              BIT(2)
127 #define FSPI_INTR_IPCMDGE               BIT(1)
128 #define FSPI_INTR_IPCMDDONE             BIT(0)
129
130 #define FSPI_LUTKEY                     0x18
131 #define FSPI_LUTKEY_VALUE               0x5AF05AF0
132
133 #define FSPI_LCKCR                      0x1C
134
135 #define FSPI_LCKER_LOCK                 0x1
136 #define FSPI_LCKER_UNLOCK               0x2
137
138 #define FSPI_BUFXCR_INVALID_MSTRID      0xE
139 #define FSPI_AHBRX_BUF0CR0              0x20
140 #define FSPI_AHBRX_BUF1CR0              0x24
141 #define FSPI_AHBRX_BUF2CR0              0x28
142 #define FSPI_AHBRX_BUF3CR0              0x2C
143 #define FSPI_AHBRX_BUF4CR0              0x30
144 #define FSPI_AHBRX_BUF5CR0              0x34
145 #define FSPI_AHBRX_BUF6CR0              0x38
146 #define FSPI_AHBRX_BUF7CR0              0x3C
147 #define FSPI_AHBRXBUF0CR7_PREF          BIT(31)
148
149 #define FSPI_AHBRX_BUF0CR1              0x40
150 #define FSPI_AHBRX_BUF1CR1              0x44
151 #define FSPI_AHBRX_BUF2CR1              0x48
152 #define FSPI_AHBRX_BUF3CR1              0x4C
153 #define FSPI_AHBRX_BUF4CR1              0x50
154 #define FSPI_AHBRX_BUF5CR1              0x54
155 #define FSPI_AHBRX_BUF6CR1              0x58
156 #define FSPI_AHBRX_BUF7CR1              0x5C
157
158 #define FSPI_FLSHA1CR0                  0x60
159 #define FSPI_FLSHA2CR0                  0x64
160 #define FSPI_FLSHB1CR0                  0x68
161 #define FSPI_FLSHB2CR0                  0x6C
162 #define FSPI_FLSHXCR0_SZ_KB             10
163 #define FSPI_FLSHXCR0_SZ(x)             ((x) >> FSPI_FLSHXCR0_SZ_KB)
164
165 #define FSPI_FLSHA1CR1                  0x70
166 #define FSPI_FLSHA2CR1                  0x74
167 #define FSPI_FLSHB1CR1                  0x78
168 #define FSPI_FLSHB2CR1                  0x7C
169 #define FSPI_FLSHXCR1_CSINTR(x)         ((x) << 16)
170 #define FSPI_FLSHXCR1_CAS(x)            ((x) << 11)
171 #define FSPI_FLSHXCR1_WA                BIT(10)
172 #define FSPI_FLSHXCR1_TCSH(x)           ((x) << 5)
173 #define FSPI_FLSHXCR1_TCSS(x)           (x)
174
175 #define FSPI_FLSHA1CR2                  0x80
176 #define FSPI_FLSHA2CR2                  0x84
177 #define FSPI_FLSHB1CR2                  0x88
178 #define FSPI_FLSHB2CR2                  0x8C
179 #define FSPI_FLSHXCR2_CLRINSP           BIT(24)
180 #define FSPI_FLSHXCR2_AWRWAIT           BIT(16)
181 #define FSPI_FLSHXCR2_AWRSEQN_SHIFT     13
182 #define FSPI_FLSHXCR2_AWRSEQI_SHIFT     8
183 #define FSPI_FLSHXCR2_ARDSEQN_SHIFT     5
184 #define FSPI_FLSHXCR2_ARDSEQI_SHIFT     0
185
186 #define FSPI_IPCR0                      0xA0
187
188 #define FSPI_IPCR1                      0xA4
189 #define FSPI_IPCR1_IPAREN               BIT(31)
190 #define FSPI_IPCR1_SEQNUM_SHIFT         24
191 #define FSPI_IPCR1_SEQID_SHIFT          16
192 #define FSPI_IPCR1_IDATSZ(x)            (x)
193
194 #define FSPI_IPCMD                      0xB0
195 #define FSPI_IPCMD_TRG                  BIT(0)
196
197 #define FSPI_DLPR                       0xB4
198
199 #define FSPI_IPRXFCR                    0xB8
200 #define FSPI_IPRXFCR_CLR                BIT(0)
201 #define FSPI_IPRXFCR_DMA_EN             BIT(1)
202 #define FSPI_IPRXFCR_WMRK(x)            ((x) << 2)
203
204 #define FSPI_IPTXFCR                    0xBC
205 #define FSPI_IPTXFCR_CLR                BIT(0)
206 #define FSPI_IPTXFCR_DMA_EN             BIT(1)
207 #define FSPI_IPTXFCR_WMRK(x)            ((x) << 2)
208
209 #define FSPI_DLLACR                     0xC0
210 #define FSPI_DLLACR_OVRDEN              BIT(8)
211
212 #define FSPI_DLLBCR                     0xC4
213 #define FSPI_DLLBCR_OVRDEN              BIT(8)
214
215 #define FSPI_STS0                       0xE0
216 #define FSPI_STS0_DLPHB(x)              ((x) << 8)
217 #define FSPI_STS0_DLPHA(x)              ((x) << 4)
218 #define FSPI_STS0_CMD_SRC(x)            ((x) << 2)
219 #define FSPI_STS0_ARB_IDLE              BIT(1)
220 #define FSPI_STS0_SEQ_IDLE              BIT(0)
221
222 #define FSPI_STS1                       0xE4
223 #define FSPI_STS1_IP_ERRCD(x)           ((x) << 24)
224 #define FSPI_STS1_IP_ERRID(x)           ((x) << 16)
225 #define FSPI_STS1_AHB_ERRCD(x)          ((x) << 8)
226 #define FSPI_STS1_AHB_ERRID(x)          (x)
227
228 #define FSPI_AHBSPNST                   0xEC
229 #define FSPI_AHBSPNST_DATLFT(x)         ((x) << 16)
230 #define FSPI_AHBSPNST_BUFID(x)          ((x) << 1)
231 #define FSPI_AHBSPNST_ACTIVE            BIT(0)
232
233 #define FSPI_IPRXFSTS                   0xF0
234 #define FSPI_IPRXFSTS_RDCNTR(x)         ((x) << 16)
235 #define FSPI_IPRXFSTS_FILL(x)           (x)
236
237 #define FSPI_IPTXFSTS                   0xF4
238 #define FSPI_IPTXFSTS_WRCNTR(x)         ((x) << 16)
239 #define FSPI_IPTXFSTS_FILL(x)           (x)
240
241 #define FSPI_RFDR                       0x100
