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pci: intel: Add Intel FPGA PCIe controller driver
authorLey Foon Tan <ley.foon.tan@intel.com>
Fri, 20 Apr 2018 13:55:45 +0000 (21:55 +0800)
committerTom Rini <trini@konsulko.com>
Tue, 8 May 2018 13:07:35 +0000 (09:07 -0400)
Add PCIe driver for Intel FPGA PCIe IP. This driver operates the PCIe IP in
rootport mode only, the EP mode is not supported. The driver is tested
with the Intel e1000e NIC driver.

Signed-off-by: Ley Foon Tan <ley.foon.tan@intel.com>
drivers/pci/Kconfig
drivers/pci/Makefile
drivers/pci/pcie_intel_fpga.c [new file with mode: 0644]

index c20a0cc06077833a1db854f473ae32c206df9fe6..f59803dbd650589ab8dd8a422e530cea98a4b88b 100644 (file)
@@ -105,4 +105,11 @@ config PCIE_LAYERSCAPE
          PCIe controllers. The PCIe may works in RC or EP mode according to
          RCW[HOST_AGT_PEX] setting.
 
+config PCIE_INTEL_FPGA
+       bool "Intel FPGA PCIe support"
+       depends on DM_PCI
+       help
+         Say Y here if you want to enable PCIe controller support on Intel
+         FPGA, example Stratix 10.
+
 endif
index 72c09f4af802747615985a478fe1110ded77a232..4923641895948e16cd9901981c9dcf910a31e97b 100644 (file)
@@ -33,3 +33,4 @@ obj-$(CONFIG_PCIE_DW_MVEBU) += pcie_dw_mvebu.o
 obj-$(CONFIG_PCIE_LAYERSCAPE) += pcie_layerscape.o
 obj-$(CONFIG_PCIE_LAYERSCAPE) += pcie_layerscape_fixup.o
 obj-$(CONFIG_PCI_XILINX) += pcie_xilinx.o
+obj-$(CONFIG_PCIE_INTEL_FPGA) += pcie_intel_fpga.o
diff --git a/drivers/pci/pcie_intel_fpga.c b/drivers/pci/pcie_intel_fpga.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..3cdf05b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,430 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
+/*
+ * Intel FPGA PCIe host controller driver
+ *
+ * Copyright (C) 2013-2018 Intel Corporation. All rights reserved
+ *
+ */
+
+#include <common.h>
+#include <dm.h>
+#include <pci.h>
+#include <asm/io.h>
+
+#define RP_TX_REG0                     0x2000
+#define RP_TX_CNTRL                    0x2004
+#define RP_TX_SOP                      BIT(0)
+#define RP_TX_EOP                      BIT(1)
+#define RP_RXCPL_STATUS                        0x200C
+#define RP_RXCPL_SOP                   BIT(0)
+#define RP_RXCPL_EOP                   BIT(1)
+#define RP_RXCPL_REG                   0x2008
+#define P2A_INT_STATUS                 0x3060
+#define P2A_INT_STS_ALL                        0xf
+#define P2A_INT_ENABLE                 0x3070
+#define RP_CAP_OFFSET                  0x70
+
+/* TLP configuration type 0 and 1 */
+#define TLP_FMTTYPE_CFGRD0             0x04    /* Configuration Read Type 0 */
+#define TLP_FMTTYPE_CFGWR0             0x44    /* Configuration Write Type 0 */
+#define TLP_FMTTYPE_CFGRD1             0x05    /* Configuration Read Type 1 */
+#define TLP_FMTTYPE_CFGWR1             0x45    /* Configuration Write Type 1 */
+#define TLP_PAYLOAD_SIZE               0x01
+#define TLP_READ_TAG                   0x1d
+#define TLP_WRITE_TAG                  0x10
+#define RP_DEVFN                       0
+
+#define RP_CFG_ADDR(pcie, reg)                                         \
+               ((pcie->hip_base) + (reg) + (1 << 20))
+#define TLP_REQ_ID(bus, devfn)         (((bus) << 8) | (devfn))
+
+#define TLP_CFGRD_DW0(pcie, bus)                                       \
+       ((((bus != pcie->first_busno) ? TLP_FMTTYPE_CFGRD0              \
