net: pcs: add Renesas MII converter driver
authorClément Léger <clement.leger@bootlin.com>
Fri, 24 Jun 2022 14:39:50 +0000 (16:39 +0200)
committerDavid S. Miller <davem@davemloft.net>
Mon, 27 Jun 2022 10:37:55 +0000 (11:37 +0100)
Add a PCS driver for the MII converter that is present on the Renesas
RZ/N1 SoC. This MII converter is reponsible for converting MII to
RMII/RGMII or act as a MII pass-trough. Exposing it as a PCS allows to
reuse it in both the switch driver and the stmmac driver. Currently,
this driver only allows the PCS to be used by the dual Cortex-A7
subsystem since the register locking system is not used.

Signed-off-by: Clément Léger <clement.leger@bootlin.com>
Reviewed-by: Vladimir Oltean <olteanv@gmail.com>
Reviewed-by: Florian Fainelli <f.fainelli@gmail.com>
Signed-off-by: David S. Miller <davem@davemloft.net>
drivers/net/pcs/Kconfig
drivers/net/pcs/Makefile
drivers/net/pcs/pcs-rzn1-miic.c [new file with mode: 0644]
include/linux/pcs-rzn1-miic.h [new file with mode: 0644]

index f778e5155fae2bcb2f07953b3cde4c33efca64f0..6289b7c765f13be49f4903ad3811b8d094f4725d 100644 (file)
@@ -18,4 +18,12 @@ config PCS_LYNX
          This module provides helpers to phylink for managing the Lynx PCS
          which is part of the Layerscape and QorIQ Ethernet SERDES.
 
+config PCS_RZN1_MIIC
+       tristate "Renesas RZ/N1 MII converter"
+       depends on OF && (ARCH_RZN1 || COMPILE_TEST)
+       help
+         This module provides a driver for the MII converter that is available
+         on RZ/N1 SoCs. This PCS converts MII to RMII/RGMII or can be set in
+         pass-through mode for MII.
+
 endmenu
index 0603d469bd57e92ba50cab4f1d8ff6d28468ef42..0ff5388fcdeaf8f61457fc1dbc2eee90eba34c13 100644 (file)
@@ -5,3 +5,4 @@ pcs_xpcs-$(CONFIG_PCS_XPCS)     := pcs-xpcs.o pcs-xpcs-nxp.o
 
 obj-$(CONFIG_PCS_XPCS)         += pcs_xpcs.o
 obj-$(CONFIG_PCS_LYNX)         += pcs-lynx.o
+obj-$(CONFIG_PCS_RZN1_MIIC)    += pcs-rzn1-miic.o
diff --git a/drivers/net/pcs/pcs-rzn1-miic.c b/drivers/net/pcs/pcs-rzn1-miic.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8f5e910
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,520 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
+/*
+ * Copyright (C) 2022 Schneider Electric
+ *
+ * Clément Léger <clement.leger@bootlin.com>
+ */
+
+#include <linux/clk.h>
+#include <linux/device.h>
+#include <linux/mdio.h>
+#include <linux/of.h>
+#include <linux/of_platform.h>
+#include <linux/pcs-rzn1-miic.h>
+#include <linux/phylink.h>
+#include <linux/pm_runtime.h>
+#include <dt-bindings/net/pcs-rzn1-miic.h>
+
+#define MIIC_PRCMD                     0x0
+#define MIIC_ESID_CODE                 0x4
+
+#define MIIC_MODCTRL                   0x20
+#define MIIC_MODCTRL_SW_MODE           GENMASK(4, 0)
+
+#define MIIC_CONVCTRL(port)            (0x100 + (port) * 4)
+
+#define MIIC_CONVCTRL_CONV_SPEED       GENMASK(1, 0)
+#define CONV_MODE_10MBPS               0
+#define CONV_MODE_100MBPS              1
+#define CONV_MODE_1000MBPS             2
+
+#define MIIC_CONVCTRL_CONV_MODE                GENMASK(3, 2)
+#define CONV_MODE_MII                  0
+#define CONV_MODE_RMII                 1
+#define CONV_MODE_RGMII                        2
+
+#define MIIC_CONVCTRL_FULLD            BIT(8)
+#define MIIC_CONVCTRL_RGMII_LINK       BIT(12)
+#define MIIC_CONVCTRL_RGMII_DUPLEX     BIT(13)
+#define MIIC_CONVCTRL_RGMII_SPEED      GENMASK(15, 14)
+
+#define MIIC_CONVRST                   0x114
+#define MIIC_CONVRST_PHYIF_RST(port)   BIT(port)
+#define MIIC_CONVRST_PHYIF_RST_MASK    GENMASK(4, 0)
+
+#define MIIC_SWCTRL                    0x304
+#define MIIC_SWDUPC                    0x308
+
+#define MIIC_MAX_NR_PORTS              5
+
+#define MIIC_MODCTRL_CONF_CONV_NUM     6
+#define MIIC_MODCTRL_CONF_NONE         -1
+
+/**
+ * struct modctrl_match - Matching table entry for  convctrl configuration
+ *                       See section 8.2.1 of manual.
