sys/arm/nvidia/tegra_sdhci.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2016 Michal Meloun <mmel@FreeBSD.org>
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 #include <sys/cdefs.h>
  28 __FBSDID("$FreeBSD$");
  29
  30 /*
  31  * SDHCI driver glue for NVIDIA Tegra family
  32  *
  33  */
  34 #include <sys/param.h>
  35 #include <sys/systm.h>
  36 #include <sys/types.h>
  37 #include <sys/bus.h>
  38 #include <sys/gpio.h>
  39 #include <sys/kernel.h>
  40 #include <sys/lock.h>
  41 #include <sys/malloc.h>
  42 #include <sys/module.h>
  43 #include <sys/mutex.h>
  44 #include <sys/resource.h>
  45 #include <sys/rman.h>
  46 #include <sys/sysctl.h>
  47 #include <sys/taskqueue.h>
  48
  49 #include <machine/bus.h>
  50 #include <machine/resource.h>
  51 #include <machine/intr.h>
  52
  53 #include <dev/extres/clk/clk.h>
  54 #include <dev/extres/hwreset/hwreset.h>
  55 #include <dev/gpio/gpiobusvar.h>
  56 #include <dev/mmc/bridge.h>
  57 #include <dev/mmc/mmcbrvar.h>
  58 #include <dev/ofw/ofw_bus.h>
  59 #include <dev/ofw/ofw_bus_subr.h>
  60 #include <dev/sdhci/sdhci.h>
  61 #include <dev/sdhci/sdhci_fdt_gpio.h>
  62
  63 #include "sdhci_if.h"
  64
  65 #include "opt_mmccam.h"
  66
  67 /* Tegra SDHOST controller vendor register definitions */
  68 #define SDMMC_VENDOR_CLOCK_CNTRL                0x100
  69 #define  VENDOR_CLOCK_CNTRL_CLK_SHIFT                   8
  70 #define  VENDOR_CLOCK_CNTRL_CLK_MASK                    0xFF
  71 #define SDMMC_VENDOR_SYS_SW_CNTRL               0x104
  72 #define SDMMC_VENDOR_CAP_OVERRIDES              0x10C
  73 #define SDMMC_VENDOR_BOOT_CNTRL                 0x110
  74 #define SDMMC_VENDOR_BOOT_ACK_TIMEOUT           0x114
  75 #define SDMMC_VENDOR_BOOT_DAT_TIMEOUT           0x118
  76 #define SDMMC_VENDOR_DEBOUNCE_COUNT             0x11C
  77 #define SDMMC_VENDOR_MISC_CNTRL                 0x120
  78 #define  VENDOR_MISC_CTRL_ENABLE_SDR104                 0x8
  79 #define  VENDOR_MISC_CTRL_ENABLE_SDR50                  0x10
  80 #define  VENDOR_MISC_CTRL_ENABLE_SDHCI_SPEC_300         0x20
  81 #define  VENDOR_MISC_CTRL_ENABLE_DDR50                  0x200
  82 #define SDMMC_MAX_CURRENT_OVERRIDE              0x124
  83 #define SDMMC_MAX_CURRENT_OVERRIDE_HI           0x128
  84 #define SDMMC_VENDOR_CLK_GATE_HYSTERESIS_COUNT  0x1D0
  85 #define SDMMC_VENDOR_PHWRESET_VAL0              0x1D4
  86 #define SDMMC_VENDOR_PHWRESET_VAL1              0x1D8
  87 #define SDMMC_VENDOR_PHWRESET_VAL2              0x1DC
  88 #define SDMMC_SDMEMCOMPPADCTRL_0                0x1E0
  89 #define SDMMC_AUTO_CAL_CONFIG                   0x1E4
  90 #define SDMMC_AUTO_CAL_INTERVAL                 0x1E8
  91 #define SDMMC_AUTO_CAL_STATUS                   0x1EC
  92 #define SDMMC_SDMMC_MCCIF_FIFOCTRL              0x1F4
  93 #define SDMMC_TIMEOUT_WCOAL_SDMMC               0x1F8
  94
  95 /* Compatible devices. */
  96 static struct ofw_compat_data compat_data[] = {
  97         {"nvidia,tegra124-sdhci",       1},
  98         {NULL,                          0},
