xref: /arm-trusted-firmware/drivers/brcm/spi/iproc_qspi.c (revision 91f16700b400a8c0651d24a598fc48ee2997a0d7)
1*91f16700Schasinglulu /*
2*91f16700Schasinglulu  * Copyright (c) 2017 - 2020, Broadcom
3*91f16700Schasinglulu  *
4*91f16700Schasinglulu  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
5*91f16700Schasinglulu  */
6*91f16700Schasinglulu 
7*91f16700Schasinglulu #include <string.h>
8*91f16700Schasinglulu 
9*91f16700Schasinglulu #include <common/debug.h>
10*91f16700Schasinglulu #include <drivers/delay_timer.h>
11*91f16700Schasinglulu #include <endian.h>
12*91f16700Schasinglulu #include <lib/mmio.h>
13*91f16700Schasinglulu 
14*91f16700Schasinglulu #include <platform_def.h>
15*91f16700Schasinglulu #include <spi.h>
16*91f16700Schasinglulu 
17*91f16700Schasinglulu #include "iproc_qspi.h"
18*91f16700Schasinglulu 
19*91f16700Schasinglulu struct bcmspi_priv spi_cfg;
20*91f16700Schasinglulu 
21*91f16700Schasinglulu /* Redefined by platform to force appropriate information */
22*91f16700Schasinglulu #pragma weak plat_spi_init
23*91f16700Schasinglulu int plat_spi_init(uint32_t *max_hz)
24*91f16700Schasinglulu {
25*91f16700Schasinglulu 	return 0;
26*91f16700Schasinglulu }
27*91f16700Schasinglulu 
28*91f16700Schasinglulu /* Initialize & setup iproc qspi controller */
29*91f16700Schasinglulu int iproc_qspi_setup(uint32_t bus, uint32_t cs, uint32_t max_hz, uint32_t mode)
30*91f16700Schasinglulu {
31*91f16700Schasinglulu 	struct bcmspi_priv *priv = NULL;
32*91f16700Schasinglulu 	uint32_t spbr;
33*91f16700Schasinglulu 
34*91f16700Schasinglulu 	priv = &spi_cfg;
35*91f16700Schasinglulu 	priv->spi_mode = mode;
36*91f16700Schasinglulu 	priv->state = QSPI_STATE_DISABLED;
37*91f16700Schasinglulu 	priv->bspi_hw = QSPI_BSPI_MODE_REG_BASE;
38*91f16700Schasinglulu 	priv->mspi_hw = QSPI_MSPI_MODE_REG_BASE;
39*91f16700Schasinglulu 
40*91f16700Schasinglulu 	/* Initialize clock and platform specific */
41*91f16700Schasinglulu 	if (plat_spi_init(&max_hz) != 0)
42*91f16700Schasinglulu 		return -1;
43*91f16700Schasinglulu 
44*91f16700Schasinglulu 	priv->max_hz = max_hz;
45*91f16700Schasinglulu 
46*91f16700Schasinglulu 	/* MSPI: Basic hardware initialization */
47*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_SPCR1_LSB_REG, 0);
48*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_SPCR1_MSB_REG, 0);
49*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_NEWQP_REG, 0);
50*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_ENDQP_REG, 0);
51*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_SPCR2_REG, 0);
52*91f16700Schasinglulu 
53*91f16700Schasinglulu 	/* MSPI: SCK configuration */
54*91f16700Schasinglulu 	spbr = (QSPI_AXI_CLK - 1) / (2 * priv->max_hz) + 1;
55*91f16700Schasinglulu 	spbr = MIN(spbr, SPBR_DIV_MAX);
56*91f16700Schasinglulu 	spbr = MAX(spbr, SPBR_DIV_MIN);
57*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_SPCR0_LSB_REG, spbr);
58*91f16700Schasinglulu 
59*91f16700Schasinglulu 	/* MSPI: Mode configuration (8 bits by default) */
60*91f16700Schasinglulu 	priv->mspi_16bit = 0;
61*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_SPCR0_MSB_REG,