+                                     : TLP_FMTTYPE_CFGRD1) << 24) |    \
+                                       TLP_PAYLOAD_SIZE)
+
+#define TLP_CFGWR_DW0(pcie, bus)                                       \
+       ((((bus != pcie->first_busno) ? TLP_FMTTYPE_CFGWR0              \
+                                     : TLP_FMTTYPE_CFGWR1) << 24) |    \
+                                       TLP_PAYLOAD_SIZE)
+
+#define TLP_CFG_DW1(pcie, tag, be)                                     \
+       (((TLP_REQ_ID(pcie->first_busno,  RP_DEVFN)) << 16) | (tag << 8) | (be))
+#define TLP_CFG_DW2(bus, dev, fn, offset)                              \
+       (((bus) << 24) | ((dev) << 19) | ((fn) << 16) | (offset))
+
+#define TLP_COMP_STATUS(s)             (((s) >> 13) & 7)
+#define TLP_BYTE_COUNT(s)              (((s) >> 0) & 0xfff)
+#define TLP_HDR_SIZE                   3
+#define TLP_LOOP                       500
+#define DWORD_MASK                     3
+
+#define IS_ROOT_PORT(pcie, bdf)                                \
+               ((PCI_BUS(bdf) == pcie->first_busno) ? true : false)
+
+#define PCI_EXP_LNKSTA         18      /* Link Status */
+#define PCI_EXP_LNKSTA_DLLLA   0x2000  /* Data Link Layer Link Active */
+
+/**
+ * struct intel_fpga_pcie - Intel FPGA PCIe controller state
+ * @bus: Pointer to the PCI bus
+ * @cra_base: The base address of CRA register space
+ * @hip_base: The base address of Rootport configuration space
+ * @first_busno: This driver supports multiple PCIe controllers.
+ *               first_busno stores the bus number of the PCIe root-port
+ *               number which may vary depending on the PCIe setup.
+ */
+struct intel_fpga_pcie {
+       struct udevice *bus;
+       void __iomem *cra_base;
+       void __iomem *hip_base;
+       int first_busno;
+};
+
+/**
+ * Intel FPGA PCIe port uses BAR0 of RC's configuration space as the
+ * translation from PCI bus to native BUS. Entire DDR region is mapped
+ * into PCIe space using these registers, so it can be reached by DMA from
+ * EP devices.
+ * The BAR0 of bridge should be hidden during enumeration to avoid the
+ * sizing and resource allocation by PCIe core.
+ */
+static bool intel_fpga_pcie_hide_rc_bar(struct intel_fpga_pcie *pcie,
+                                       pci_dev_t bdf, int offset)
+{
+       if (IS_ROOT_PORT(pcie, bdf) && PCI_DEV(bdf) == 0 &&
+           PCI_FUNC(bdf) == 0 && offset == PCI_BASE_ADDRESS_0)
+               return true;
+
+       return false;
+}
+
+static inline void cra_writel(struct intel_fpga_pcie *pcie, const u32 value,
+                             const u32 reg)
+{
+       writel(value, pcie->cra_base + reg);
+}
+
+static inline u32 cra_readl(struct intel_fpga_pcie *pcie, const u32 reg)
+{
+       return readl(pcie->cra_base + reg);
+}
+
+static bool intel_fpga_pcie_link_up(struct intel_fpga_pcie *pcie)
+{
+       return !!(readw(RP_CFG_ADDR(pcie, RP_CAP_OFFSET + PCI_EXP_LNKSTA))
+                       & PCI_EXP_LNKSTA_DLLLA);
+}
+
+static bool intel_fpga_pcie_addr_valid(struct intel_fpga_pcie *pcie,
+                                      pci_dev_t bdf)
+{
+       /* If there is no link, then there is no device */
+       if (!IS_ROOT_PORT(pcie, bdf) && !intel_fpga_pcie_link_up(pcie))
+               return false;
+
+       /* access only one slot on each root port */
+       if (IS_ROOT_PORT(pcie, bdf) && PCI_DEV(bdf) > 0)