  99 };
 100
 101 struct tegra_sdhci_softc {
 102         device_t                dev;
 103         struct resource *       mem_res;
 104         struct resource *       irq_res;
 105         void *                  intr_cookie;
 106         u_int                   quirks; /* Chip specific quirks */
 107         u_int                   caps;   /* If we override SDHCI_CAPABILITIES */
 108         uint32_t                max_clk; /* Max possible freq */
 109         clk_t                   clk;
 110         hwreset_t               reset;
 111         gpio_pin_t              gpio_power;
 112         struct sdhci_fdt_gpio   *gpio;
 113
 114         int                     force_card_present;
 115         struct sdhci_slot       slot;
 116
 117 };
 118
 119 static inline uint32_t
 120 RD4(struct tegra_sdhci_softc *sc, bus_size_t off)
 121 {
 122
 123         return (bus_read_4(sc->mem_res, off));
 124 }
 125
 126 static uint8_t
 127 tegra_sdhci_read_1(device_t dev, struct sdhci_slot *slot, bus_size_t off)
 128 {
 129         struct tegra_sdhci_softc *sc;
 130
 131         sc = device_get_softc(dev);
 132         return (bus_read_1(sc->mem_res, off));
 133 }
 134
 135 static uint16_t
 136 tegra_sdhci_read_2(device_t dev, struct sdhci_slot *slot, bus_size_t off)
 137 {
 138         struct tegra_sdhci_softc *sc;
 139
 140         sc = device_get_softc(dev);
 141         return (bus_read_2(sc->mem_res, off));
 142 }
 143
 144 static uint32_t
 145 tegra_sdhci_read_4(device_t dev, struct sdhci_slot *slot, bus_size_t off)
 146 {
 147         struct tegra_sdhci_softc *sc;
 148         uint32_t val32;
 149
 150         sc = device_get_softc(dev);
 151         val32 = bus_read_4(sc->mem_res, off);
 152         /* Force the card-present state if necessary. */
 153         if (off == SDHCI_PRESENT_STATE && sc->force_card_present)
 154                 val32 |= SDHCI_CARD_PRESENT;
 155         return (val32);
 156 }
 157
 158 static void
 159 tegra_sdhci_read_multi_4(device_t dev, struct sdhci_slot *slot, bus_size_t off,
 160     uint32_t *data, bus_size_t count)
 161 {
 162         struct tegra_sdhci_softc *sc;
 163
 164         sc = device_get_softc(dev);
 165         bus_read_multi_4(sc->mem_res, off, data, count);
 166 }
 167
 168 static void
 169 tegra_sdhci_write_1(device_t dev, struct sdhci_slot *slot, bus_size_t off,
 170     uint8_t val)
 171 {
 172         struct tegra_sdhci_softc *sc;
 173
 174         sc = device_get_softc(dev);
 175         bus_write_1(sc->mem_res, off, val);
 176 }
 177
 178 static void
 179 tegra_sdhci_write_2(device_t dev, struct sdhci_slot *slot, bus_size_t off,
 180     uint16_t val)
 181 {
 182         struct tegra_sdhci_softc *sc;
 183
 184         sc = device_get_softc(dev);
 185         bus_write_2(sc->mem_res, off, val);
 186 }
 187
 188 static void
 189 tegra_sdhci_write_4(device_t dev, struct sdhci_slot *slot, bus_size_t off,
 190     uint32_t val)
 191 {
 192         struct tegra_sdhci_softc *sc;
 193
 194         sc = device_get_softc(dev);
