drivers/i2c/busses/i2c-ali1535.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Copyright (c) 2000  Frodo Looijaard <frodol@dds.nl>,
   4  *                      Philip Edelbrock <phil@netroedge.com>,
   5  *                      Mark D. Studebaker <mdsxyz123@yahoo.com>,
   6  *                      Dan Eaton <dan.eaton@rocketlogix.com> and
   7  *                      Stephen Rousset <stephen.rousset@rocketlogix.com>
   8 */
   9
  10 /*
  11     This is the driver for the SMB Host controller on
  12     Acer Labs Inc. (ALI) M1535 South Bridge.
  13
  14     The M1535 is a South bridge for portable systems.
  15     It is very similar to the M15x3 South bridges also produced
  16     by Acer Labs Inc.  Some of the registers within the part
  17     have moved and some have been redefined slightly. Additionally,
  18     the sequencing of the SMBus transactions has been modified
  19     to be more consistent with the sequencing recommended by
  20     the manufacturer and observed through testing.  These
  21     changes are reflected in this driver and can be identified
  22     by comparing this driver to the i2c-ali15x3 driver.
  23     For an overview of these chips see http://www.acerlabs.com
  24
  25     The SMB controller is part of the 7101 device, which is an
  26     ACPI-compliant Power Management Unit (PMU).
  27
  28     The whole 7101 device has to be enabled for the SMB to work.
  29     You can't just enable the SMB alone.
  30     The SMB and the ACPI have separate I/O spaces.
  31     We make sure that the SMB is enabled. We leave the ACPI alone.
  32
  33     This driver controls the SMB Host only.
  34
  35     This driver does not use interrupts.
  36 */
  37
  38
  39 /* Note: we assume there can only be one ALI1535, with one SMBus interface */
  40
  41 #include <linux/module.h>
  42 #include <linux/pci.h>
  43 #include <linux/kernel.h>
  44 #include <linux/stddef.h>
  45 #include <linux/delay.h>
  46 #include <linux/ioport.h>
  47 #include <linux/i2c.h>
  48 #include <linux/acpi.h>
  49 #include <linux/io.h>
  50
  51
  52 /* ALI1535 SMBus address offsets */
  53 #define SMBHSTSTS       (0 + ali1535_smba)
  54 #define SMBHSTTYP       (1 + ali1535_smba)
  55 #define SMBHSTPORT      (2 + ali1535_smba)
  56 #define SMBHSTCMD       (7 + ali1535_smba)
  57 #define SMBHSTADD       (3 + ali1535_smba)
  58 #define SMBHSTDAT0      (4 + ali1535_smba)
  59 #define SMBHSTDAT1      (5 + ali1535_smba)
  60 #define SMBBLKDAT       (6 + ali1535_smba)
  61
  62 /* PCI Address Constants */
  63 #define SMBCOM          0x004
  64 #define SMBREV          0x008
  65 #define SMBCFG          0x0D1
  66 #define SMBBA           0x0E2
  67 #define SMBHSTCFG       0x0F0
  68 #define SMBCLK          0x0F2
  69
  70 /* Other settings */
  71 #define MAX_TIMEOUT             500     /* times 1/100 sec */
  72 #define ALI1535_SMB_IOSIZE      32
  73
  74 #define ALI1535_SMB_DEFAULTBASE 0x8040
  75
  76 /* ALI1535 address lock bits */
  77 #define ALI1535_LOCK            0x06    /* dwe */
  78
  79 /* ALI1535 command constants */
  80 #define ALI1535_QUICK           0x00
  81 #define ALI1535_BYTE            0x10
  82 #define ALI1535_BYTE_DATA       0x20
  83 #define ALI1535_WORD_DATA       0x30
  84 #define ALI1535_BLOCK_DATA      0x40
  85 #define ALI1535_I2C_READ        0x60
  86
  87 #define ALI1535_DEV10B_EN       0x80    /* Enable 10-bit addressing in  */
  88                                         /*  I2C read                    */
  89 #define ALI1535_T_OUT           0x08    /* Time-out Command (write)     */
  90 #define ALI1535_A_HIGH_BIT9     0x08    /* Bit 9 of 10-bit address in   */
  91                                         /* Alert-Response-Address       */
  92                                         /* (read)                       */
  93 #define ALI1535_KILL            0x04    /* Kill Command (write)         */
  94 #define ALI1535_A_HIGH_BIT8     0x04    /* Bit 8 of 10-bit address in   */
  95                                         /*  Alert-Response-Address      */
  96                                         /*  (read)                      */
  97
  98 #define ALI1535_D_HI_MASK       0x03    /* Mask for isolating bits 9-8  */
  99                                         /*  of 10-bit address in I2C    */