+ * @mode_cfg: Configuration value for convctrl
+ * @conv: Configuration of ethernet port muxes. First index is SWITCH_PORTIN,
+ *       then index 1 - 5 are CONV1 - CONV5.
+ */
+struct modctrl_match {
+       u32 mode_cfg;
+       u8 conv[MIIC_MODCTRL_CONF_CONV_NUM];
+};
+
+static struct modctrl_match modctrl_match_table[] = {
+       {0x0, {MIIC_RTOS_PORT, MIIC_GMAC1_PORT, MIIC_SWITCH_PORTD,
+              MIIC_SWITCH_PORTC, MIIC_SERCOS_PORTB, MIIC_SERCOS_PORTA}},
+       {0x1, {MIIC_RTOS_PORT, MIIC_GMAC1_PORT, MIIC_SWITCH_PORTD,
+              MIIC_SWITCH_PORTC, MIIC_ETHERCAT_PORTB, MIIC_ETHERCAT_PORTA}},
+       {0x2, {MIIC_RTOS_PORT, MIIC_GMAC1_PORT, MIIC_SWITCH_PORTD,
+              MIIC_ETHERCAT_PORTC, MIIC_ETHERCAT_PORTB, MIIC_ETHERCAT_PORTA}},
+       {0x3, {MIIC_RTOS_PORT, MIIC_GMAC1_PORT, MIIC_SWITCH_PORTD,
+              MIIC_SWITCH_PORTC, MIIC_SWITCH_PORTB, MIIC_SWITCH_PORTA}},
+
+       {0x8, {MIIC_RTOS_PORT, MIIC_GMAC1_PORT, MIIC_SWITCH_PORTD,
+              MIIC_SWITCH_PORTC, MIIC_SERCOS_PORTB, MIIC_SERCOS_PORTA}},
+       {0x9, {MIIC_RTOS_PORT, MIIC_GMAC1_PORT, MIIC_SWITCH_PORTD,
+              MIIC_SWITCH_PORTC, MIIC_ETHERCAT_PORTB, MIIC_ETHERCAT_PORTA}},
+       {0xA, {MIIC_RTOS_PORT, MIIC_GMAC1_PORT, MIIC_SWITCH_PORTD,
+              MIIC_ETHERCAT_PORTC, MIIC_ETHERCAT_PORTB, MIIC_ETHERCAT_PORTA}},
+       {0xB, {MIIC_RTOS_PORT, MIIC_GMAC1_PORT, MIIC_SWITCH_PORTD,
+              MIIC_SWITCH_PORTC, MIIC_SWITCH_PORTB, MIIC_SWITCH_PORTA}},
+
+       {0x10, {MIIC_GMAC2_PORT, MIIC_GMAC1_PORT, MIIC_SWITCH_PORTD,
+               MIIC_SWITCH_PORTC, MIIC_SERCOS_PORTB, MIIC_SERCOS_PORTA}},
+       {0x11, {MIIC_GMAC2_PORT, MIIC_GMAC1_PORT, MIIC_SWITCH_PORTD,
+               MIIC_SWITCH_PORTC, MIIC_ETHERCAT_PORTB, MIIC_ETHERCAT_PORTA}},
+       {0x12, {MIIC_GMAC2_PORT, MIIC_GMAC1_PORT, MIIC_SWITCH_PORTD,
+               MIIC_ETHERCAT_PORTC, MIIC_ETHERCAT_PORTB, MIIC_ETHERCAT_PORTA}},
+       {0x13, {MIIC_GMAC2_PORT, MIIC_GMAC1_PORT, MIIC_SWITCH_PORTD,
+               MIIC_SWITCH_PORTC, MIIC_SWITCH_PORTB, MIIC_SWITCH_PORTA}}
+};
+
+static const char * const conf_to_string[] = {
+       [MIIC_GMAC1_PORT]       = "GMAC1_PORT",
+       [MIIC_GMAC2_PORT]       = "GMAC2_PORT",
+       [MIIC_RTOS_PORT]        = "RTOS_PORT",
+       [MIIC_SERCOS_PORTA]     = "SERCOS_PORTA",
+       [MIIC_SERCOS_PORTB]     = "SERCOS_PORTB",
+       [MIIC_ETHERCAT_PORTA]   = "ETHERCAT_PORTA",
+       [MIIC_ETHERCAT_PORTB]   = "ETHERCAT_PORTB",
+       [MIIC_ETHERCAT_PORTC]   = "ETHERCAT_PORTC",
+       [MIIC_SWITCH_PORTA]     = "SWITCH_PORTA",
+       [MIIC_SWITCH_PORTB]     = "SWITCH_PORTB",
+       [MIIC_SWITCH_PORTC]     = "SWITCH_PORTC",
+       [MIIC_SWITCH_PORTD]     = "SWITCH_PORTD",
+       [MIIC_HSR_PORTA]        = "HSR_PORTA",
+       [MIIC_HSR_PORTB]        = "HSR_PORTB",
+};
+
+static const char *index_to_string[MIIC_MODCTRL_CONF_CONV_NUM] = {
+       "SWITCH_PORTIN",
+       "CONV1",
+       "CONV2",
+       "CONV3",
+       "CONV4",
+       "CONV5",
+};
+
+/**
+ * struct miic - MII converter structure
+ * @base: base address of the MII converter
+ * @dev: Device associated to the MII converter