 195         bus_write_4(sc->mem_res, off, val);
 196 }
 197
 198 static void
 199 tegra_sdhci_write_multi_4(device_t dev, struct sdhci_slot *slot, bus_size_t off,
 200     uint32_t *data, bus_size_t count)
 201 {
 202         struct tegra_sdhci_softc *sc;
 203
 204         sc = device_get_softc(dev);
 205         bus_write_multi_4(sc->mem_res, off, data, count);
 206 }
 207
 208 static void
 209 tegra_sdhci_intr(void *arg)
 210 {
 211         struct tegra_sdhci_softc *sc = arg;
 212
 213         sdhci_generic_intr(&sc->slot);
 214         RD4(sc, SDHCI_INT_STATUS);
 215 }
 216
 217 static int
 218 tegra_sdhci_get_ro(device_t brdev, device_t reqdev)
 219 {
 220         struct tegra_sdhci_softc *sc = device_get_softc(brdev);
 221
 222         return (sdhci_fdt_gpio_get_readonly(sc->gpio));
 223 }
 224
 225 static bool
 226 tegra_sdhci_get_card_present(device_t dev, struct sdhci_slot *slot)
 227 {
 228         struct tegra_sdhci_softc *sc = device_get_softc(dev);
 229
 230         return (sdhci_fdt_gpio_get_present(sc->gpio));
 231 }
 232
 233 static int
 234 tegra_sdhci_probe(device_t dev)
 235 {
 236         struct tegra_sdhci_softc *sc;
 237         phandle_t node;
 238         pcell_t cid;
 239         const struct ofw_compat_data *cd;
 240
 241         sc = device_get_softc(dev);
 242         if (!ofw_bus_status_okay(dev))
 243                 return (ENXIO);
 244
 245         if (ofw_bus_is_compatible(dev, "nvidia,tegra124-sdhci")) {
 246                 device_set_desc(dev, "Tegra SDHCI controller");
 247         } else
 248                 return (ENXIO);
 249         cd = ofw_bus_search_compatible(dev, compat_data);
 250         if (cd->ocd_data == 0)
 251                 return (ENXIO);
 252
 253         node = ofw_bus_get_node(dev);
 254
 255         /* Allow dts to patch quirks, slots, and max-frequency. */
 256         if ((OF_getencprop(node, "quirks", &cid, sizeof(cid))) > 0)
 257                 sc->quirks = cid;
 258         if ((OF_getencprop(node, "max-frequency", &cid, sizeof(cid))) > 0)
 259                 sc->max_clk = cid;
 260
 261         return (BUS_PROBE_DEFAULT);
 262 }
 263
 264 static int
 265 tegra_sdhci_attach(device_t dev)
 266 {
 267         struct tegra_sdhci_softc *sc;
 268         int rid, rv;
 269         uint64_t freq;
 270         phandle_t node, prop;
 271
 272         sc = device_get_softc(dev);
 273         sc->dev = dev;
 274         node = ofw_bus_get_node(dev);
 275
 276         rid = 0;
 277         sc->mem_res = bus_alloc_resource_any(dev, SYS_RES_MEMORY, &rid,
 278             RF_ACTIVE);
 279         if (!sc->mem_res) {
 280                 device_printf(dev, "cannot allocate memory window\n");
 281                 rv = ENXIO;
 282                 goto fail;
 283         }
 284
 285         rid = 0;
 286         sc->irq_res = bus_alloc_resource_any(dev, SYS_RES_IRQ, &rid,
 287             RF_ACTIVE);
 288         if (!sc->irq_res) {
 289                 device_printf(dev, "cannot allocate interrupt\n");
