Quelle  spi-amd.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 OR BSD-3-Clause
//
// AMD SPI controller driver
//
// Copyright (c) 2020, Advanced Micro Devices, Inc.
//
// Author: Sanjay R Mehta <sanju.mehta@amd.com>

#include <linux/acpi.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/dma-mapping.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/io-64-nonatomic-lo-hi.h>
#include <linux/iopoll.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/spi/spi.h>
#include <linux/spi/spi-mem.h>

#include "spi-amd.h"

#define AMD_SPI_CTRL0_REG 0x00
#define AMD_SPI_EXEC_CMD BIT(16)
#define AMD_SPI_FIFO_CLEAR BIT(20)
#define AMD_SPI_BUSY  BIT(31)

#define AMD_SPI_OPCODE_REG 0x45
#define AMD_SPI_CMD_TRIGGER_REG 0x47
#define AMD_SPI_TRIGGER_CMD BIT(7)

#define AMD_SPI_OPCODE_MASK 0xFF

#define AMD_SPI_ALT_CS_REG 0x1D
#define AMD_SPI_ALT_CS_MASK 0x3

#define AMD_SPI_FIFO_BASE 0x80
#define AMD_SPI_TX_COUNT_REG 0x48
#define AMD_SPI_RX_COUNT_REG 0x4B
#define AMD_SPI_STATUS_REG 0x4C
#define AMD_SPI_ADDR32CTRL_REG 0x50

#define AMD_SPI_FIFO_SIZE 70
#define AMD_SPI_MEM_SIZE 200
#define AMD_SPI_MAX_DATA 64
#define AMD_SPI_HID2_DMA_SIZE   4096

#define AMD_SPI_ENA_REG  0x20
#define AMD_SPI_ALT_SPD_SHIFT 20
#define AMD_SPI_ALT_SPD_MASK GENMASK(23, AMD_SPI_ALT_SPD_SHIFT)
#define AMD_SPI_SPI100_SHIFT 0
#define AMD_SPI_SPI100_MASK GENMASK(AMD_SPI_SPI100_SHIFT, AMD_SPI_SPI100_SHIFT)
#define AMD_SPI_SPEED_REG 0x6C
#define AMD_SPI_SPD7_SHIFT 8
#define AMD_SPI_SPD7_MASK GENMASK(13, AMD_SPI_SPD7_SHIFT)

#define AMD_SPI_HID2_INPUT_RING_BUF0 0X100
#define AMD_SPI_HID2_OUTPUT_BUF0 0x140
#define AMD_SPI_HID2_CNTRL  0x150
#define AMD_SPI_HID2_INT_STATUS  0x154
#define AMD_SPI_HID2_CMD_START  0x156
#define AMD_SPI_HID2_INT_MASK  0x158
#define AMD_SPI_HID2_WRITE_CNTRL0 0x160
#define AMD_SPI_HID2_WRITE_CNTRL1 0x164
#define AMD_SPI_HID2_READ_CNTRL0 0x170
#define AMD_SPI_HID2_READ_CNTRL1 0x174
#define AMD_SPI_HID2_READ_CNTRL2 0x180

#define AMD_SPI_MAX_HZ  100000000
#define AMD_SPI_MIN_HZ  800000

#define AMD_SPI_IO_SLEEP_US 20
#define AMD_SPI_IO_TIMEOUT_US 2000000

/* SPI read command opcodes */
#define AMD_SPI_OP_READ          0x03 /* Read data bytes (low frequency) */
#define AMD_SPI_OP_READ_FAST     0x0b /* Read data bytes (high frequency) */
#define AMD_SPI_OP_READ_1_1_2    0x3b /* Read data bytes (Dual Output SPI) */
#define AMD_SPI_OP_READ_1_2_2    0xbb /* Read data bytes (Dual I/O SPI) */
#define AMD_SPI_OP_READ_1_1_4    0x6b /* Read data bytes (Quad Output SPI) */
#define AMD_SPI_OP_READ_1_4_4    0xeb /* Read data bytes (Quad I/O SPI) */