242 #define FSPI_TFDR                       0x180
243
244 #define FSPI_LUT_BASE                   0x200
245 #define FSPI_LUT_OFFSET                 (SEQID_LUT * 4 * 4)
246 #define FSPI_LUT_REG(idx) \
247         (FSPI_LUT_BASE + FSPI_LUT_OFFSET + (idx) * 4)
248
249 /* register map end */
250
251 /* Instruction set for the LUT register. */
252 #define LUT_STOP                        0x00
253 #define LUT_CMD                         0x01
254 #define LUT_ADDR                        0x02
255 #define LUT_CADDR_SDR                   0x03
256 #define LUT_MODE                        0x04
257 #define LUT_MODE2                       0x05
258 #define LUT_MODE4                       0x06
259 #define LUT_MODE8                       0x07
260 #define LUT_NXP_WRITE                   0x08
261 #define LUT_NXP_READ                    0x09
262 #define LUT_LEARN_SDR                   0x0A
263 #define LUT_DATSZ_SDR                   0x0B
264 #define LUT_DUMMY                       0x0C
265 #define LUT_DUMMY_RWDS_SDR              0x0D
266 #define LUT_JMP_ON_CS                   0x1F
267 #define LUT_CMD_DDR                     0x21
268 #define LUT_ADDR_DDR                    0x22
269 #define LUT_CADDR_DDR                   0x23
270 #define LUT_MODE_DDR                    0x24
271 #define LUT_MODE2_DDR                   0x25
272 #define LUT_MODE4_DDR                   0x26
273 #define LUT_MODE8_DDR                   0x27
274 #define LUT_WRITE_DDR                   0x28
275 #define LUT_READ_DDR                    0x29
276 #define LUT_LEARN_DDR                   0x2A
277 #define LUT_DATSZ_DDR                   0x2B
278 #define LUT_DUMMY_DDR                   0x2C
279 #define LUT_DUMMY_RWDS_DDR              0x2D
280
281 /*
282  * Calculate number of required PAD bits for LUT register.
283  *
284  * The pad stands for the number of IO lines [0:7].
285  * For example, the octal read needs eight IO lines,
286  * so you should use LUT_PAD(8). This macro
287  * returns 3 i.e. use eight (2^3) IP lines for read.
288  */
289 #define LUT_PAD(x) (fls(x) - 1)
290
291 /*
292  * Macro for constructing the LUT entries with the following
293  * register layout:
294  *
295  *  ---------------------------------------------------
296  *  | INSTR1 | PAD1 | OPRND1 | INSTR0 | PAD0 | OPRND0 |
297  *  ---------------------------------------------------
298  */
299 #define PAD_SHIFT               8
300 #define INSTR_SHIFT             10
301 #define OPRND_SHIFT             16
302
303 /* Macros for constructing the LUT register. */
304 #define LUT_DEF(idx, ins, pad, opr)                       \
305         ((((ins) << INSTR_SHIFT) | ((pad) << PAD_SHIFT) | \
306         (opr)) << (((idx) % 2) * OPRND_SHIFT))
307
308 #define POLL_TOUT               5000
309 #define NXP_FSPI_MAX_CHIPSELECT         4
310 #define NXP_FSPI_MIN_IOMAP      SZ_4M
311
312 struct nxp_fspi_devtype_data {
313         unsigned int rxfifo;
314         unsigned int txfifo;
315         unsigned int ahb_buf_size;
316         unsigned int quirks;
317         bool little_endian;
318 };
319
320 static const struct nxp_fspi_devtype_data lx2160a_data = {
321         .rxfifo = SZ_512,       /* (64  * 64 bits)  */
322         .txfifo = SZ_1K,        /* (128 * 64 bits)  */
323         .ahb_buf_size = SZ_2K,  /* (256 * 64 bits)  */
324         .quirks = 0,
325         .little_endian = true,  /* little-endian    */
326 };
327
328 static const struct nxp_fspi_devtype_data imx8mm_data = {
329         .rxfifo = SZ_512,       /* (64  * 64 bits)  */
330         .txfifo = SZ_1K,        /* (128 * 64 bits)  */
331         .ahb_buf_size = SZ_2K,  /* (256 * 64 bits)  */
332         .quirks = 0,
333         .little_endian = true,  /* little-endian    */
334 };
335
336 static const struct nxp_fspi_devtype_data imx8qxp_data = {
337         .rxfifo = SZ_512,       /* (64  * 64 bits)  */
338         .txfifo = SZ_1K,        /* (128 * 64 bits)  */
339         .ahb_buf_size = SZ_2K,  /* (256 * 64 bits)  */
340         .quirks = 0,
341         .little_endian = true,  /* little-endian    */
342 };
343
344 struct nxp_fspi {
345         void __iomem *iobase;
346         void __iomem *ahb_addr;
347         u32 memmap_phy;
348         u32 memmap_phy_size;
349         u32 memmap_start;
350         u32 memmap_len;
351         struct clk *clk, *clk_en;
352         struct device *dev;
353         struct completion c;
354         const struct nxp_fspi_devtype_data *devtype_data;
355         struct mutex lock;
356         struct pm_qos_request pm_qos_req;
357         int selected;
358 };
359
360 /*
361  * R/W functions for big- or little-endian registers:
362  * The FSPI controller's endianness is independent of
363  * the CPU core's endianness. So far, although the CPU
364  * core is little-endian the FSPI controller can use
365  * big-endian or little-endian.