 100                                         /*  Read Command                */
 101
 102 /* ALI1535 status register bits */
 103 #define ALI1535_STS_IDLE        0x04
 104 #define ALI1535_STS_BUSY        0x08    /* host busy */
 105 #define ALI1535_STS_DONE        0x10    /* transaction complete */
 106 #define ALI1535_STS_DEV         0x20    /* device error */
 107 #define ALI1535_STS_BUSERR      0x40    /* bus error    */
 108 #define ALI1535_STS_FAIL        0x80    /* failed bus transaction */
 109 #define ALI1535_STS_ERR         0xE0    /* all the bad error bits */
 110
 111 #define ALI1535_BLOCK_CLR       0x04    /* reset block data index */
 112
 113 /* ALI1535 device address register bits */
 114 #define ALI1535_RD_ADDR         0x01    /* Read/Write Bit in Device     */
 115                                         /*  Address field               */
 116                                         /*  -> Write = 0                */
 117                                         /*  -> Read  = 1                */
 118 #define ALI1535_SMBIO_EN        0x04    /* SMB I/O Space enable         */
 119
 120 static struct pci_driver ali1535_driver;
 121 static unsigned long ali1535_smba;
 122 static unsigned short ali1535_offset;
 123
 124 /* Detect whether a ALI1535 can be found, and initialize it, where necessary.
 125    Note the differences between kernels with the old PCI BIOS interface and
 126    newer kernels with the real PCI interface. In compat.h some things are
 127    defined to make the transition easier. */
 128 static int ali1535_setup(struct pci_dev *dev)
 129 {
 130         int retval;
 131         unsigned char temp;
 132
 133         /* Check the following things:
 134                 - SMB I/O address is initialized
 135                 - Device is enabled
 136                 - We can use the addresses
 137         */
 138
 139         retval = pci_enable_device(dev);
 140         if (retval) {
 141                 dev_err(&dev->dev, "ALI1535_smb can't enable device\n");
 142                 goto exit;
 143         }
 144
 145         /* Determine the address of the SMBus area */
 146         pci_read_config_word(dev, SMBBA, &ali1535_offset);
 147         dev_dbg(&dev->dev, "ALI1535_smb is at offset 0x%04x\n", ali1535_offset);
 148         ali1535_offset &= (0xffff & ~(ALI1535_SMB_IOSIZE - 1));
 149         if (ali1535_offset == 0) {
 150                 dev_warn(&dev->dev,
 151                         "ALI1535_smb region uninitialized - upgrade BIOS?\n");
 152                 retval = -ENODEV;
 153                 goto exit;
 154         }
 155
 156         if (pci_resource_flags(dev, 0) & IORESOURCE_IO)
 157                 ali1535_smba = pci_resource_start(dev, 0) + ali1535_offset;
 158         else
 159                 ali1535_smba = ali1535_offset;
 160
 161         retval = acpi_check_region(ali1535_smba, ALI1535_SMB_IOSIZE,
 162                                    ali1535_driver.name);
 163         if (retval)
 164                 goto exit;
 165
 166         if (!request_region(ali1535_smba, ALI1535_SMB_IOSIZE,
 167                             ali1535_driver.name)) {
 168                 dev_err(&dev->dev, "ALI1535_smb region 0x%lx already in use!\n",
 169                         ali1535_smba);
 170                 retval = -EBUSY;
 171                 goto exit;
 172         }
 173
 174         /* check if whole device is enabled */
 175         pci_read_config_byte(dev, SMBCFG, &temp);
 176         if ((temp & ALI1535_SMBIO_EN) == 0) {
 177                 dev_err(&dev->dev, "SMB device not enabled - upgrade BIOS?\n");
 178                 retval = -ENODEV;
 179                 goto exit_free;
 180         }
 181
 182         /* Is SMB Host controller enabled? */
 183         pci_read_config_byte(dev, SMBHSTCFG, &temp);
 184         if ((temp & 1) == 0) {
 185                 dev_err(&dev->dev, "SMBus controller not enabled - upgrade BIOS?\n");
 186                 retval = -ENODEV;
 187                 goto exit_free;
 188         }
 189
 190         /* set SMB clock to 74KHz as recommended in data sheet */
 191         pci_write_config_byte(dev, SMBCLK, 0x20);
 192
 193         /*
 194           The interrupt routing for SMB is set up in register 0x77 in the
 195           1533 ISA Bridge device, NOT in the 7101 device.