+               return false;
+
+       if ((PCI_BUS(bdf) == pcie->first_busno + 1) && PCI_DEV(bdf) > 0)
+               return false;
+
+       return true;
+}
+
+static void tlp_write_tx(struct intel_fpga_pcie *pcie, u32 reg0, u32 ctrl)
+{
+       cra_writel(pcie, reg0, RP_TX_REG0);
+       cra_writel(pcie, ctrl, RP_TX_CNTRL);
+}
+
+static int tlp_read_packet(struct intel_fpga_pcie *pcie, u32 *value)
+{
+       int i;
+       u32 ctrl;
+       u32 comp_status;
+       u32 dw[4];
+       u32 count = 0;
+
+       for (i = 0; i < TLP_LOOP; i++) {
+               ctrl = cra_readl(pcie, RP_RXCPL_STATUS);
+               if (!(ctrl & RP_RXCPL_SOP))
+                       continue;
+
+               /* read first DW */
+               dw[count++] = cra_readl(pcie, RP_RXCPL_REG);
+
+               /* Poll for EOP */
+               for (i = 0; i < TLP_LOOP; i++) {
+                       ctrl = cra_readl(pcie, RP_RXCPL_STATUS);
+                       dw[count++] = cra_readl(pcie, RP_RXCPL_REG);
+                       if (ctrl & RP_RXCPL_EOP) {
+                               comp_status = TLP_COMP_STATUS(dw[1]);
+                               if (comp_status)
+                                       return -EFAULT;
+
+                               if (value &&
+                                   TLP_BYTE_COUNT(dw[1]) == sizeof(u32) &&
+                                   count >= 3)
+                                       *value = dw[3];
+
+                               return 0;
+                       }
+               }
+
+               udelay(5);
+       }
+
+       dev_err(pcie->dev, "read TLP packet timed out\n");
+       return -ENODEV;
+}
+
+static void tlp_write_packet(struct intel_fpga_pcie *pcie, u32 *headers,
+                            u32 data)
+{
+       tlp_write_tx(pcie, headers[0], RP_TX_SOP);
+
+       tlp_write_tx(pcie, headers[1], 0);
+
+       tlp_write_tx(pcie, headers[2], 0);
+
+       tlp_write_tx(pcie, data, RP_TX_EOP);
+}
+
+static int tlp_cfg_dword_read(struct intel_fpga_pcie *pcie, pci_dev_t bdf,
+                             int offset, u8 byte_en, u32 *value)
+{
+       u32 headers[TLP_HDR_SIZE];
+       u8 busno = PCI_BUS(bdf);
+
+       headers[0] = TLP_CFGRD_DW0(pcie, busno);
+       headers[1] = TLP_CFG_DW1(pcie, TLP_READ_TAG, byte_en);
+       headers[2] = TLP_CFG_DW2(busno, PCI_DEV(bdf), PCI_FUNC(bdf), offset);
+
+       tlp_write_packet(pcie, headers, 0);
+
+       return tlp_read_packet(pcie, value);
+}
+
+static int tlp_cfg_dword_write(struct intel_fpga_pcie *pcie, pci_dev_t bdf,
+                              int offset, u8 byte_en, u32 value)
+{
+       u32 headers[TLP_HDR_SIZE];
+       u8 busno = PCI_BUS(bdf);
+
+       headers[0] = TLP_CFGWR_DW0(pcie, busno);
+       headers[1] = TLP_CFG_DW1(pcie, TLP_WRITE_TAG, byte_en);
+       headers[2] = TLP_CFG_DW2(busno, PCI_DEV(bdf), PCI_FUNC(bdf), offset);
+
+       tlp_write_packet(pcie, headers, value);
+
+       return tlp_read_packet(pcie, NULL);
+}
+
+int intel_fpga_rp_conf_addr(struct udevice *bus, pci_dev_t bdf,
+                           uint offset, void **paddress)
+{
+       struct intel_fpga_pcie *pcie = dev_get_priv(bus);
+
+       *paddress = RP_CFG_ADDR(pcie, offset);
+
+       return 0;
+}
+
+static int intel_fpga_pcie_rp_rd_conf(struct udevice *bus, pci_dev_t bdf,
+                                     uint offset, ulong *valuep,