366  */
367 static void fspi_writel(struct nxp_fspi *f, u32 val, void __iomem *addr)
368 {
369         if (f->devtype_data->little_endian)
370                 iowrite32(val, addr);
371         else
372                 iowrite32be(val, addr);
373 }
374
375 static u32 fspi_readl(struct nxp_fspi *f, void __iomem *addr)
376 {
377         if (f->devtype_data->little_endian)
378                 return ioread32(addr);
379         else
380                 return ioread32be(addr);
381 }
382
383 static irqreturn_t nxp_fspi_irq_handler(int irq, void *dev_id)
384 {
385         struct nxp_fspi *f = dev_id;
386         u32 reg;
387
388         /* clear interrupt */
389         reg = fspi_readl(f, f->iobase + FSPI_INTR);
390         fspi_writel(f, FSPI_INTR_IPCMDDONE, f->iobase + FSPI_INTR);
391
392         if (reg & FSPI_INTR_IPCMDDONE)
393                 complete(&f->c);
394
395         return IRQ_HANDLED;
396 }
397
398 static int nxp_fspi_check_buswidth(struct nxp_fspi *f, u8 width)
399 {
400         switch (width) {
401         case 1:
402         case 2:
403         case 4:
404         case 8:
405                 return 0;
406         }
407
408         return -ENOTSUPP;
409 }
410
411 static bool nxp_fspi_supports_op(struct spi_mem *mem,
412                                  const struct spi_mem_op *op)
413 {
414         struct nxp_fspi *f = spi_controller_get_devdata(mem->spi->master);
415         int ret;
416
417         ret = nxp_fspi_check_buswidth(f, op->cmd.buswidth);
418
419         if (op->addr.nbytes)
420                 ret |= nxp_fspi_check_buswidth(f, op->addr.buswidth);
421
422         if (op->dummy.nbytes)
423                 ret |= nxp_fspi_check_buswidth(f, op->dummy.buswidth);
424
425         if (op->data.nbytes)
426                 ret |= nxp_fspi_check_buswidth(f, op->data.buswidth);
427
428         if (ret)
429                 return false;
430
431         /*
432          * The number of address bytes should be equal to or less than 4 bytes.
433          */
434         if (op->addr.nbytes > 4)
435                 return false;
436
437         /*
438          * If requested address value is greater than controller assigned
439          * memory mapped space, return error as it didn't fit in the range
440          * of assigned address space.
441          */
442         if (op->addr.val >= f->memmap_phy_size)
443                 return false;
444
445         /* Max 64 dummy clock cycles supported */
446         if (op->dummy.buswidth &&
447             (op->dummy.nbytes * 8 / op->dummy.buswidth > 64))
448                 return false;
449
450         /* Max data length, check controller limits and alignment */
451         if (op->data.dir == SPI_MEM_DATA_IN &&
452             (op->data.nbytes > f->devtype_data->ahb_buf_size ||
453              (op->data.nbytes > f->devtype_data->rxfifo - 4 &&
454               !IS_ALIGNED(op->data.nbytes, 8))))
455                 return false;
456
457         if (op->data.dir == SPI_MEM_DATA_OUT &&
458             op->data.nbytes > f->devtype_data->txfifo)
459                 return false;
460
461         return spi_mem_default_supports_op(mem, op);
462 }
463
464 /* Instead of busy looping invoke readl_poll_timeout functionality. */
465 static int fspi_readl_poll_tout(struct nxp_fspi *f, void __iomem *base,
466                                 u32 mask, u32 delay_us,
467                                 u32 timeout_us, bool c)
468 {
469         u32 reg;
470
471         if (!f->devtype_data->little_endian)
472                 mask = (u32)cpu_to_be32(mask);
473
474         if (c)
475                 return readl_poll_timeout(base, reg, (reg & mask),
476                                           delay_us, timeout_us);
477         else
478                 return readl_poll_timeout(base, reg, !(reg & mask),
479                                           delay_us, timeout_us);
480 }
481
482 /*
483  * If the slave device content being changed by Write/Erase, need to
484  * invalidate the AHB buffer. This can be achieved by doing the reset
485  * of controller after setting MCR0[SWRESET] bit.