62*91f16700Schasinglulu 		      BIT(MSPI_SPCR0_MSB_REG_MSTR_SHIFT) |		/* Master */
63*91f16700Schasinglulu 		      MSPI_SPCR0_MSB_REG_16_BITS_PER_WD_SHIFT |		/* 16 bits per word */
64*91f16700Schasinglulu 		      (priv->spi_mode & MSPI_SPCR0_MSB_REG_MODE_MASK));	/* mode: CPOL / CPHA */
65*91f16700Schasinglulu 
66*91f16700Schasinglulu 	/* Display bus info */
67*91f16700Schasinglulu 	VERBOSE("SPI: SPCR0_LSB: 0x%x\n",
68*91f16700Schasinglulu 		mmio_read_32(priv->mspi_hw + MSPI_SPCR0_LSB_REG));
69*91f16700Schasinglulu 	VERBOSE("SPI: SPCR0_MSB: 0x%x\n",
70*91f16700Schasinglulu 		mmio_read_32(priv->mspi_hw + MSPI_SPCR0_MSB_REG));
71*91f16700Schasinglulu 	VERBOSE("SPI: SPCR1_LSB: 0x%x\n",
72*91f16700Schasinglulu 		mmio_read_32(priv->mspi_hw + MSPI_SPCR1_LSB_REG));
73*91f16700Schasinglulu 	VERBOSE("SPI: SPCR1_MSB: 0x%x\n",
74*91f16700Schasinglulu 		mmio_read_32(priv->mspi_hw + MSPI_SPCR1_MSB_REG));
75*91f16700Schasinglulu 	VERBOSE("SPI: SPCR2: 0x%x\n",
76*91f16700Schasinglulu 		mmio_read_32(priv->mspi_hw + MSPI_SPCR2_REG));
77*91f16700Schasinglulu 	VERBOSE("SPI: CLK: %d\n", priv->max_hz);
78*91f16700Schasinglulu 
79*91f16700Schasinglulu 	return 0;
80*91f16700Schasinglulu }
81*91f16700Schasinglulu 
82*91f16700Schasinglulu void bcmspi_enable_bspi(struct bcmspi_priv *priv)
83*91f16700Schasinglulu {
84*91f16700Schasinglulu 	if (priv->state != QSPI_STATE_BSPI) {
85*91f16700Schasinglulu 		/* Switch to BSPI */
86*91f16700Schasinglulu 		mmio_write_32(priv->bspi_hw + BSPI_MAST_N_BOOT_CTRL_REG, 0);
87*91f16700Schasinglulu 
88*91f16700Schasinglulu 		priv->state = QSPI_STATE_BSPI;
89*91f16700Schasinglulu 	}
90*91f16700Schasinglulu }
91*91f16700Schasinglulu 
92*91f16700Schasinglulu static int bcmspi_disable_bspi(struct bcmspi_priv *priv)
93*91f16700Schasinglulu {
94*91f16700Schasinglulu 	uint32_t retry;
95*91f16700Schasinglulu 
96*91f16700Schasinglulu 	if (priv->state == QSPI_STATE_MSPI)
97*91f16700Schasinglulu 		return 0;
98*91f16700Schasinglulu 
99*91f16700Schasinglulu 	/* Switch to MSPI if not yet */
100*91f16700Schasinglulu 	if ((mmio_read_32(priv->bspi_hw + BSPI_MAST_N_BOOT_CTRL_REG) &
101*91f16700Schasinglulu 	     MSPI_CTRL_MASK) == 0) {
102*91f16700Schasinglulu 		retry = QSPI_RETRY_COUNT_US_MAX;
103*91f16700Schasinglulu 		do {
104*91f16700Schasinglulu 			if ((mmio_read_32(
105*91f16700Schasinglulu 				priv->bspi_hw + BSPI_BUSY_STATUS_REG) &
106*91f16700Schasinglulu 				BSPI_BUSY_MASK) == 0) {
107*91f16700Schasinglulu 				mmio_write_32(priv->bspi_hw +
108*91f16700Schasinglulu 				       BSPI_MAST_N_BOOT_CTRL_REG,
109*91f16700Schasinglulu 				       MSPI_CTRL_MASK);
110*91f16700Schasinglulu 				udelay(1);
111*91f16700Schasinglulu 				break;
112*91f16700Schasinglulu 			}
113*91f16700Schasinglulu 			udelay(1);
114*91f16700Schasinglulu 		} while (retry--);
115*91f16700Schasinglulu 
116*91f16700Schasinglulu 		if ((mmio_read_32(priv->bspi_hw + BSPI_MAST_N_BOOT_CTRL_REG) &
117*91f16700Schasinglulu 		     MSPI_CTRL_MASK) != MSPI_CTRL_MASK) {
118*91f16700Schasinglulu 			ERROR("QSPI: Switching to QSPI error.\n");
119*91f16700Schasinglulu 			return -1;
120*91f16700Schasinglulu 		}
121*91f16700Schasinglulu 	}
122*91f16700Schasinglulu 