 290                 rv = ENXIO;
 291                 goto fail;
 292         }
 293
 294         if (bus_setup_intr(dev, sc->irq_res, INTR_TYPE_BIO | INTR_MPSAFE,
 295             NULL, tegra_sdhci_intr, sc, &sc->intr_cookie)) {
 296                 device_printf(dev, "cannot setup interrupt handler\n");
 297                 rv = ENXIO;
 298                 goto fail;
 299         }
 300
 301         rv = hwreset_get_by_ofw_name(sc->dev, 0, "sdhci", &sc->reset);
 302         if (rv != 0) {
 303                 device_printf(sc->dev, "Cannot get 'sdhci' reset\n");
 304                 goto fail;
 305         }
 306         rv = hwreset_deassert(sc->reset);
 307         if (rv != 0) {
 308                 device_printf(dev, "Cannot unreset 'sdhci' reset\n");
 309                 goto fail;
 310         }
 311
 312         gpio_pin_get_by_ofw_property(sc->dev, node, "power-gpios", &sc->gpio_power);
 313
 314         rv = clk_get_by_ofw_index(dev, 0, 0, &sc->clk);
 315         if (rv != 0) {
 316                 device_printf(dev, "Cannot get clock\n");
 317                 goto fail;
 318         }
 319         rv = clk_enable(sc->clk);
 320         if (rv != 0) {
 321                 device_printf(dev, "Cannot enable clock\n");
 322                 goto fail;
 323         }
 324         rv = clk_set_freq(sc->clk, 48000000, CLK_SET_ROUND_DOWN);
 325         if (rv != 0) {
 326                 device_printf(dev, "Cannot set clock\n");
 327         }
 328         rv = clk_get_freq(sc->clk, &freq);
 329         if (rv != 0) {
 330                 device_printf(dev, "Cannot get clock frequency\n");
 331                 goto fail;
 332         }
 333         if (bootverbose)
 334                 device_printf(dev, " Base MMC clock: %lld\n", freq);
 335
 336         /* Fill slot information. */
 337         sc->max_clk = (int)freq;
 338         sc->quirks |= SDHCI_QUIRK_BROKEN_TIMEOUT_VAL |
 339             SDHCI_QUIRK_DATA_TIMEOUT_USES_SDCLK |
 340             SDHCI_QUIRK_MISSING_CAPS;
 341
 342         /* Limit real slot capabilities. */
 343         sc->caps = RD4(sc, SDHCI_CAPABILITIES);
 344         if (OF_getencprop(node, "bus-width", &prop, sizeof(prop)) > 0) {
 345                 sc->caps &= ~(MMC_CAP_4_BIT_DATA | MMC_CAP_8_BIT_DATA);
 346                 switch (prop) {
 347                 case 8:
 348                         sc->caps |= MMC_CAP_8_BIT_DATA;
 349                         /* FALLTHROUGH */
 350                 case 4:
 351                         sc->caps |= MMC_CAP_4_BIT_DATA;
 352                         break;
 353                 case 1:
 354                         break;
 355                 default:
 356                         device_printf(dev, "Bad bus-width value %u\n", prop);
 357                         break;
 358                 }
 359         }
 360         if (OF_hasprop(node, "non-removable"))
 361                 sc->force_card_present = 1;
 362         /*
 363          * Clear clock field, so SDHCI driver uses supplied frequency.