 196           Don't bother with finding the 1533 device and reading the register.
 197         if ((....... & 0x0F) == 1)
 198                 dev_dbg(&dev->dev, "ALI1535 using Interrupt 9 for SMBus.\n");
 199         */
 200         pci_read_config_byte(dev, SMBREV, &temp);
 201         dev_dbg(&dev->dev, "SMBREV = 0x%X\n", temp);
 202         dev_dbg(&dev->dev, "ALI1535_smba = 0x%lx\n", ali1535_smba);
 203
 204         return 0;
 205
 206 exit_free:
 207         release_region(ali1535_smba, ALI1535_SMB_IOSIZE);
 208 exit:
 209         return retval;
 210 }
 211
 212 static int ali1535_transaction(struct i2c_adapter *adap)
 213 {
 214         int temp;
 215         int result = 0;
 216         int timeout = 0;
 217
 218         dev_dbg(&adap->dev, "Transaction (pre): STS=%02x, TYP=%02x, "
 219                 "CMD=%02x, ADD=%02x, DAT0=%02x, DAT1=%02x\n",
 220                 inb_p(SMBHSTSTS), inb_p(SMBHSTTYP), inb_p(SMBHSTCMD),
 221                 inb_p(SMBHSTADD), inb_p(SMBHSTDAT0), inb_p(SMBHSTDAT1));
 222
 223         /* get status */
 224         temp = inb_p(SMBHSTSTS);
 225
 226         /* Make sure the SMBus host is ready to start transmitting */
 227         /* Check the busy bit first */
 228         if (temp & ALI1535_STS_BUSY) {
 229                 /* If the host controller is still busy, it may have timed out
 230                  * in the previous transaction, resulting in a "SMBus Timeout"
 231                  * printk.  I've tried the following to reset a stuck busy bit.
 232                  *   1. Reset the controller with an KILL command. (this
 233                  *      doesn't seem to clear the controller if an external
 234                  *      device is hung)
 235                  *   2. Reset the controller and the other SMBus devices with a
 236                  *      T_OUT command. (this clears the host busy bit if an
 237                  *      external device is hung, but it comes back upon a new
 238                  *      access to a device)
 239                  *   3. Disable and reenable the controller in SMBHSTCFG. Worst
 240                  *      case, nothing seems to work except power reset.
 241                  */
 242
 243                 /* Try resetting entire SMB bus, including other devices - This
 244                  * may not work either - it clears the BUSY bit but then the
 245                  * BUSY bit may come back on when you try and use the chip
 246                  * again.  If that's the case you are stuck.