+                                     enum pci_size_t size)
+{
+       return pci_generic_mmap_read_config(bus, intel_fpga_rp_conf_addr,
+                                           bdf, offset, valuep, size);
+}
+
+static int intel_fpga_pcie_rp_wr_conf(struct udevice *bus, pci_dev_t bdf,
+                                     uint offset, ulong value,
+                                     enum pci_size_t size)
+{
+       int ret;
+       struct intel_fpga_pcie *pcie = dev_get_priv(bus);
+
+       ret = pci_generic_mmap_write_config(bus, intel_fpga_rp_conf_addr,
+                                           bdf, offset, value, size);
+       if (!ret) {
+               /* Monitor changes to PCI_PRIMARY_BUS register on root port
+                * and update local copy of root bus number accordingly.
+                */
+               if (offset == PCI_PRIMARY_BUS)
+                       pcie->first_busno = (u8)(value);
+       }
+
+       return ret;
+}
+
+static u8 pcie_get_byte_en(uint offset, enum pci_size_t size)
+{
+       switch (size) {
+       case PCI_SIZE_8:
+               return 1 << (offset & 3);
+       case PCI_SIZE_16:
+               return 3 << (offset & 3);
+       default:
+               return 0xf;
+       }
+}
+
+static int _pcie_intel_fpga_read_config(struct intel_fpga_pcie *pcie,
+                                       pci_dev_t bdf, uint offset,
+                                       ulong *valuep, enum pci_size_t size)
+{
+       int ret;
+       u32 data;
+       u8 byte_en;
+
+       /* Uses memory mapped method to read rootport config registers */
+       if (IS_ROOT_PORT(pcie, bdf))
+               return intel_fpga_pcie_rp_rd_conf(pcie->bus, bdf,
+                                      offset, valuep, size);
+
+       byte_en = pcie_get_byte_en(offset, size);
+       ret = tlp_cfg_dword_read(pcie, bdf, offset & ~DWORD_MASK,
+                                byte_en, &data);
+       if (ret)
+               return ret;
+
+       dev_dbg(pcie->dev, "(addr,size,val)=(0x%04x, %d, 0x%08x)\n",
+               offset, size, data);
+       *valuep = pci_conv_32_to_size(data, offset, size);
+
+       return 0;
+}
+
+static int _pcie_intel_fpga_write_config(struct intel_fpga_pcie *pcie,
+                                        pci_dev_t bdf, uint offset,
+                                        ulong value, enum pci_size_t size)
+{
+       u32 data;
+       u8 byte_en;
+
+       dev_dbg(pcie->dev, "PCIE CFG write: (b.d.f)=(%02d.%02d.%02d)\n",
+               PCI_BUS(bdf), PCI_DEV(bdf), PCI_FUNC(bdf));
+       dev_dbg(pcie->dev, "(addr,size,val)=(0x%04x, %d, 0x%08lx)\n",
+               offset, size, value);
+
+       /* Uses memory mapped method to read rootport config registers */
+       if (IS_ROOT_PORT(pcie, bdf))
+               return intel_fpga_pcie_rp_wr_conf(pcie->bus, bdf, offset,
+                                                 value, size);
+
+       byte_en = pcie_get_byte_en(offset, size);
+       data = pci_conv_size_to_32(0, value, offset, size);
+
+       return tlp_cfg_dword_write(pcie, bdf, offset & ~DWORD_MASK,
+                                  byte_en, data);
+}
+
+static int pcie_intel_fpga_read_config(struct udevice *bus, pci_dev_t bdf,
+                                      uint offset, ulong *valuep,
+                                      enum pci_size_t size)
+{
+       struct intel_fpga_pcie *pcie = dev_get_priv(bus);