486  */
487 static inline void nxp_fspi_invalid(struct nxp_fspi *f)
488 {
489         u32 reg;
490         int ret;
491
492         reg = fspi_readl(f, f->iobase + FSPI_MCR0);
493         fspi_writel(f, reg | FSPI_MCR0_SWRST, f->iobase + FSPI_MCR0);
494
495         /* w1c register, wait unit clear */
496         ret = fspi_readl_poll_tout(f, f->iobase + FSPI_MCR0,
497                                    FSPI_MCR0_SWRST, 0, POLL_TOUT, false);
498         WARN_ON(ret);
499 }
500
501 static void nxp_fspi_prepare_lut(struct nxp_fspi *f,
502                                  const struct spi_mem_op *op)
503 {
504         void __iomem *base = f->iobase;
505         u32 lutval[4] = {};
506         int lutidx = 1, i;
507
508         /* cmd */
509         lutval[0] |= LUT_DEF(0, LUT_CMD, LUT_PAD(op->cmd.buswidth),
510                              op->cmd.opcode);
511
512         /* addr bytes */
513         if (op->addr.nbytes) {
514                 lutval[lutidx / 2] |= LUT_DEF(lutidx, LUT_ADDR,
515                                               LUT_PAD(op->addr.buswidth),
516                                               op->addr.nbytes * 8);
517                 lutidx++;
518         }
519
520         /* dummy bytes, if needed */
521         if (op->dummy.nbytes) {
522                 lutval[lutidx / 2] |= LUT_DEF(lutidx, LUT_DUMMY,
523                 /*
524                  * Due to FlexSPI controller limitation number of PAD for dummy
525                  * buswidth needs to be programmed as equal to data buswidth.
526                  */
527                                               LUT_PAD(op->data.buswidth),
528                                               op->dummy.nbytes * 8 /
529                                               op->dummy.buswidth);
530                 lutidx++;
531         }
532
533         /* read/write data bytes */
534         if (op->data.nbytes) {
535                 lutval[lutidx / 2] |= LUT_DEF(lutidx,
536                                               op->data.dir == SPI_MEM_DATA_IN ?
537                                               LUT_NXP_READ : LUT_NXP_WRITE,
538                                               LUT_PAD(op->data.buswidth),
539                                               0);
540                 lutidx++;
541         }
542
543         /* stop condition. */
544         lutval[lutidx / 2] |= LUT_DEF(lutidx, LUT_STOP, 0, 0);
545
546         /* unlock LUT */
547         fspi_writel(f, FSPI_LUTKEY_VALUE, f->iobase + FSPI_LUTKEY);
548         fspi_writel(f, FSPI_LCKER_UNLOCK, f->iobase + FSPI_LCKCR);
549
550         /* fill LUT */
551         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(lutval); i++)
552                 fspi_writel(f, lutval[i], base + FSPI_LUT_REG(i));
553
554         dev_dbg(f->dev, "CMD[%x] lutval[0:%x \t 1:%x \t 2:%x \t 3:%x]\n",
555                 op->cmd.opcode, lutval[0], lutval[1], lutval[2], lutval[3]);
556
557         /* lock LUT */
558         fspi_writel(f, FSPI_LUTKEY_VALUE, f->iobase + FSPI_LUTKEY);
559         fspi_writel(f, FSPI_LCKER_LOCK, f->iobase + FSPI_LCKCR);
560 }
561
562 static int nxp_fspi_clk_prep_enable(struct nxp_fspi *f)
563 {
564         int ret;
565
566         ret = clk_prepare_enable(f->clk_en);
567         if (ret)
568                 return ret;
569
570         ret = clk_prepare_enable(f->clk);
571         if (ret) {
572                 clk_disable_unprepare(f->clk_en);
573                 return ret;
574         }
575
576         return 0;
577 }
578
579 static void nxp_fspi_clk_disable_unprep(struct nxp_fspi *f)
580 {
581         clk_disable_unprepare(f->clk);
582         clk_disable_unprepare(f->clk_en);
583 }
584
585 /*
586  * In FlexSPI controller, flash access is based on value of FSPI_FLSHXXCR0
587  * register and start base address of the slave device.
588  *
589  *                                                          (Higher address)
590  *                              --------    <-- FLSHB2CR0
591  *                              |  B2  |
592  *                              |      |
593  *      B2 start address -->    --------    <-- FLSHB1CR0
594  *                              |  B1  |
595  *                              |      |
596  *      B1 start address -->    --------    <-- FLSHA2CR0
597  *                              |  A2  |
598  *                              |      |
599  *      A2 start address -->    --------    <-- FLSHA1CR0
600  *                              |  A1  |
601  *                              |      |
602  *      A1 start address -->    --------                    (Lower address)
603  *
604  *
605  * Start base address defines the starting address range for given CS and
606  * FSPI_FLSHXXCR0 defines the size of the slave device connected at given CS.
607  *
608  * But, different targets are having different combinations of number of CS,
609  * some targets only have single CS or two CS covering controller's full
610  * memory mapped space area.
611  * Thus, implementation is being done as independent of the size and number
612  * of the connected slave device.
613  * Assign controller memory mapped space size as the size to the connected
614  * slave device.
615  * Mark FLSHxxCR0 as zero initially and then assign value only to the selected
616  * chip-select Flash configuration register.
617  *
618  * For e.g. to access CS2 (B1), FLSHB1CR0 register would be equal to the
619  * memory mapped size of the controller.
620  * Value for rest of the CS FLSHxxCR0 register would be zero.