/* SPI read command opcodes - 4B address */
#define AMD_SPI_OP_READ_FAST_4B  0x0c    /* Read data bytes (high frequency) */
#define AMD_SPI_OP_READ_1_1_2_4B 0x3c    /* Read data bytes (Dual Output SPI) */
#define AMD_SPI_OP_READ_1_2_2_4B 0xbc    /* Read data bytes (Dual I/O SPI) */
#define AMD_SPI_OP_READ_1_1_4_4B 0x6c    /* Read data bytes (Quad Output SPI) */
#define AMD_SPI_OP_READ_1_4_4_4B 0xec    /* Read data bytes (Quad I/O SPI) */

/* SPINAND write command opcodes */
#define AMD_SPI_OP_PP   0x02 /* Page program */
#define AMD_SPI_OP_PP_RANDOM  0x84 /* Page program */

enum amd_spi_speed {
 F_66_66MHz,
 F_33_33MHz,
 F_22_22MHz,
 F_16_66MHz,
 F_100MHz,
 F_800KHz,
 SPI_SPD7 = 0x7,
 F_50MHz = 0x4,
 F_4MHz = 0x32,
 F_3_17MHz = 0x3F
};

/**
 * struct amd_spi_freq - Matches device speed with values to write in regs
 * @speed_hz: Device frequency
 * @enable_val: Value to be written to "enable register"
 * @spd7_val: Some frequencies requires to have a value written at SPISPEED register
 */
struct amd_spi_freq {
 u32 speed_hz;
 u32 enable_val;
 u32 spd7_val;
};

static inline u8 amd_spi_readreg8(struct amd_spi *amd_spi, int idx)
{
 return readb((u8 __iomem *)amd_spi->io_remap_addr + idx);
}

static inline void amd_spi_writereg8(struct amd_spi *amd_spi, int idx, u8 val)
{
 writeb(val, ((u8 __iomem *)amd_spi->io_remap_addr + idx));
}

static void amd_spi_setclear_reg8(struct amd_spi *amd_spi, int idx, u8 set, u8 clear)
{
 u8 tmp = amd_spi_readreg8(amd_spi, idx);

 tmp = (tmp & ~clear) | set;
 amd_spi_writereg8(amd_spi, idx, tmp);
}

static inline u16 amd_spi_readreg16(struct amd_spi *amd_spi, int idx)
{
 return readw((u8 __iomem *)amd_spi->io_remap_addr + idx);
}

static inline void amd_spi_writereg16(struct amd_spi *amd_spi, int idx, u16 val)
{
 writew(val, ((u8 __iomem *)amd_spi->io_remap_addr + idx));
}

static inline u32 amd_spi_readreg32(struct amd_spi *amd_spi, int idx)
{
 return readl((u8 __iomem *)amd_spi->io_remap_addr + idx);
}

static inline void amd_spi_writereg32(struct amd_spi *amd_spi, int idx, u32 val)
{
 writel(val, ((u8 __iomem *)amd_spi->io_remap_addr + idx));
}

static inline u64 amd_spi_readreg64(struct amd_spi *amd_spi, int idx)
{
 return readq((u8 __iomem *)amd_spi->io_remap_addr + idx);
}

static inline void amd_spi_writereg64(struct amd_spi *amd_spi, int idx, u64 val)
{
 writeq(val, ((u8 __iomem *)amd_spi->io_remap_addr + idx));
}

static inline void amd_spi_setclear_reg32(struct amd_spi *amd_spi, int idx, u32 set, u32 clear)
{
 u32 tmp = amd_spi_readreg32(amd_spi, idx);

