drivers/spi/zynq_spi.c

   1 /*
   2  * (C) Copyright 2013 Inc.
   3  * (C) Copyright 2015 Jagan Teki <jteki@openedev.com>
   4  *
   5  * Xilinx Zynq PS SPI controller driver (master mode only)
   6  *
   7  * SPDX-License-Identifier:     GPL-2.0+
   8  */
   9
  10 #include <config.h>
  11 #include <common.h>
  12 #include <dm.h>
  13 #include <errno.h>
  14 #include <malloc.h>
  15 #include <spi.h>
  16 #include <fdtdec.h>
  17 #include <asm/io.h>
  18 #include <asm/arch/hardware.h>
  19
  20 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
  21
  22 /* zynq spi register bit masks ZYNQ_SPI_<REG>_<BIT>_MASK */
  23 #define ZYNQ_SPI_CR_MSA_MASK            (1 << 15)       /* Manual start enb */
  24 #define ZYNQ_SPI_CR_MCS_MASK            (1 << 14)       /* Manual chip select */
  25 #define ZYNQ_SPI_CR_CS_MASK             (0xF << 10)     /* Chip select */
  26 #define ZYNQ_SPI_CR_BRD_MASK            (0x7 << 3)      /* Baud rate div */
  27 #define ZYNQ_SPI_CR_CPHA_MASK           (1 << 2)        /* Clock phase */
  28 #define ZYNQ_SPI_CR_CPOL_MASK           (1 << 1)        /* Clock polarity */
  29 #define ZYNQ_SPI_CR_MSTREN_MASK         (1 << 0)        /* Mode select */
  30 #define ZYNQ_SPI_IXR_RXNEMPTY_MASK      (1 << 4)        /* RX_FIFO_not_empty */
  31 #define ZYNQ_SPI_IXR_TXOW_MASK          (1 << 2)        /* TX_FIFO_not_full */
  32 #define ZYNQ_SPI_IXR_ALL_MASK           0x7F            /* All IXR bits */
  33 #define ZYNQ_SPI_ENR_SPI_EN_MASK        (1 << 0)        /* SPI Enable */
  34
  35 #define ZYNQ_SPI_FIFO_DEPTH             128
  36 #ifndef CONFIG_SYS_ZYNQ_SPI_WAIT
  37 #define CONFIG_SYS_ZYNQ_SPI_WAIT        (CONFIG_SYS_HZ/100)     /* 10 ms */
  38 #endif
  39
  40 /* zynq spi register set */
  41 struct zynq_spi_regs {
  42         u32 cr;         /* 0x00 */
  43         u32 isr;        /* 0x04 */
  44         u32 ier;        /* 0x08 */
  45         u32 idr;        /* 0x0C */
  46         u32 imr;        /* 0x10 */
  47         u32 enr;        /* 0x14 */
  48         u32 dr;         /* 0x18 */
  49         u32 txdr;       /* 0x1C */
  50         u32 rxdr;       /* 0x20 */
  51 };
  52
  53
  54 /* zynq spi platform data */
  55 struct zynq_spi_platdata {
  56         struct zynq_spi_regs *regs;
  57         u32 frequency;          /* input frequency */
  58         u32 speed_hz;
  59 };
  60
  61 /* zynq spi priv */
  62 struct zynq_spi_priv {
  63         struct zynq_spi_regs *regs;
  64         u8 mode;
  65         u8 fifo_depth;
  66         u32 freq;               /* required frequency */
  67 };
  68
  69 static int zynq_spi_ofdata_to_platdata(struct udevice *bus)
  70 {
  71         struct zynq_spi_platdata *plat = bus->platdata;
  72         const void *blob = gd->fdt_blob;
  73         int node = bus->of_offset;
  74
  75         plat->regs = (struct zynq_spi_regs *)fdtdec_get_addr(blob, node, "reg");
  76
  77         /* FIXME: Use 250MHz as a suitable default */
  78         plat->frequency = fdtdec_get_int(blob, node, "spi-max-frequency",
  79                                         250000000);
  80         plat->speed_hz = plat->frequency / 2;
  81
  82         debug("%s: regs=%p max-frequency=%d\n", __func__,
  83               plat->regs, plat->frequency);
  84
  85         return 0;
  86 }
  87
  88 static void zynq_spi_init_hw(struct zynq_spi_priv *priv)
  89 {
  90         struct zynq_spi_regs *regs = priv->regs;
  91         u32 confr;
  92
  93         /* Disable SPI */
  94         writel(~ZYNQ_SPI_ENR_SPI_EN_MASK, &regs->enr);
  95
  96         /* Disable Interrupts */
  97         writel(ZYNQ_SPI_IXR_ALL_MASK, &regs->idr);
  98
  99         /* Clear RX FIFO */
 100         while (readl(&regs->isr) &
 101                         ZYNQ_SPI_IXR_RXNEMPTY_MASK)
 102                 readl(&regs->rxdr);
 103
 104         /* Clear Interrupts */
 105         writel(ZYNQ_SPI_IXR_ALL_MASK, &regs->isr);
 106
 107         /* Manual slave select and Auto start */