123*91f16700Schasinglulu 	/* Update state */
124*91f16700Schasinglulu 	priv->state = QSPI_STATE_MSPI;
125*91f16700Schasinglulu 
126*91f16700Schasinglulu 	return 0;
127*91f16700Schasinglulu }
128*91f16700Schasinglulu 
129*91f16700Schasinglulu int iproc_qspi_claim_bus(void)
130*91f16700Schasinglulu {
131*91f16700Schasinglulu 	struct bcmspi_priv *priv = &spi_cfg;
132*91f16700Schasinglulu 
133*91f16700Schasinglulu 	/* Switch to MSPI by default */
134*91f16700Schasinglulu 	if (bcmspi_disable_bspi(priv) != 0)
135*91f16700Schasinglulu 		return -1;
136*91f16700Schasinglulu 
137*91f16700Schasinglulu 	return 0;
138*91f16700Schasinglulu }
139*91f16700Schasinglulu 
140*91f16700Schasinglulu void iproc_qspi_release_bus(void)
141*91f16700Schasinglulu {
142*91f16700Schasinglulu 	struct bcmspi_priv *priv = &spi_cfg;
143*91f16700Schasinglulu 
144*91f16700Schasinglulu 	/* Switch to BSPI by default */
145*91f16700Schasinglulu 	bcmspi_enable_bspi(priv);
146*91f16700Schasinglulu }
147*91f16700Schasinglulu 
148*91f16700Schasinglulu static int mspi_xfer(struct bcmspi_priv *priv, uint32_t bytes,
149*91f16700Schasinglulu 		     const uint8_t *tx, uint8_t *rx, uint32_t flag)
150*91f16700Schasinglulu {
151*91f16700Schasinglulu 	uint32_t retry;
152*91f16700Schasinglulu 	uint32_t mode = CDRAM_PCS0;
153*91f16700Schasinglulu 
154*91f16700Schasinglulu 	if (flag & SPI_XFER_QUAD) {
155*91f16700Schasinglulu 		mode |= CDRAM_QUAD_MODE;
156*91f16700Schasinglulu 		VERBOSE("SPI: QUAD mode\n");
157*91f16700Schasinglulu 
158*91f16700Schasinglulu 		if (!tx) {
159*91f16700Schasinglulu 			VERBOSE("SPI: 4 lane input\n");
160*91f16700Schasinglulu 			mode |= CDRAM_RBIT_INPUT;
161*91f16700Schasinglulu 		}
162*91f16700Schasinglulu 	}
163*91f16700Schasinglulu 
164*91f16700Schasinglulu 	/* Use 8-bit queue for odd-bytes transfer */
165*91f16700Schasinglulu 	if (bytes & 1)
166*91f16700Schasinglulu 		priv->mspi_16bit = 0;
167*91f16700Schasinglulu 	else {
168*91f16700Schasinglulu 		priv->mspi_16bit = 1;
169*91f16700Schasinglulu 		mode |= CDRAM_BITS_EN;
170*91f16700Schasinglulu 	}
171*91f16700Schasinglulu 
172*91f16700Schasinglulu 	while (bytes) {
173*91f16700Schasinglulu 		uint32_t chunk;
174*91f16700Schasinglulu 		uint32_t queues;
175*91f16700Schasinglulu 		uint32_t i;
176*91f16700Schasinglulu 
177*91f16700Schasinglulu 		/* Separate code for 16bit and 8bit transfers for performance */
178*91f16700Schasinglulu 		if (priv->mspi_16bit) {
179*91f16700Schasinglulu 			VERBOSE("SPI: 16 bits xfer\n");
180*91f16700Schasinglulu 			/* Determine how many bytes to process this time */
181*91f16700Schasinglulu 			chunk = MIN(bytes, NUM_CDRAM_BYTES * 2);
182*91f16700Schasinglulu 			queues = (chunk - 1) / 2 + 1;
183*91f16700Schasinglulu 			bytes -= chunk;
184*91f16700Schasinglulu 
185*91f16700Schasinglulu 			/* Fill CDRAMs */
186*91f16700Schasinglulu 			for (i = 0; i < queues; i++)
187*91f16700Schasinglulu 				mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_CDRAM_REG +
188*91f16700Schasinglulu 					      (i << 2), mode | CDRAM_CONT);
189*91f16700Schasinglulu 
190*91f16700Schasinglulu 			/* Fill TXRAMs */
191*91f16700Schasinglulu 			for (i = 0; i < chunk; i++)