+ * @clks: Clocks used for this device
+ * @nclk: Number of clocks
+ * @lock: Lock used for read-modify-write access
+ */
+struct miic {
+       void __iomem *base;
+       struct device *dev;
+       struct clk_bulk_data *clks;
+       int nclk;
+       spinlock_t lock;
+};
+
+/**
+ * struct miic_port - Per port MII converter struct
+ * @miic: backiling to MII converter structure
+ * @pcs: PCS structure associated to the port
+ * @port: port number
+ */
+struct miic_port {
+       struct miic *miic;
+       struct phylink_pcs pcs;
+       int port;
+};
+
+static struct miic_port *phylink_pcs_to_miic_port(struct phylink_pcs *pcs)
+{
+       return container_of(pcs, struct miic_port, pcs);
+}
+
+static void miic_reg_writel(struct miic *miic, int offset, u32 value)
+{
+       writel(value, miic->base + offset);
+}
+
+static u32 miic_reg_readl(struct miic *miic, int offset)
+{
+       return readl(miic->base + offset);
+}
+
+static void miic_reg_rmw(struct miic *miic, int offset, u32 mask, u32 val)
+{
+       u32 reg;
+
+       spin_lock(&miic->lock);
+
+       reg = miic_reg_readl(miic, offset);
+       reg &= ~mask;
+       reg |= val;
+       miic_reg_writel(miic, offset, reg);
+
+       spin_unlock(&miic->lock);
+}
+
+static void miic_converter_enable(struct miic *miic, int port, int enable)
+{
+       u32 val = 0;
+
+       if (enable)
+               val = MIIC_CONVRST_PHYIF_RST(port);
+
+       miic_reg_rmw(miic, MIIC_CONVRST, MIIC_CONVRST_PHYIF_RST(port), val);
+}
+
+static int miic_config(struct phylink_pcs *pcs, unsigned int mode,
+                      phy_interface_t interface,
+                      const unsigned long *advertising, bool permit)
+{
+       struct miic_port *miic_port = phylink_pcs_to_miic_port(pcs);
+       struct miic *miic = miic_port->miic;
+       int port = miic_port->port;
+       u32 speed, conv_mode, val;
+
+       switch (interface) {
+       case PHY_INTERFACE_MODE_RMII:
+               conv_mode = CONV_MODE_RMII;
+               speed = CONV_MODE_100MBPS;
+               break;
+       case PHY_INTERFACE_MODE_RGMII:
+       case PHY_INTERFACE_MODE_RGMII_ID:
+       case PHY_INTERFACE_MODE_RGMII_TXID:
+       case PHY_INTERFACE_MODE_RGMII_RXID:
+               conv_mode = CONV_MODE_RGMII;
+               speed = CONV_MODE_1000MBPS;
+               break;
+       case PHY_INTERFACE_MODE_MII:
+               conv_mode = CONV_MODE_MII;
+               /* When in MII mode, speed should be set to 0 (which is actually
+                * CONV_MODE_10MBPS)
+                */
+               speed = CONV_MODE_10MBPS;
+               break;
+       default:
+               return -EOPNOTSUPP;
+       }
+
+       val = FIELD_PREP(MIIC_CONVCTRL_CONV_MODE, conv_mode) |
+             FIELD_PREP(MIIC_CONVCTRL_CONV_SPEED, speed);
+
+       miic_reg_rmw(miic, MIIC_CONVCTRL(port),
+                    MIIC_CONVCTRL_CONV_MODE | MIIC_CONVCTRL_CONV_SPEED, val);
+       miic_converter_enable(miic_port->miic, miic_port->port, 1);
+
+       return 0;
+}
+
+static void miic_link_up(struct phylink_pcs *pcs, unsigned int mode,
+                        phy_interface_t interface, int speed, int duplex)
+{