 364          * in sc->slot.max_clk
 365          */
 366         sc->caps &= ~SDHCI_CLOCK_V3_BASE_MASK;
 367
 368         sc->slot.quirks = sc->quirks;
 369         sc->slot.max_clk = sc->max_clk;
 370         sc->slot.caps = sc->caps;
 371
 372         rv = sdhci_init_slot(dev, &sc->slot, 0);
 373         if (rv != 0) {
 374                 goto fail;
 375         }
 376
 377         sc->gpio = sdhci_fdt_gpio_setup(sc->dev, &sc->slot);
 378
 379         bus_generic_probe(dev);
 380         bus_generic_attach(dev);
 381
 382         sdhci_start_slot(&sc->slot);
 383
 384         return (0);
 385
 386 fail:
 387         if (sc->gpio != NULL)
 388                 sdhci_fdt_gpio_teardown(sc->gpio);
 389         if (sc->intr_cookie != NULL)
 390                 bus_teardown_intr(dev, sc->irq_res, sc->intr_cookie);
 391         if (sc->gpio_power != NULL)
 392                 gpio_pin_release(sc->gpio_power);
 393         if (sc->clk != NULL)
 394                 clk_release(sc->clk);
 395         if (sc->reset != NULL)
 396                 hwreset_release(sc->reset);
 397         if (sc->irq_res != NULL)
 398                 bus_release_resource(dev, SYS_RES_IRQ, 0, sc->irq_res);
 399         if (sc->mem_res != NULL)
 400                 bus_release_resource(dev, SYS_RES_MEMORY, 0, sc->mem_res);
 401
 402         return (rv);
 403 }
 404
 405 static int
 406 tegra_sdhci_detach(device_t dev)
 407 {
 408         struct tegra_sdhci_softc *sc = device_get_softc(dev);
 409         struct sdhci_slot *slot = &sc->slot;
 410
 411         bus_generic_detach(dev);
 412         sdhci_fdt_gpio_teardown(sc->gpio);
 413         clk_release(sc->clk);
 414         bus_teardown_intr(dev, sc->irq_res, sc->intr_cookie);
 415         bus_release_resource(dev, SYS_RES_IRQ, rman_get_rid(sc->irq_res),
 416                              sc->irq_res);
 417
 418         sdhci_cleanup_slot(slot);
 419         bus_release_resource(dev, SYS_RES_MEMORY,
 420                              rman_get_rid(sc->mem_res),
 421                              sc->mem_res);
 422         return (0);
 423 }
 424
 425 static device_method_t tegra_sdhci_methods[] = {
 426         /* Device interface */
 427         DEVMETHOD(device_probe,         tegra_sdhci_probe),
 428         DEVMETHOD(device_attach,        tegra_sdhci_attach),
 429         DEVMETHOD(device_detach,        tegra_sdhci_detach),
 430
 431         /* Bus interface */
 432         DEVMETHOD(bus_read_ivar,        sdhci_generic_read_ivar),
 433         DEVMETHOD(bus_write_ivar,       sdhci_generic_write_ivar),
 434
 435         /* MMC bridge interface */
 436         DEVMETHOD(mmcbr_update_ios,     sdhci_generic_update_ios),
 437         DEVMETHOD(mmcbr_request,        sdhci_generic_request),
 438         DEVMETHOD(mmcbr_get_ro,         tegra_sdhci_get_ro),
 439         DEVMETHOD(mmcbr_acquire_host,   sdhci_generic_acquire_host),
 440         DEVMETHOD(mmcbr_release_host,   sdhci_generic_release_host),
 441
 442         /* SDHCI registers accessors */
 443         DEVMETHOD(sdhci_read_1,         tegra_sdhci_read_1),
 444         DEVMETHOD(sdhci_read_2,         tegra_sdhci_read_2),
 445         DEVMETHOD(sdhci_read_4,         tegra_sdhci_read_4),
 446         DEVMETHOD(sdhci_read_multi_4,   tegra_sdhci_read_multi_4),
 447         DEVMETHOD(sdhci_write_1,        tegra_sdhci_write_1),
 448         DEVMETHOD(sdhci_write_2,        tegra_sdhci_write_2),
 449         DEVMETHOD(sdhci_write_4,        tegra_sdhci_write_4),
 450         DEVMETHOD(sdhci_write_multi_4,  tegra_sdhci_write_multi_4),
 451         DEVMETHOD(sdhci_get_card_present, tegra_sdhci_get_card_present),
 452
 453         DEVMETHOD_END
 454 };
 455
 456 static devclass_t tegra_sdhci_devclass;
 457 static DEFINE_CLASS_0(sdhci, tegra_sdhci_driver, tegra_sdhci_methods,
 458     sizeof(struct tegra_sdhci_softc));
 459 DRIVER_MODULE(sdhci_tegra, simplebus, tegra_sdhci_driver, tegra_sdhci_devclass,
 460     NULL, NULL);
 461 SDHCI_DEPEND(sdhci_tegra);
 462 #ifndef MMCCAM
 463 MMC_DECLARE_BRIDGE(sdhci);
 464 #endif