 tmp = (tmp & ~clear) | set;
 amd_spi_writereg32(amd_spi, idx, tmp);
}

static void amd_spi_select_chip(struct amd_spi *amd_spi, u8 cs)
{
 amd_spi_setclear_reg8(amd_spi, AMD_SPI_ALT_CS_REG, cs, AMD_SPI_ALT_CS_MASK);
}

static inline void amd_spi_clear_chip(struct amd_spi *amd_spi, u8 chip_select)
{
 amd_spi_writereg8(amd_spi, AMD_SPI_ALT_CS_REG, chip_select & ~AMD_SPI_ALT_CS_MASK);
}

static void amd_spi_clear_fifo_ptr(struct amd_spi *amd_spi)
{
 amd_spi_setclear_reg32(amd_spi, AMD_SPI_CTRL0_REG, AMD_SPI_FIFO_CLEAR, AMD_SPI_FIFO_CLEAR);
}

static int amd_spi_set_opcode(struct amd_spi *amd_spi, u8 cmd_opcode)
{
 switch (amd_spi->version) {
 case AMD_SPI_V1:
  amd_spi_setclear_reg32(amd_spi, AMD_SPI_CTRL0_REG, cmd_opcode,
           AMD_SPI_OPCODE_MASK);
  return 0;
 case AMD_SPI_V2:
 case AMD_HID2_SPI:
  amd_spi_writereg8(amd_spi, AMD_SPI_OPCODE_REG, cmd_opcode);
  return 0;
 default:
  return -ENODEV;
 }
}

static inline void amd_spi_set_rx_count(struct amd_spi *amd_spi, u8 rx_count)
{
 amd_spi_writereg8(amd_spi, AMD_SPI_RX_COUNT_REG, rx_count);
}

static inline void amd_spi_set_tx_count(struct amd_spi *amd_spi, u8 tx_count)
{
 amd_spi_writereg8(amd_spi, AMD_SPI_TX_COUNT_REG, tx_count);
}

static int amd_spi_busy_wait(struct amd_spi *amd_spi)
{
 u32 val;
 int reg;

 switch (amd_spi->version) {
 case AMD_SPI_V1:
  reg = AMD_SPI_CTRL0_REG;
  break;
 case AMD_SPI_V2:
 case AMD_HID2_SPI:
  reg = AMD_SPI_STATUS_REG;
  break;
 default:
  return -ENODEV;
 }

 return readl_poll_timeout(amd_spi->io_remap_addr + reg, val,
      !(val & AMD_SPI_BUSY), 20, 2000000);
}

static int amd_spi_execute_opcode(struct amd_spi *amd_spi)
{
 int ret;

 ret = amd_spi_busy_wait(amd_spi);
 if (ret)
  return ret;

 switch (amd_spi->version) {
 case AMD_SPI_V1:
  /* Set ExecuteOpCode bit in the CTRL0 register */
  amd_spi_setclear_reg32(amd_spi, AMD_SPI_CTRL0_REG, AMD_SPI_EXEC_CMD,
           AMD_SPI_EXEC_CMD);
  return 0;
 case AMD_SPI_V2:
 case AMD_HID2_SPI:
  /* Trigger the command execution */
  amd_spi_setclear_reg8(amd_spi, AMD_SPI_CMD_TRIGGER_REG,
          AMD_SPI_TRIGGER_CMD, AMD_SPI_TRIGGER_CMD);
  return 0;
 default:
  return -ENODEV;
 }
}

static int amd_spi_host_setup(struct spi_device *spi)
{
 struct amd_spi *amd_spi = spi_controller_get_devdata(spi->controller);

 amd_spi_clear_fifo_ptr(amd_spi);

 return 0;
}

static const struct amd_spi_freq amd_spi_freq[] = {
 { AMD_SPI_MAX_HZ,   F_100MHz,         0},
 {       66660000, F_66_66MHz,         0},
 {       50000000,   SPI_SPD7,   F_50MHz},
 {       33330000, F_33_33MHz,         0},
 {       22220000, F_22_22MHz,         0},
 {       16660000, F_16_66MHz,         0},
 {        4000000,   SPI_SPD7,    F_4MHz},
 {        3170000,   SPI_SPD7, F_3_17MHz},
 { AMD_SPI_MIN_HZ,   F_800KHz,         0},
};

static void amd_set_spi_freq(struct amd_spi *amd_spi, u32 speed_hz)
{
 unsigned int i, spd7_val, alt_spd;