+       struct miic_port *miic_port = phylink_pcs_to_miic_port(pcs);
+       struct miic *miic = miic_port->miic;
+       u32 conv_speed = 0, val = 0;
+       int port = miic_port->port;
+
+       if (duplex == DUPLEX_FULL)
+               val |= MIIC_CONVCTRL_FULLD;
+
+       /* No speed in MII through-mode */
+       if (interface != PHY_INTERFACE_MODE_MII) {
+               switch (speed) {
+               case SPEED_1000:
+                       conv_speed = CONV_MODE_1000MBPS;
+                       break;
+               case SPEED_100:
+                       conv_speed = CONV_MODE_100MBPS;
+                       break;
+               case SPEED_10:
+                       conv_speed = CONV_MODE_10MBPS;
+                       break;
+               default:
+                       return;
+               }
+       }
+
+       val |= FIELD_PREP(MIIC_CONVCTRL_CONV_SPEED, conv_speed);
+
+       miic_reg_rmw(miic, MIIC_CONVCTRL(port),
+                    (MIIC_CONVCTRL_CONV_SPEED | MIIC_CONVCTRL_FULLD), val);
+}
+
+static int miic_validate(struct phylink_pcs *pcs, unsigned long *supported,
+                        const struct phylink_link_state *state)
+{
+       if (phy_interface_mode_is_rgmii(state->interface) ||
+           state->interface == PHY_INTERFACE_MODE_RMII ||
+           state->interface == PHY_INTERFACE_MODE_MII)
+               return 1;
+
+       return -EINVAL;
+}
+
+static const struct phylink_pcs_ops miic_phylink_ops = {
+       .pcs_validate = miic_validate,
+       .pcs_config = miic_config,
+       .pcs_link_up = miic_link_up,
+};
+
+struct phylink_pcs *miic_create(struct device *dev, struct device_node *np)
+{
+       struct platform_device *pdev;
+       struct miic_port *miic_port;
+       struct device_node *pcs_np;
+       struct miic *miic;
+       u32 port;
+
+       if (!of_device_is_available(np))
+               return ERR_PTR(-ENODEV);
+
+       if (of_property_read_u32(np, "reg", &port))
+               return ERR_PTR(-EINVAL);
+
+       if (port > MIIC_MAX_NR_PORTS || port < 1)
+               return ERR_PTR(-EINVAL);
+
+       /* The PCS pdev is attached to the parent node */
+       pcs_np = of_get_parent(np);
+       if (!pcs_np)
+               return ERR_PTR(-ENODEV);
+
+       if (!of_device_is_available(pcs_np)) {
+               of_node_put(pcs_np);
+               return ERR_PTR(-ENODEV);
+       }
+
+       pdev = of_find_device_by_node(pcs_np);
+       of_node_put(pcs_np);
+       if (!pdev || !platform_get_drvdata(pdev))
+               return ERR_PTR(-EPROBE_DEFER);
+
+       miic_port = kzalloc(sizeof(*miic_port), GFP_KERNEL);
+       if (!miic_port)
+               return ERR_PTR(-ENOMEM);
+
+       miic = platform_get_drvdata(pdev);
+       device_link_add(dev, miic->dev, DL_FLAG_AUTOREMOVE_CONSUMER);
+
+       miic_port->miic = miic;
+       miic_port->port = port - 1;
+       miic_port->pcs.ops = &miic_phylink_ops;
+
+       return &miic_port->pcs;
+}
+EXPORT_SYMBOL(miic_create);
+
+void miic_destroy(struct phylink_pcs *pcs)
+{
+       struct miic_port *miic_port = phylink_pcs_to_miic_port(pcs);
+
+       miic_converter_enable(miic_port->miic, miic_port->port, 0);