 247                  */
 248                 dev_info(&adap->dev,
 249                         "Resetting entire SMB Bus to clear busy condition (%02x)\n",
 250                         temp);
 251                 outb_p(ALI1535_T_OUT, SMBHSTTYP);
 252                 temp = inb_p(SMBHSTSTS);
 253         }
 254
 255         /* now check the error bits and the busy bit */
 256         if (temp & (ALI1535_STS_ERR | ALI1535_STS_BUSY)) {
 257                 /* do a clear-on-write */
 258                 outb_p(0xFF, SMBHSTSTS);
 259                 temp = inb_p(SMBHSTSTS);
 260                 if (temp & (ALI1535_STS_ERR | ALI1535_STS_BUSY)) {
 261                         /* This is probably going to be correctable only by a
 262                          * power reset as one of the bits now appears to be
 263                          * stuck */
 264                         /* This may be a bus or device with electrical problems. */
 265                         dev_err(&adap->dev,
 266                                 "SMBus reset failed! (0x%02x) - controller or "
 267                                 "device on bus is probably hung\n", temp);
 268                         return -EBUSY;
 269                 }
 270         } else {
 271                 /* check and clear done bit */
 272                 if (temp & ALI1535_STS_DONE)
 273                         outb_p(temp, SMBHSTSTS);
 274         }
 275
 276         /* start the transaction by writing anything to the start register */
 277         outb_p(0xFF, SMBHSTPORT);
 278
 279         /* We will always wait for a fraction of a second! */
 280         timeout = 0;
 281         do {
 282                 usleep_range(1000, 2000);
 283                 temp = inb_p(SMBHSTSTS);
 284         } while (((temp & ALI1535_STS_BUSY) && !(temp & ALI1535_STS_IDLE))
 285                  && (timeout++ < MAX_TIMEOUT));
 286
 287         /* If the SMBus is still busy, we give up */
 288         if (timeout > MAX_TIMEOUT) {
 289                 result = -ETIMEDOUT;
 290                 dev_err(&adap->dev, "SMBus Timeout!\n");
 291         }
 292
 293         if (temp & ALI1535_STS_FAIL) {
 294                 result = -EIO;
 295                 dev_dbg(&adap->dev, "Error: Failed bus transaction\n");
 296         }
 297
 298         /* Unfortunately the ALI SMB controller maps "no response" and "bus
 299          * collision" into a single bit. No response is the usual case so don't
 300          * do a printk.  This means that bus collisions go unreported.
 301          */
 302         if (temp & ALI1535_STS_BUSERR) {
 303                 result = -ENXIO;
 304                 dev_dbg(&adap->dev,
 305                         "Error: no response or bus collision ADD=%02x\n",
 306                         inb_p(SMBHSTADD));
 307         }
 308
 309         /* haven't ever seen this */
 310         if (temp & ALI1535_STS_DEV) {
 311                 result = -EIO;
 312                 dev_err(&adap->dev, "Error: device error\n");
 313         }
 314
 315         /* check to see if the "command complete" indication is set */
 316         if (!(temp & ALI1535_STS_DONE)) {
 317                 result = -ETIMEDOUT;
 318                 dev_err(&adap->dev, "Error: command never completed\n");
 319         }
 320
 321         dev_dbg(&adap->dev, "Transaction (post): STS=%02x, TYP=%02x, "
 322                 "CMD=%02x, ADD=%02x, DAT0=%02x, DAT1=%02x\n",
 323                 inb_p(SMBHSTSTS), inb_p(SMBHSTTYP), inb_p(SMBHSTCMD),
 324                 inb_p(SMBHSTADD), inb_p(SMBHSTDAT0), inb_p(SMBHSTDAT1));
 325
 326         /* take consequent actions for error conditions */
 327         if (!(temp & ALI1535_STS_DONE)) {
 328                 /* issue "kill" to reset host controller */
 329                 outb_p(ALI1535_KILL, SMBHSTTYP);
 330                 outb_p(0xFF, SMBHSTSTS);
 331         } else if (temp & ALI1535_STS_ERR) {
 332                 /* issue "timeout" to reset all devices on bus */