621  *
622  */
623 static void nxp_fspi_select_mem(struct nxp_fspi *f, struct spi_device *spi)
624 {
625         unsigned long rate = spi->max_speed_hz;
626         int ret;
627         uint64_t size_kb;
628
629         /*
630          * Return, if previously selected slave device is same as current
631          * requested slave device.
632          */
633         if (f->selected == spi->chip_select)
634                 return;
635
636         /* Reset FLSHxxCR0 registers */
637         fspi_writel(f, 0, f->iobase + FSPI_FLSHA1CR0);
638         fspi_writel(f, 0, f->iobase + FSPI_FLSHA2CR0);
639         fspi_writel(f, 0, f->iobase + FSPI_FLSHB1CR0);
640         fspi_writel(f, 0, f->iobase + FSPI_FLSHB2CR0);
641
642         /* Assign controller memory mapped space as size, KBytes, of flash. */
643         size_kb = FSPI_FLSHXCR0_SZ(f->memmap_phy_size);
644
645         fspi_writel(f, size_kb, f->iobase + FSPI_FLSHA1CR0 +
646                     4 * spi->chip_select);
647
648         dev_dbg(f->dev, "Slave device [CS:%x] selected\n", spi->chip_select);
649
650         nxp_fspi_clk_disable_unprep(f);
651
652         ret = clk_set_rate(f->clk, rate);
653         if (ret)
654                 return;
655
656         ret = nxp_fspi_clk_prep_enable(f);
657         if (ret)
658                 return;
659
660         f->selected = spi->chip_select;
661 }
662
663 static int nxp_fspi_read_ahb(struct nxp_fspi *f, const struct spi_mem_op *op)
664 {
665         u32 start = op->addr.val;
666         u32 len = op->data.nbytes;
667
668         /* if necessary, ioremap before AHB read */
669         if ((!f->ahb_addr) || start < f->memmap_start ||
670              start + len > f->memmap_start + f->memmap_len) {
671                 if (f->ahb_addr)
672                         iounmap(f->ahb_addr);
673
674                 f->memmap_start = start;
675                 f->memmap_len = len > NXP_FSPI_MIN_IOMAP ?
676                                 len : NXP_FSPI_MIN_IOMAP;
677
678                 f->ahb_addr = ioremap_wc(f->memmap_phy + f->memmap_start,
679                                          f->memmap_len);
680
681                 if (!f->ahb_addr) {
682                         dev_err(f->dev, "failed to alloc memory\n");
683                         return -ENOMEM;
684                 }
685         }
686
687         /* Read out the data directly from the AHB buffer. */
688         memcpy_fromio(op->data.buf.in,
689                       f->ahb_addr + start - f->memmap_start, len);
690
691         return 0;
692 }
693
694 static void nxp_fspi_fill_txfifo(struct nxp_fspi *f,
695                                  const struct spi_mem_op *op)
696 {
697         void __iomem *base = f->iobase;
698         int i, ret;
699         u8 *buf = (u8 *) op->data.buf.out;
700
701         /* clear the TX FIFO. */
702         fspi_writel(f, FSPI_IPTXFCR_CLR, base + FSPI_IPTXFCR);
703
704         /*
705          * Default value of water mark level is 8 bytes, hence in single
706          * write request controller can write max 8 bytes of data.
707          */
708
709         for (i = 0; i < ALIGN_DOWN(op->data.nbytes, 8); i += 8) {
710                 /* Wait for TXFIFO empty */
711                 ret = fspi_readl_poll_tout(f, f->iobase + FSPI_INTR,
712                                            FSPI_INTR_IPTXWE, 0,
713                                            POLL_TOUT, true);
714                 WARN_ON(ret);
715
716                 fspi_writel(f, *(u32 *) (buf + i), base + FSPI_TFDR);
717                 fspi_writel(f, *(u32 *) (buf + i + 4), base + FSPI_TFDR + 4);
718                 fspi_writel(f, FSPI_INTR_IPTXWE, base + FSPI_INTR);
719         }
720
721         if (i < op->data.nbytes) {
722                 u32 data = 0;
723                 int j;
724                 /* Wait for TXFIFO empty */
725                 ret = fspi_readl_poll_tout(f, f->iobase + FSPI_INTR,
726                                            FSPI_INTR_IPTXWE, 0,
727                                            POLL_TOUT, true);
728                 WARN_ON(ret);
729
730                 for (j = 0; j < ALIGN(op->data.nbytes - i, 4); j += 4) {
731                         memcpy(&data, buf + i + j, 4);
732                         fspi_writel(f, data, base + FSPI_TFDR + j);
733                 }
734                 fspi_writel(f, FSPI_INTR_IPTXWE, base + FSPI_INTR);
735         }
736 }
737
738 static void nxp_fspi_read_rxfifo(struct nxp_fspi *f,
739                           const struct spi_mem_op *op)
740 {
741         void __iomem *base = f->iobase;
742         int i, ret;
743         int len = op->data.nbytes;
744         u8 *buf = (u8 *) op->data.buf.in;
745
746         /*
747          * Default value of water mark level is 8 bytes, hence in single
748          * read request controller can read max 8 bytes of data.