+       kfree(miic_port);
+}
+EXPORT_SYMBOL(miic_destroy);
+
+static int miic_init_hw(struct miic *miic, u32 cfg_mode)
+{
+       int port;
+
+       /* Unlock write access to accessory registers (cf datasheet). If this
+        * is going to be used in conjunction with the Cortex-M3, this sequence
+        * will have to be moved in register write
+        */
+       miic_reg_writel(miic, MIIC_PRCMD, 0x00A5);
+       miic_reg_writel(miic, MIIC_PRCMD, 0x0001);
+       miic_reg_writel(miic, MIIC_PRCMD, 0xFFFE);
+       miic_reg_writel(miic, MIIC_PRCMD, 0x0001);
+
+       miic_reg_writel(miic, MIIC_MODCTRL,
+                       FIELD_PREP(MIIC_MODCTRL_SW_MODE, cfg_mode));
+
+       for (port = 0; port < MIIC_MAX_NR_PORTS; port++) {
+               miic_converter_enable(miic, port, 0);
+               /* Disable speed/duplex control from these registers, datasheet
+                * says switch registers should be used to setup switch port
+                * speed and duplex.
+                */
+               miic_reg_writel(miic, MIIC_SWCTRL, 0x0);
+               miic_reg_writel(miic, MIIC_SWDUPC, 0x0);
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+static bool miic_modctrl_match(s8 table_val[MIIC_MODCTRL_CONF_CONV_NUM],
+                              s8 dt_val[MIIC_MODCTRL_CONF_CONV_NUM])
+{
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < MIIC_MODCTRL_CONF_CONV_NUM; i++) {
+               if (dt_val[i] == MIIC_MODCTRL_CONF_NONE)
+                       continue;
+
+               if (dt_val[i] != table_val[i])
+                       return false;
+       }
+
+       return true;
+}
+
+static void miic_dump_conf(struct device *dev,
+                          s8 conf[MIIC_MODCTRL_CONF_CONV_NUM])
+{
+       const char *conf_name;
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < MIIC_MODCTRL_CONF_CONV_NUM; i++) {
+               if (conf[i] != MIIC_MODCTRL_CONF_NONE)
+                       conf_name = conf_to_string[conf[i]];
+               else
+                       conf_name = "NONE";
+
+               dev_err(dev, "%s: %s\n", index_to_string[i], conf_name);
+       }
+}
+
+static int miic_match_dt_conf(struct device *dev,
+                             s8 dt_val[MIIC_MODCTRL_CONF_CONV_NUM],
+                             u32 *mode_cfg)
+{
+       struct modctrl_match *table_entry;
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(modctrl_match_table); i++) {
+               table_entry = &modctrl_match_table[i];
+
+               if (miic_modctrl_match(table_entry->conv, dt_val)) {
+                       *mode_cfg = table_entry->mode_cfg;
+                       return 0;
+               }
+       }
+
+       dev_err(dev, "Failed to apply requested configuration\n");
+       miic_dump_conf(dev, dt_val);
+
+       return -EINVAL;
+}
+
+static int miic_parse_dt(struct device *dev, u32 *mode_cfg)
+{
+       s8 dt_val[MIIC_MODCTRL_CONF_CONV_NUM];
+       struct device_node *np = dev->of_node;
+       struct device_node *conv;
+       u32 conf;
+       int port;
+
+       memset(dt_val, MIIC_MODCTRL_CONF_NONE, sizeof(dt_val));
+