 333                 outb_p(ALI1535_T_OUT, SMBHSTTYP);
 334                 outb_p(0xFF, SMBHSTSTS);
 335         }
 336
 337         return result;
 338 }
 339
 340 /* Return negative errno on error. */
 341 static s32 ali1535_access(struct i2c_adapter *adap, u16 addr,
 342                           unsigned short flags, char read_write, u8 command,
 343                           int size, union i2c_smbus_data *data)
 344 {
 345         int i, len;
 346         int temp;
 347         int timeout;
 348         s32 result = 0;
 349
 350         /* make sure SMBus is idle */
 351         temp = inb_p(SMBHSTSTS);
 352         for (timeout = 0;
 353              (timeout < MAX_TIMEOUT) && !(temp & ALI1535_STS_IDLE);
 354              timeout++) {
 355                 usleep_range(1000, 2000);
 356                 temp = inb_p(SMBHSTSTS);
 357         }
 358         if (timeout >= MAX_TIMEOUT)
 359                 dev_warn(&adap->dev, "Idle wait Timeout! STS=0x%02x\n", temp);
 360
 361         /* clear status register (clear-on-write) */
 362         outb_p(0xFF, SMBHSTSTS);
 363
 364         switch (size) {
 365         case I2C_SMBUS_QUICK:
 366                 outb_p(((addr & 0x7f) << 1) | (read_write & 0x01),
 367                        SMBHSTADD);
 368                 size = ALI1535_QUICK;
 369                 outb_p(size, SMBHSTTYP);        /* output command */
 370                 break;
 371         case I2C_SMBUS_BYTE:
 372                 outb_p(((addr & 0x7f) << 1) | (read_write & 0x01),
 373                        SMBHSTADD);
 374                 size = ALI1535_BYTE;
 375                 outb_p(size, SMBHSTTYP);        /* output command */
 376                 if (read_write == I2C_SMBUS_WRITE)
 377                         outb_p(command, SMBHSTCMD);
 378                 break;
 379         case I2C_SMBUS_BYTE_DATA:
 380                 outb_p(((addr & 0x7f) << 1) | (read_write & 0x01),
 381                        SMBHSTADD);
 382                 size = ALI1535_BYTE_DATA;
 383                 outb_p(size, SMBHSTTYP);        /* output command */
 384                 outb_p(command, SMBHSTCMD);
 385                 if (read_write == I2C_SMBUS_WRITE)
 386                         outb_p(data->byte, SMBHSTDAT0);
 387                 break;
 388         case I2C_SMBUS_WORD_DATA:
 389                 outb_p(((addr & 0x7f) << 1) | (read_write & 0x01),
 390                        SMBHSTADD);
 391                 size = ALI1535_WORD_DATA;
 392                 outb_p(size, SMBHSTTYP);        /* output command */
 393                 outb_p(command, SMBHSTCMD);
 394                 if (read_write == I2C_SMBUS_WRITE) {
 395                         outb_p(data->word & 0xff, SMBHSTDAT0);
 396                         outb_p((data->word & 0xff00) >> 8, SMBHSTDAT1);
 397                 }
 398                 break;
 399         case I2C_SMBUS_BLOCK_DATA:
 400                 outb_p(((addr & 0x7f) << 1) | (read_write & 0x01),
 401                        SMBHSTADD);
 402                 size = ALI1535_BLOCK_DATA;
 403                 outb_p(size, SMBHSTTYP);        /* output command */
 404                 outb_p(command, SMBHSTCMD);
 405                 if (read_write == I2C_SMBUS_WRITE) {
 406                         len = data->block[0];
 407                         if (len < 0) {
 408                                 len = 0;
 409                                 data->block[0] = len;
 410                         }
 411                         if (len > 32) {
 412                                 len = 32;
 413                                 data->block[0] = len;
 414                         }
 415                         outb_p(len, SMBHSTDAT0);
 416                         /* Reset SMBBLKDAT */
 417                         outb_p(inb_p(SMBHSTTYP) | ALI1535_BLOCK_CLR, SMBHSTTYP);
 418                         for (i = 1; i <= len; i++)
 419                                 outb_p(data->block[i], SMBBLKDAT);