 108         confr = ZYNQ_SPI_CR_MCS_MASK | ZYNQ_SPI_CR_CS_MASK |
 109                 ZYNQ_SPI_CR_MSTREN_MASK;
 110         confr &= ~ZYNQ_SPI_CR_MSA_MASK;
 111         writel(confr, &regs->cr);
 112
 113         /* Enable SPI */
 114         writel(ZYNQ_SPI_ENR_SPI_EN_MASK, &regs->enr);
 115 }
 116
 117 static int zynq_spi_probe(struct udevice *bus)
 118 {
 119         struct zynq_spi_platdata *plat = dev_get_platdata(bus);
 120         struct zynq_spi_priv *priv = dev_get_priv(bus);
 121
 122         priv->regs = plat->regs;
 123         priv->fifo_depth = ZYNQ_SPI_FIFO_DEPTH;
 124
 125         /* init the zynq spi hw */
 126         zynq_spi_init_hw(priv);
 127
 128         return 0;
 129 }
 130
 131 static void spi_cs_activate(struct udevice *dev, uint cs)
 132 {
 133         struct udevice *bus = dev->parent;
 134         struct zynq_spi_priv *priv = dev_get_priv(bus);
 135         struct zynq_spi_regs *regs = priv->regs;
 136         u32 cr;
 137
 138         clrbits_le32(&regs->cr, ZYNQ_SPI_CR_CS_MASK);
 139         cr = readl(&regs->cr);
 140         /*
 141          * CS cal logic: CS[13:10]
 142          * xxx0 - cs0
 143          * xx01 - cs1
 144          * x011 - cs2
 145          */
 146         cr |= (~(0x1 << cs) << 10) & ZYNQ_SPI_CR_CS_MASK;
 147         writel(cr, &regs->cr);
 148 }
 149
 150 static void spi_cs_deactivate(struct udevice *dev)
 151 {
 152         struct udevice *bus = dev->parent;
 153         struct zynq_spi_priv *priv = dev_get_priv(bus);
 154         struct zynq_spi_regs *regs = priv->regs;
 155
 156         setbits_le32(&regs->cr, ZYNQ_SPI_CR_CS_MASK);
 157 }
 158
 159 static int zynq_spi_claim_bus(struct udevice *dev)
 160 {
 161         struct udevice *bus = dev->parent;
 162         struct zynq_spi_priv *priv = dev_get_priv(bus);
 163         struct zynq_spi_regs *regs = priv->regs;
 164
 165         writel(ZYNQ_SPI_ENR_SPI_EN_MASK, &regs->enr);
 166
 167         return 0;
 168 }
 169
 170 static int zynq_spi_release_bus(struct udevice *dev)
 171 {
 172         struct udevice *bus = dev->parent;
 173         struct zynq_spi_priv *priv = dev_get_priv(bus);
 174         struct zynq_spi_regs *regs = priv->regs;
 175
 176         writel(~ZYNQ_SPI_ENR_SPI_EN_MASK, &regs->enr);
 177
 178         return 0;
 179 }
 180
 181 static int zynq_spi_xfer(struct udevice *dev, unsigned int bitlen,
 182                             const void *dout, void *din, unsigned long flags)
 183 {
 184         struct udevice *bus = dev->parent;
 185         struct zynq_spi_priv *priv = dev_get_priv(bus);
 186         struct zynq_spi_regs *regs = priv->regs;
 187         struct dm_spi_slave_platdata *slave_plat = dev_get_parent_platdata(dev);
 188         u32 len = bitlen / 8;
 189         u32 tx_len = len, rx_len = len, tx_tvl;
 190         const u8 *tx_buf = dout;
 191         u8 *rx_buf = din, buf;
 192         u32 ts, status;
 193
 194         debug("spi_xfer: bus:%i cs:%i bitlen:%i len:%i flags:%lx\n",
 195               bus->seq, slave_plat->cs, bitlen, len, flags);
 196
 197         if (bitlen % 8) {
 198                 debug("spi_xfer: Non byte aligned SPI transfer\n");
 199                 return -1;
 200         }
 201
 202         if (flags & SPI_XFER_BEGIN)
 203                 spi_cs_activate(dev, slave_plat->cs);
 204
 205         while (rx_len > 0) {
 206                 /* Write the data into TX FIFO - tx threshold is fifo_depth */
 207                 tx_tvl = 0;
 208                 while ((tx_tvl < priv->fifo_depth) && tx_len) {
 209                         if (tx_buf)
 210                                 buf = *tx_buf++;
 211                         else
 212                                 buf = 0;
 213                         writel(buf, &regs->txdr);
 214                         tx_len--;
 215                         tx_tvl++;
 216                 }
 217
 218                 /* Check TX FIFO completion */
 219                 ts = get_timer(0);