749          */
750         for (i = 0; i < ALIGN_DOWN(len, 8); i += 8) {
751                 /* Wait for RXFIFO available */
752                 ret = fspi_readl_poll_tout(f, f->iobase + FSPI_INTR,
753                                            FSPI_INTR_IPRXWA, 0,
754                                            POLL_TOUT, true);
755                 WARN_ON(ret);
756
757                 *(u32 *)(buf + i) = fspi_readl(f, base + FSPI_RFDR);
758                 *(u32 *)(buf + i + 4) = fspi_readl(f, base + FSPI_RFDR + 4);
759                 /* move the FIFO pointer */
760                 fspi_writel(f, FSPI_INTR_IPRXWA, base + FSPI_INTR);
761         }
762
763         if (i < len) {
764                 u32 tmp;
765                 int size, j;
766
767                 buf = op->data.buf.in + i;
768                 /* Wait for RXFIFO available */
769                 ret = fspi_readl_poll_tout(f, f->iobase + FSPI_INTR,
770                                            FSPI_INTR_IPRXWA, 0,
771                                            POLL_TOUT, true);
772                 WARN_ON(ret);
773
774                 len = op->data.nbytes - i;
775                 for (j = 0; j < op->data.nbytes - i; j += 4) {
776                         tmp = fspi_readl(f, base + FSPI_RFDR + j);
777                         size = min(len, 4);
778                         memcpy(buf + j, &tmp, size);
779                         len -= size;
780                 }
781         }
782
783         /* invalid the RXFIFO */
784         fspi_writel(f, FSPI_IPRXFCR_CLR, base + FSPI_IPRXFCR);
785         /* move the FIFO pointer */
786         fspi_writel(f, FSPI_INTR_IPRXWA, base + FSPI_INTR);
787 }
788
789 static int nxp_fspi_do_op(struct nxp_fspi *f, const struct spi_mem_op *op)
790 {
791         void __iomem *base = f->iobase;
792         int seqnum = 0;
793         int err = 0;
794         u32 reg;
795
796         reg = fspi_readl(f, base + FSPI_IPRXFCR);
797         /* invalid RXFIFO first */
798         reg &= ~FSPI_IPRXFCR_DMA_EN;
799         reg = reg | FSPI_IPRXFCR_CLR;
800         fspi_writel(f, reg, base + FSPI_IPRXFCR);
801
802         init_completion(&f->c);
803
804         fspi_writel(f, op->addr.val, base + FSPI_IPCR0);
805         /*
806          * Always start the sequence at the same index since we update
807          * the LUT at each exec_op() call. And also specify the DATA
808          * length, since it's has not been specified in the LUT.
809          */
810         fspi_writel(f, op->data.nbytes |
811                  (SEQID_LUT << FSPI_IPCR1_SEQID_SHIFT) |
812                  (seqnum << FSPI_IPCR1_SEQNUM_SHIFT),
813                  base + FSPI_IPCR1);
814
815         /* Trigger the LUT now. */
816         fspi_writel(f, FSPI_IPCMD_TRG, base + FSPI_IPCMD);
817
818         /* Wait for the interrupt. */
819         if (!wait_for_completion_timeout(&f->c, msecs_to_jiffies(1000)))
820                 err = -ETIMEDOUT;
821
822         /* Invoke IP data read, if request is of data read. */
823         if (!err && op->data.nbytes && op->data.dir == SPI_MEM_DATA_IN)
824                 nxp_fspi_read_rxfifo(f, op);
825
826         return err;
827 }
828
829 static int nxp_fspi_exec_op(struct spi_mem *mem, const struct spi_mem_op *op)
830 {
831         struct nxp_fspi *f = spi_controller_get_devdata(mem->spi->master);
832         int err = 0;
833
834         mutex_lock(&f->lock);
835
836         /* Wait for controller being ready. */
837         err = fspi_readl_poll_tout(f, f->iobase + FSPI_STS0,
838                                    FSPI_STS0_ARB_IDLE, 1, POLL_TOUT, true);
839         WARN_ON(err);
840
841         nxp_fspi_select_mem(f, mem->spi);
842
843         nxp_fspi_prepare_lut(f, op);
844         /*
845          * If we have large chunks of data, we read them through the AHB bus
846          * by accessing the mapped memory. In all other cases we use
847          * IP commands to access the flash.