+
+       dev_dbg(pcie->dev, "PCIE CFG read:  (b.d.f)=(%02d.%02d.%02d)\n",
+               PCI_BUS(bdf), PCI_DEV(bdf), PCI_FUNC(bdf));
+
+       if (intel_fpga_pcie_hide_rc_bar(pcie, bdf, offset)) {
+               *valuep = (u32)pci_get_ff(size);
+               return 0;
+       }
+
+       if (!intel_fpga_pcie_addr_valid(pcie, bdf)) {
+               *valuep = (u32)pci_get_ff(size);
+               return 0;
+       }
+
+       return _pcie_intel_fpga_read_config(pcie, bdf, offset, valuep, size);
+}
+
+static int pcie_intel_fpga_write_config(struct udevice *bus, pci_dev_t bdf,
+                                       uint offset, ulong value,
+                                       enum pci_size_t size)
+{
+       struct intel_fpga_pcie *pcie = dev_get_priv(bus);
+
+       if (intel_fpga_pcie_hide_rc_bar(pcie, bdf, offset))
+               return 0;
+
+       if (!intel_fpga_pcie_addr_valid(pcie, bdf))
+               return 0;
+
+       return _pcie_intel_fpga_write_config(pcie, bdf, offset, value,
+                                         size);
+}
+
+static int pcie_intel_fpga_probe(struct udevice *dev)
+{
+       struct intel_fpga_pcie *pcie = dev_get_priv(dev);
+
+       pcie->bus = pci_get_controller(dev);
+       pcie->first_busno = dev->seq;
+
+       /* clear all interrupts */
+       cra_writel(pcie, P2A_INT_STS_ALL, P2A_INT_STATUS);
+       /* disable all interrupts */
+       cra_writel(pcie, 0, P2A_INT_ENABLE);
+
+       return 0;
+}
+
+static int pcie_intel_fpga_ofdata_to_platdata(struct udevice *dev)
+{
+       struct intel_fpga_pcie *pcie = dev_get_priv(dev);
+       struct fdt_resource reg_res;
+       int node = dev_of_offset(dev);
+       int ret;
+
+       DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
+
+       ret = fdt_get_named_resource(gd->fdt_blob, node, "reg", "reg-names",
+                                    "Cra", &reg_res);
+       if (ret) {
+               dev_err(dev, "resource \"Cra\" not found\n");
+               return ret;
+       }
+
+       pcie->cra_base = map_physmem(reg_res.start,
+                                    fdt_resource_size(&reg_res),
+                                    MAP_NOCACHE);
+
+       ret = fdt_get_named_resource(gd->fdt_blob, node, "reg", "reg-names",
+                                    "Hip", &reg_res);
+       if (ret) {
+               dev_err(dev, "resource \"Hip\" not found\n");
+               return ret;
+       }
+
+       pcie->hip_base = map_physmem(reg_res.start,
+                                    fdt_resource_size(&reg_res),
+                                    MAP_NOCACHE);
+
+       return 0;
+}
+
+static const struct dm_pci_ops pcie_intel_fpga_ops = {
+       .read_config    = pcie_intel_fpga_read_config,
+       .write_config   = pcie_intel_fpga_write_config,
+};
+
+static const struct udevice_id pcie_intel_fpga_ids[] = {
+       { .compatible = "altr,pcie-root-port-2.0" },
+       {},
+};
+
+U_BOOT_DRIVER(pcie_intel_fpga) = {
+       .name                   = "pcie_intel_fpga",
+       .id                     = UCLASS_PCI,
+       .of_match               = pcie_intel_fpga_ids,
+       .ops                    = &pcie_intel_fpga_ops,
+       .ofdata_to_platdata     = pcie_intel_fpga_ofdata_to_platdata,
+       .probe                  = pcie_intel_fpga_probe,
+       .priv_auto_alloc_size   = sizeof(struct intel_fpga_pcie),
+};