 220                 status = readl(&regs->isr);
 221                 while (!(status & ZYNQ_SPI_IXR_TXOW_MASK)) {
 222                         if (get_timer(ts) > CONFIG_SYS_ZYNQ_SPI_WAIT) {
 223                                 printf("spi_xfer: Timeout! TX FIFO not full\n");
 224                                 return -1;
 225                         }
 226                         status = readl(&regs->isr);
 227                 }
 228
 229                 /* Read the data from RX FIFO */
 230                 status = readl(&regs->isr);
 231                 while (status & ZYNQ_SPI_IXR_RXNEMPTY_MASK) {
 232                         buf = readl(&regs->rxdr);
 233                         if (rx_buf)
 234                                 *rx_buf++ = buf;
 235                         status = readl(&regs->isr);
 236                         rx_len--;
 237                 }
 238         }
 239
 240         if (flags & SPI_XFER_END)
 241                 spi_cs_deactivate(dev);
 242
 243         return 0;
 244 }
 245
 246 static int zynq_spi_set_speed(struct udevice *bus, uint speed)
 247 {
 248         struct zynq_spi_platdata *plat = bus->platdata;
 249         struct zynq_spi_priv *priv = dev_get_priv(bus);
 250         struct zynq_spi_regs *regs = priv->regs;
 251         uint32_t confr;
 252         u8 baud_rate_val = 0;
 253
 254         if (speed > plat->frequency)
 255                 speed = plat->frequency;
 256
 257         /* Set the clock frequency */
 258         confr = readl(&regs->cr);
 259         if (speed == 0) {
 260                 /* Set baudrate x8, if the freq is 0 */
 261                 baud_rate_val = 0x2;
 262         } else if (plat->speed_hz != speed) {
 263                 while ((baud_rate_val < 8) &&
 264                                 ((plat->frequency /
 265                                 (2 << baud_rate_val)) > speed))
 266                         baud_rate_val++;
 267                 plat->speed_hz = speed / (2 << baud_rate_val);
 268         }
 269         confr &= ~ZYNQ_SPI_CR_BRD_MASK;
 270         confr |= (baud_rate_val << 3);
 271
 272         writel(confr, &regs->cr);
 273         priv->freq = speed;
 274
 275         debug("zynq_spi_set_speed: regs=%p, mode=%d\n", priv->regs, priv->freq);
 276
 277         return 0;
 278 }
 279
 280 static int zynq_spi_set_mode(struct udevice *bus, uint mode)
 281 {
 282         struct zynq_spi_priv *priv = dev_get_priv(bus);
 283         struct zynq_spi_regs *regs = priv->regs;
 284         uint32_t confr;
 285
 286         /* Set the SPI Clock phase and polarities */
 287         confr = readl(&regs->cr);
 288         confr &= ~(ZYNQ_SPI_CR_CPHA_MASK | ZYNQ_SPI_CR_CPOL_MASK);
 289
 290         if (priv->mode & SPI_CPHA)
 291                 confr |= ZYNQ_SPI_CR_CPHA_MASK;
 292         if (priv->mode & SPI_CPOL)
 293                 confr |= ZYNQ_SPI_CR_CPOL_MASK;
 294
 295         writel(confr, &regs->cr);
 296         priv->mode = mode;
 297
 298         debug("zynq_spi_set_mode: regs=%p, mode=%d\n", priv->regs, priv->mode);
 299
 300         return 0;
 301 }
 302
 303 static const struct dm_spi_ops zynq_spi_ops = {
 304         .claim_bus      = zynq_spi_claim_bus,
 305         .release_bus    = zynq_spi_release_bus,
 306         .xfer           = zynq_spi_xfer,
 307         .set_speed      = zynq_spi_set_speed,
 308         .set_mode       = zynq_spi_set_mode,
 309 };
 310
 311 static const struct udevice_id zynq_spi_ids[] = {
 312         { .compatible = "xlnx,zynq-spi-r1p6" },
 313         { }
 314 };
 315
 316 U_BOOT_DRIVER(zynq_spi) = {
 317         .name   = "zynq_spi",
 318         .id     = UCLASS_SPI,
 319         .of_match = zynq_spi_ids,
 320         .ops    = &zynq_spi_ops,
 321         .ofdata_to_platdata = zynq_spi_ofdata_to_platdata,
 322         .platdata_auto_alloc_size = sizeof(struct zynq_spi_platdata),
 323         .priv_auto_alloc_size = sizeof(struct zynq_spi_priv),
 324         .probe  = zynq_spi_probe,
 325 };