848          */
849         if (op->data.nbytes > (f->devtype_data->rxfifo - 4) &&
850             op->data.dir == SPI_MEM_DATA_IN) {
851                 err = nxp_fspi_read_ahb(f, op);
852         } else {
853                 if (op->data.nbytes && op->data.dir == SPI_MEM_DATA_OUT)
854                         nxp_fspi_fill_txfifo(f, op);
855
856                 err = nxp_fspi_do_op(f, op);
857         }
858
859         /* Invalidate the data in the AHB buffer. */
860         nxp_fspi_invalid(f);
861
862         mutex_unlock(&f->lock);
863
864         return err;
865 }
866
867 static int nxp_fspi_adjust_op_size(struct spi_mem *mem, struct spi_mem_op *op)
868 {
869         struct nxp_fspi *f = spi_controller_get_devdata(mem->spi->master);
870
871         if (op->data.dir == SPI_MEM_DATA_OUT) {
872                 if (op->data.nbytes > f->devtype_data->txfifo)
873                         op->data.nbytes = f->devtype_data->txfifo;
874         } else {
875                 if (op->data.nbytes > f->devtype_data->ahb_buf_size)
876                         op->data.nbytes = f->devtype_data->ahb_buf_size;
877                 else if (op->data.nbytes > (f->devtype_data->rxfifo - 4))
878                         op->data.nbytes = ALIGN_DOWN(op->data.nbytes, 8);
879         }
880
881         return 0;
882 }
883
884 static int nxp_fspi_default_setup(struct nxp_fspi *f)
885 {
886         void __iomem *base = f->iobase;
887         int ret, i;
888         u32 reg;
889
890         /* disable and unprepare clock to avoid glitch pass to controller */
891         nxp_fspi_clk_disable_unprep(f);
892
893         /* the default frequency, we will change it later if necessary. */
894         ret = clk_set_rate(f->clk, 20000000);
895         if (ret)
896                 return ret;
897
898         ret = nxp_fspi_clk_prep_enable(f);
899         if (ret)
900                 return ret;
901
902         /* Reset the module */
903         /* w1c register, wait unit clear */
904         ret = fspi_readl_poll_tout(f, f->iobase + FSPI_MCR0,
905                                    FSPI_MCR0_SWRST, 0, POLL_TOUT, false);
906         WARN_ON(ret);
907
908         /* Disable the module */
909         fspi_writel(f, FSPI_MCR0_MDIS, base + FSPI_MCR0);
910
911         /* Reset the DLL register to default value */
912         fspi_writel(f, FSPI_DLLACR_OVRDEN, base + FSPI_DLLACR);
913         fspi_writel(f, FSPI_DLLBCR_OVRDEN, base + FSPI_DLLBCR);
914
915         /* enable module */
916         fspi_writel(f, FSPI_MCR0_AHB_TIMEOUT(0xFF) |
917                     FSPI_MCR0_IP_TIMEOUT(0xFF) | (u32) FSPI_MCR0_OCTCOMB_EN,
918                     base + FSPI_MCR0);
919
920         /*
921          * Disable same device enable bit and configure all slave devices
922          * independently.
923          */
924         reg = fspi_readl(f, f->iobase + FSPI_MCR2);
925         reg = reg & ~(FSPI_MCR2_SAMEDEVICEEN);
926         fspi_writel(f, reg, base + FSPI_MCR2);
927
928         /* AHB configuration for access buffer 0~7. */
929         for (i = 0; i < 7; i++)
930                 fspi_writel(f, 0, base + FSPI_AHBRX_BUF0CR0 + 4 * i);
931
932         /*
933          * Set ADATSZ with the maximum AHB buffer size to improve the read
934          * performance.
935          */
936         fspi_writel(f, (f->devtype_data->ahb_buf_size / 8 |
937                   FSPI_AHBRXBUF0CR7_PREF), base + FSPI_AHBRX_BUF7CR0);
938
939         /* prefetch and no start address alignment limitation */
940         fspi_writel(f, FSPI_AHBCR_PREF_EN | FSPI_AHBCR_RDADDROPT,
941                  base + FSPI_AHBCR);
942
943         /* AHB Read - Set lut sequence ID for all CS. */
944         fspi_writel(f, SEQID_LUT, base + FSPI_FLSHA1CR2);
945         fspi_writel(f, SEQID_LUT, base + FSPI_FLSHA2CR2);
946         fspi_writel(f, SEQID_LUT, base + FSPI_FLSHB1CR2);
947         fspi_writel(f, SEQID_LUT, base + FSPI_FLSHB2CR2);
948
949         f->selected = -1;
950
951         /* enable the interrupt */
952         fspi_writel(f, FSPI_INTEN_IPCMDDONE, base + FSPI_INTEN);
953
954         return 0;
955 }
956
957 static const char *nxp_fspi_get_name(struct spi_mem *mem)
958 {
959         struct nxp_fspi *f = spi_controller_get_devdata(mem->spi->master);
960         struct device *dev = &mem->spi->dev;
961         const char *name;
962
963         // Set custom name derived from the platform_device of the controller.
964         if (of_get_available_child_count(f->dev->of_node) == 1)
965                 return dev_name(f->dev);
966
967         name = devm_kasprintf(dev, GFP_KERNEL,
968                               "%s-%d", dev_name(f->dev),
969                               mem->spi->chip_select);
970
971         if (!name) {
972                 dev_err(dev, "failed to get memory for custom flash name\n");
973                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
974         }
975
976         return name;
977 }
978
979 static const struct spi_controller_mem_ops nxp_fspi_mem_ops = {
980         .adjust_op_size = nxp_fspi_adjust_op_size,
981         .supports_op = nxp_fspi_supports_op,
982         .exec_op = nxp_fspi_exec_op,
983         .get_name = nxp_fspi_get_name,
984 };
985
986 static int nxp_fspi_probe(struct platform_device *pdev)
987 {
988         struct spi_controller *ctlr;
989         struct device *dev = &pdev->dev;