192*91f16700Schasinglulu 				if (tx)
193*91f16700Schasinglulu 					mmio_write_32(priv->mspi_hw +
194*91f16700Schasinglulu 						MSPI_TXRAM_REG +
195*91f16700Schasinglulu 						(i << 2), tx[i]);
196*91f16700Schasinglulu 		} else {
197*91f16700Schasinglulu 			VERBOSE("SPI: 8 bits xfer\n");
198*91f16700Schasinglulu 			/* Determine how many bytes to process this time */
199*91f16700Schasinglulu 			chunk = MIN(bytes, NUM_CDRAM_BYTES);
200*91f16700Schasinglulu 			queues = chunk;
201*91f16700Schasinglulu 			bytes -= chunk;
202*91f16700Schasinglulu 
203*91f16700Schasinglulu 			/* Fill CDRAMs and TXRAMS */
204*91f16700Schasinglulu 			for (i = 0; i < chunk; i++) {
205*91f16700Schasinglulu 				mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_CDRAM_REG +
206*91f16700Schasinglulu 					      (i << 2), mode | CDRAM_CONT);
207*91f16700Schasinglulu 				if (tx)
208*91f16700Schasinglulu 					mmio_write_32(priv->mspi_hw +
209*91f16700Schasinglulu 						MSPI_TXRAM_REG +
210*91f16700Schasinglulu 						(i << 3), tx[i]);
211*91f16700Schasinglulu 			}
212*91f16700Schasinglulu 		}
213*91f16700Schasinglulu 
214*91f16700Schasinglulu 		/* Advance pointers */
215*91f16700Schasinglulu 		if (tx)
216*91f16700Schasinglulu 			tx += chunk;
217*91f16700Schasinglulu 
218*91f16700Schasinglulu 		/* Setup queue pointers */
219*91f16700Schasinglulu 		mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_NEWQP_REG, 0);
220*91f16700Schasinglulu 		mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_ENDQP_REG, queues - 1);
221*91f16700Schasinglulu 
222*91f16700Schasinglulu 		/* Remove CONT on the last byte command */
223*91f16700Schasinglulu 		if (bytes == 0 && (flag & SPI_XFER_END))
224*91f16700Schasinglulu 			mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_CDRAM_REG +
225*91f16700Schasinglulu 				      ((queues - 1) << 2), mode);
226*91f16700Schasinglulu 
227*91f16700Schasinglulu 		/* Kick off */
228*91f16700Schasinglulu 		mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_STATUS_REG, 0);
229*91f16700Schasinglulu 		if (bytes == 0 && (flag & SPI_XFER_END))
230*91f16700Schasinglulu 			mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_SPCR2_REG, MSPI_SPE);
231*91f16700Schasinglulu 		else
232*91f16700Schasinglulu 			mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_SPCR2_REG,
233*91f16700Schasinglulu 				      MSPI_SPE | MSPI_CONT_AFTER_CMD);
234*91f16700Schasinglulu 
235*91f16700Schasinglulu 		/* Wait for completion */
236*91f16700Schasinglulu 		retry = QSPI_RETRY_COUNT_US_MAX;
237*91f16700Schasinglulu 		do {
238*91f16700Schasinglulu 			if (mmio_read_32(priv->mspi_hw + MSPI_STATUS_REG) &
239*91f16700Schasinglulu 			    MSPI_CMD_COMPLETE_MASK)
240*91f16700Schasinglulu 				break;
241*91f16700Schasinglulu 			udelay(1);
242*91f16700Schasinglulu 		} while (retry--);
243*91f16700Schasinglulu 
244*91f16700Schasinglulu 		if ((mmio_read_32(priv->mspi_hw + MSPI_STATUS_REG) &
245*91f16700Schasinglulu 		     MSPI_CMD_COMPLETE_MASK) == 0) {
246*91f16700Schasinglulu 			ERROR("SPI: Completion timeout.\n");
247*91f16700Schasinglulu 			return -1;
248*91f16700Schasinglulu 		}
249*91f16700Schasinglulu 