+       if (of_property_read_u32(np, "renesas,miic-switch-portin", &conf) == 0)
+               dt_val[0] = conf;
+
+       for_each_child_of_node(np, conv) {
+               if (of_property_read_u32(conv, "reg", &port))
+                       continue;
+
+               if (!of_device_is_available(conv))
+                       continue;
+
+               if (of_property_read_u32(conv, "renesas,miic-input", &conf) == 0)
+                       dt_val[port] = conf;
+       }
+
+       return miic_match_dt_conf(dev, dt_val, mode_cfg);
+}
+
+static int miic_probe(struct platform_device *pdev)
+{
+       struct device *dev = &pdev->dev;
+       struct miic *miic;
+       u32 mode_cfg;
+       int ret;
+
+       ret = miic_parse_dt(dev, &mode_cfg);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       miic = devm_kzalloc(dev, sizeof(*miic), GFP_KERNEL);
+       if (!miic)
+               return -ENOMEM;
+
+       spin_lock_init(&miic->lock);
+       miic->dev = dev;
+       miic->base = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0);
+       if (!miic->base)
+               return -EINVAL;
+
+       ret = devm_pm_runtime_enable(dev);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       ret = pm_runtime_resume_and_get(dev);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       ret = miic_init_hw(miic, mode_cfg);
+       if (ret)
+               goto disable_runtime_pm;
+
+       /* miic_create() relies on that fact that data are attached to the
+        * platform device to determine if the driver is ready so this needs to
+        * be the last thing to be done after everything is initialized
+        * properly.
+        */
+       platform_set_drvdata(pdev, miic);
+
+       return 0;
+
+disable_runtime_pm:
+       pm_runtime_put(dev);
+
+       return ret;
+}
+
+static int miic_remove(struct platform_device *pdev)
+{
+       pm_runtime_put(&pdev->dev);
+
+       return 0;
+}
+
+static const struct of_device_id miic_of_mtable[] = {
+       { .compatible = "renesas,rzn1-miic" },
+       { /* sentinel */ },
+};
+MODULE_DEVICE_TABLE(of, miic_of_mtable);
+
+static struct platform_driver miic_driver = {
+       .driver = {
+               .name    = "rzn1_miic",
+               .suppress_bind_attrs = true,
+               .of_match_table = miic_of_mtable,
+       },
+       .probe = miic_probe,
+       .remove = miic_remove,
+};
+module_platform_driver(miic_driver);
+
+MODULE_LICENSE("GPL");
+MODULE_DESCRIPTION("Renesas MII converter PCS driver");
+MODULE_AUTHOR("Clément Léger <clement.leger@bootlin.com>");
diff --git a/include/linux/pcs-rzn1-miic.h b/include/linux/pcs-rzn1-miic.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..56d12b2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,18 @@
+/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
+/*
+ * Copyright (C) 2022 Schneider Electric
+ *
+ * Clément Léger <clement.leger@bootlin.com>
+ */
+
+#ifndef __LINUX_PCS_MIIC_H
+#define __LINUX_PCS_MIIC_H
+
+struct phylink;
+struct device_node;
+
+struct phylink_pcs *miic_create(struct device *dev, struct device_node *np);
+
+void miic_destroy(struct phylink_pcs *pcs);
+
+#endif /* __LINUX_PCS_MIIC_H */