990         struct device_node *np = dev->of_node;
991         struct resource *res;
992         struct nxp_fspi *f;
993         int ret;
994
995         ctlr = spi_alloc_master(&pdev->dev, sizeof(*f));
996         if (!ctlr)
997                 return -ENOMEM;
998
999         ctlr->mode_bits = SPI_RX_DUAL | SPI_RX_QUAD | SPI_RX_OCTAL |
1000                           SPI_TX_DUAL | SPI_TX_QUAD | SPI_TX_OCTAL;
1001
1002         f = spi_controller_get_devdata(ctlr);
1003         f->dev = dev;
1004         f->devtype_data = of_device_get_match_data(dev);
1005         if (!f->devtype_data) {
1006                 ret = -ENODEV;
1007                 goto err_put_ctrl;
1008         }
1009
1010         platform_set_drvdata(pdev, f);
1011
1012         /* find the resources - configuration register address space */
1013         res = platform_get_resource_byname(pdev, IORESOURCE_MEM, "fspi_base");
1014         f->iobase = devm_ioremap_resource(dev, res);
1015         if (IS_ERR(f->iobase)) {
1016                 ret = PTR_ERR(f->iobase);
1017                 goto err_put_ctrl;
1018         }
1019
1020         /* find the resources - controller memory mapped space */
1021         res = platform_get_resource_byname(pdev, IORESOURCE_MEM, "fspi_mmap");
1022         if (!res) {
1023                 ret = -ENODEV;
1024                 goto err_put_ctrl;
1025         }
1026
1027         /* assign memory mapped starting address and mapped size. */
1028         f->memmap_phy = res->start;
1029         f->memmap_phy_size = resource_size(res);
1030
1031         /* find the clocks */
1032         f->clk_en = devm_clk_get(dev, "fspi_en");
1033         if (IS_ERR(f->clk_en)) {
1034                 ret = PTR_ERR(f->clk_en);
1035                 goto err_put_ctrl;
1036         }
1037
1038         f->clk = devm_clk_get(dev, "fspi");
1039         if (IS_ERR(f->clk)) {
1040                 ret = PTR_ERR(f->clk);
1041                 goto err_put_ctrl;
1042         }
1043
1044         ret = nxp_fspi_clk_prep_enable(f);
1045         if (ret) {
1046                 dev_err(dev, "can not enable the clock\n");
1047                 goto err_put_ctrl;
1048         }
1049
1050         /* find the irq */
1051         ret = platform_get_irq(pdev, 0);
1052         if (ret < 0)
1053                 goto err_disable_clk;
1054
1055         ret = devm_request_irq(dev, ret,
1056                         nxp_fspi_irq_handler, 0, pdev->name, f);
1057         if (ret) {
1058                 dev_err(dev, "failed to request irq: %d\n", ret);
1059                 goto err_disable_clk;
1060         }
1061
1062         mutex_init(&f->lock);
1063
1064         ctlr->bus_num = -1;
1065         ctlr->num_chipselect = NXP_FSPI_MAX_CHIPSELECT;
1066         ctlr->mem_ops = &nxp_fspi_mem_ops;
1067
1068         nxp_fspi_default_setup(f);
1069
1070         ctlr->dev.of_node = np;
1071
1072         ret = devm_spi_register_controller(&pdev->dev, ctlr);
1073         if (ret)
1074                 goto err_destroy_mutex;
1075
1076         return 0;
1077
1078 err_destroy_mutex:
1079         mutex_destroy(&f->lock);
1080
1081 err_disable_clk:
1082         nxp_fspi_clk_disable_unprep(f);
1083
1084 err_put_ctrl:
1085         spi_controller_put(ctlr);
1086
1087         dev_err(dev, "NXP FSPI probe failed\n");
1088         return ret;
1089 }
1090
1091 static int nxp_fspi_remove(struct platform_device *pdev)
1092 {
1093         struct nxp_fspi *f = platform_get_drvdata(pdev);
1094
1095         /* disable the hardware */
1096         fspi_writel(f, FSPI_MCR0_MDIS, f->iobase + FSPI_MCR0);
1097
1098         nxp_fspi_clk_disable_unprep(f);
1099
1100         mutex_destroy(&f->lock);
1101
1102         if (f->ahb_addr)
1103                 iounmap(f->ahb_addr);
1104
1105         return 0;
1106 }
1107
1108 static int nxp_fspi_suspend(struct device *dev)
1109 {
1110         return 0;
1111 }
1112
1113 static int nxp_fspi_resume(struct device *dev)
1114 {
1115         struct nxp_fspi *f = dev_get_drvdata(dev);
1116
1117         nxp_fspi_default_setup(f);
1118
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 static const struct of_device_id nxp_fspi_dt_ids[] = {
1123         { .compatible = "nxp,lx2160a-fspi", .data = (void *)&lx2160a_data, },
1124         { .compatible = "nxp,imx8mm-fspi", .data = (void *)&imx8mm_data, },
1125         { .compatible = "nxp,imx8qxp-fspi", .data = (void *)&imx8qxp_data, },
1126         { /* sentinel */ }
1127 };
1128 MODULE_DEVICE_TABLE(of, nxp_fspi_dt_ids);
1129
1130 static const struct dev_pm_ops nxp_fspi_pm_ops = {
1131         .suspend        = nxp_fspi_suspend,
1132         .resume         = nxp_fspi_resume,
1133 };
1134
1135 static struct platform_driver nxp_fspi_driver = {
1136         .driver = {
1137                 .name   = "nxp-fspi",
1138                 .of_match_table = nxp_fspi_dt_ids,
1139                 .pm =   &nxp_fspi_pm_ops,
1140         },
1141         .probe          = nxp_fspi_probe,
1142         .remove         = nxp_fspi_remove,
1143 };
1144 module_platform_driver(nxp_fspi_driver);
1145
1146 MODULE_DESCRIPTION("NXP FSPI Controller Driver");
1147 MODULE_AUTHOR("NXP Semiconductor");
1148 MODULE_AUTHOR("Yogesh Narayan Gaur <yogeshnarayan.gaur@nxp.com>");
1149 MODULE_AUTHOR("Boris Brezillon <bbrezillon@kernel.org>");
1150 MODULE_AUTHOR("Frieder Schrempf <frieder.schrempf@kontron.de>");
1151 MODULE_LICENSE("GPL v2");