250*91f16700Schasinglulu 		/* Read data out */
251*91f16700Schasinglulu 		if (rx) {
252*91f16700Schasinglulu 			if (priv->mspi_16bit) {
253*91f16700Schasinglulu 				for (i = 0; i < chunk; i++) {
254*91f16700Schasinglulu 					rx[i] = mmio_read_32(priv->mspi_hw +
255*91f16700Schasinglulu 							MSPI_RXRAM_REG +
256*91f16700Schasinglulu 						       (i << 2))
257*91f16700Schasinglulu 						& 0xff;
258*91f16700Schasinglulu 				}
259*91f16700Schasinglulu 			} else {
260*91f16700Schasinglulu 				for (i = 0; i < chunk; i++) {
261*91f16700Schasinglulu 					rx[i] = mmio_read_32(priv->mspi_hw +
262*91f16700Schasinglulu 						       MSPI_RXRAM_REG +
263*91f16700Schasinglulu 						       (((i << 1) + 1) << 2))
264*91f16700Schasinglulu 						& 0xff;
265*91f16700Schasinglulu 				}
266*91f16700Schasinglulu 			}
267*91f16700Schasinglulu 			rx += chunk;
268*91f16700Schasinglulu 		}
269*91f16700Schasinglulu 	}
270*91f16700Schasinglulu 
271*91f16700Schasinglulu 	return 0;
272*91f16700Schasinglulu }
273*91f16700Schasinglulu 
274*91f16700Schasinglulu int iproc_qspi_xfer(uint32_t bitlen,
275*91f16700Schasinglulu 		    const void *dout, void *din, unsigned long flags)
276*91f16700Schasinglulu {
277*91f16700Schasinglulu 	struct bcmspi_priv *priv;
278*91f16700Schasinglulu 	const uint8_t *tx = dout;
279*91f16700Schasinglulu 	uint8_t *rx = din;
280*91f16700Schasinglulu 	uint32_t bytes = bitlen / 8;
281*91f16700Schasinglulu 	int ret = 0;
282*91f16700Schasinglulu 
283*91f16700Schasinglulu 	priv = &spi_cfg;
284*91f16700Schasinglulu 
285*91f16700Schasinglulu 	if (priv->state == QSPI_STATE_DISABLED) {
286*91f16700Schasinglulu 		ERROR("QSPI: state disabled\n");
287*91f16700Schasinglulu 		return -1;
288*91f16700Schasinglulu 	}
289*91f16700Schasinglulu 
290*91f16700Schasinglulu 	/* we can only do 8 bit transfers */
291*91f16700Schasinglulu 	if (bitlen % 8) {
292*91f16700Schasinglulu 		ERROR("QSPI: Only support 8 bit transfers (requested %d)\n",
293*91f16700Schasinglulu 			bitlen);
294*91f16700Schasinglulu 		return -1;
295*91f16700Schasinglulu 	}
296*91f16700Schasinglulu 
297*91f16700Schasinglulu 	/* MSPI: Enable write lock at the beginning */
298*91f16700Schasinglulu 	if (flags & SPI_XFER_BEGIN) {
299*91f16700Schasinglulu 		/* Switch to MSPI if not yet */
300*91f16700Schasinglulu 		if (bcmspi_disable_bspi(priv) != 0) {
301*91f16700Schasinglulu 			ERROR("QSPI: Switch to MSPI failed\n");
302*91f16700Schasinglulu 			return -1;
303*91f16700Schasinglulu 		}
304*91f16700Schasinglulu 
305*91f16700Schasinglulu 		mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_WRITE_LOCK_REG, 1);
306*91f16700Schasinglulu 	}
307*91f16700Schasinglulu 
308*91f16700Schasinglulu 	/* MSPI: Transfer it */
309*91f16700Schasinglulu 	if (bytes)
310*91f16700Schasinglulu 		ret = mspi_xfer(priv, bytes, tx, rx, flags);
311*91f16700Schasinglulu 
312*91f16700Schasinglulu 	/* MSPI: Disable write lock if it's done */
313*91f16700Schasinglulu 	if (flags & SPI_XFER_END)
314*91f16700Schasinglulu 		mmio_write_32(priv->mspi_hw + MSPI_WRITE_LOCK_REG, 0);
315*91f16700Schasinglulu 
316*91f16700Schasinglulu 	return ret;
317*91f16700Schasinglulu }
318