 420                 }
 421                 break;
 422         default:
 423                 dev_warn(&adap->dev, "Unsupported transaction %d\n", size);
 424                 result = -EOPNOTSUPP;
 425                 goto EXIT;
 426         }
 427
 428         result = ali1535_transaction(adap);
 429         if (result)
 430                 goto EXIT;
 431
 432         if ((read_write == I2C_SMBUS_WRITE) || (size == ALI1535_QUICK)) {
 433                 result = 0;
 434                 goto EXIT;
 435         }
 436
 437         switch (size) {
 438         case ALI1535_BYTE:      /* Result put in SMBHSTDAT0 */
 439                 data->byte = inb_p(SMBHSTDAT0);
 440                 break;
 441         case ALI1535_BYTE_DATA:
 442                 data->byte = inb_p(SMBHSTDAT0);
 443                 break;
 444         case ALI1535_WORD_DATA:
 445                 data->word = inb_p(SMBHSTDAT0) + (inb_p(SMBHSTDAT1) << 8);
 446                 break;
 447         case ALI1535_BLOCK_DATA:
 448                 len = inb_p(SMBHSTDAT0);
 449                 if (len > 32)
 450                         len = 32;
 451                 data->block[0] = len;
 452                 /* Reset SMBBLKDAT */
 453                 outb_p(inb_p(SMBHSTTYP) | ALI1535_BLOCK_CLR, SMBHSTTYP);
 454                 for (i = 1; i <= data->block[0]; i++) {
 455                         data->block[i] = inb_p(SMBBLKDAT);
 456                         dev_dbg(&adap->dev, "Blk: len=%d, i=%d, data=%02x\n",
 457                                 len, i, data->block[i]);
 458                 }
 459                 break;
 460         }
 461 EXIT:
 462         return result;
 463 }
 464
 465
 466 static u32 ali1535_func(struct i2c_adapter *adapter)
 467 {
 468         return I2C_FUNC_SMBUS_QUICK | I2C_FUNC_SMBUS_BYTE |
 469             I2C_FUNC_SMBUS_BYTE_DATA | I2C_FUNC_SMBUS_WORD_DATA |
 470             I2C_FUNC_SMBUS_BLOCK_DATA;
 471 }
 472
 473 static const struct i2c_algorithm smbus_algorithm = {
 474         .smbus_xfer     = ali1535_access,
 475         .functionality  = ali1535_func,
 476 };
 477
 478 static struct i2c_adapter ali1535_adapter = {
 479         .owner          = THIS_MODULE,
 480         .class          = I2C_CLASS_HWMON | I2C_CLASS_SPD,
 481         .algo           = &smbus_algorithm,
 482 };
 483
 484 static const struct pci_device_id ali1535_ids[] = {
 485         { PCI_DEVICE(PCI_VENDOR_ID_AL, PCI_DEVICE_ID_AL_M7101) },
 486         { },
 487 };
 488
 489 MODULE_DEVICE_TABLE(pci, ali1535_ids);
 490
 491 static int ali1535_probe(struct pci_dev *dev, const struct pci_device_id *id)
 492 {
 493         if (ali1535_setup(dev)) {
 494                 dev_warn(&dev->dev,
 495                         "ALI1535 not detected, module not inserted.\n");
 496                 return -ENODEV;
 497         }
 498
 499         /* set up the sysfs linkage to our parent device */
 500         ali1535_adapter.dev.parent = &dev->dev;
 501
 502         snprintf(ali1535_adapter.name, sizeof(ali1535_adapter.name),
 503                 "SMBus ALI1535 adapter at %04x", ali1535_offset);
 504         return i2c_add_adapter(&ali1535_adapter);
 505 }
 506
 507 static void ali1535_remove(struct pci_dev *dev)
 508 {
 509         i2c_del_adapter(&ali1535_adapter);
 510         release_region(ali1535_smba, ALI1535_SMB_IOSIZE);
 511 }
 512
 513 static struct pci_driver ali1535_driver = {
 514         .name           = "ali1535_smbus",
 515         .id_table       = ali1535_ids,
 516         .probe          = ali1535_probe,
 517         .remove         = ali1535_remove,
 518 };
 519
 520 module_pci_driver(ali1535_driver);
 521
 522 MODULE_AUTHOR("Frodo Looijaard <frodol@dds.nl>, "
 523               "Philip Edelbrock <phil@netroedge.com>, "
 524               "Mark D. Studebaker <mdsxyz123@yahoo.com> "
 525               "and Dan Eaton <dan.eaton@rocketlogix.com>");
 526 MODULE_DESCRIPTION("ALI1535 SMBus driver");
 527 MODULE_LICENSE("GPL");