 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(amd_spi_freq)-1; i++)
  if (speed_hz >= amd_spi_freq[i].speed_hz)
   break;

 if (amd_spi->speed_hz == amd_spi_freq[i].speed_hz)
  return;

 amd_spi->speed_hz = amd_spi_freq[i].speed_hz;

 alt_spd = (amd_spi_freq[i].enable_val << AMD_SPI_ALT_SPD_SHIFT)
     & AMD_SPI_ALT_SPD_MASK;
 amd_spi_setclear_reg32(amd_spi, AMD_SPI_ENA_REG, alt_spd,
          AMD_SPI_ALT_SPD_MASK);

 if (amd_spi->speed_hz == AMD_SPI_MAX_HZ)
  amd_spi_setclear_reg32(amd_spi, AMD_SPI_ENA_REG, 1,
           AMD_SPI_SPI100_MASK);

 if (amd_spi_freq[i].spd7_val) {
  spd7_val = (amd_spi_freq[i].spd7_val << AMD_SPI_SPD7_SHIFT)
       & AMD_SPI_SPD7_MASK;
  amd_spi_setclear_reg32(amd_spi, AMD_SPI_SPEED_REG, spd7_val,
           AMD_SPI_SPD7_MASK);
 }
}

static inline int amd_spi_fifo_xfer(struct amd_spi *amd_spi,
        struct spi_controller *host,
        struct spi_message *message)
{
 struct spi_transfer *xfer = NULL;
 struct spi_device *spi = message->spi;
 u8 cmd_opcode = 0, fifo_pos = AMD_SPI_FIFO_BASE;
 u8 *buf = NULL;
 u32 i = 0;
 u32 tx_len = 0, rx_len = 0;

 list_for_each_entry(xfer, &message->transfers,
       transfer_list) {
  if (xfer->speed_hz)
   amd_set_spi_freq(amd_spi, xfer->speed_hz);
  else
   amd_set_spi_freq(amd_spi, spi->max_speed_hz);

  if (xfer->tx_buf) {
   buf = (u8 *)xfer->tx_buf;
   if (!tx_len) {
    cmd_opcode = *(u8 *)xfer->tx_buf;
    buf++;
    xfer->len--;
   }
   tx_len += xfer->len;

   /* Write data into the FIFO. */
   for (i = 0; i < xfer->len; i++)
    amd_spi_writereg8(amd_spi, fifo_pos + i, buf[i]);

   fifo_pos += xfer->len;
  }

  /* Store no. of bytes to be received from FIFO */
  if (xfer->rx_buf)
   rx_len += xfer->len;
 }

 if (!buf) {
  message->status = -EINVAL;
  goto fin_msg;
 }

 amd_spi_set_opcode(amd_spi, cmd_opcode);
 amd_spi_set_tx_count(amd_spi, tx_len);
 amd_spi_set_rx_count(amd_spi, rx_len);

 /* Execute command */
 message->status = amd_spi_execute_opcode(amd_spi);
 if (message->status)
  goto fin_msg;

 if (rx_len) {
  message->status = amd_spi_busy_wait(amd_spi);
  if (message->status)
   goto fin_msg;

  list_for_each_entry(xfer, &message->transfers, transfer_list)
   if (xfer->rx_buf) {
    buf = (u8 *)xfer->rx_buf;
    /* Read data from FIFO to receive buffer */
    for (i = 0; i < xfer->len; i++)
     buf[i] = amd_spi_readreg8(amd_spi, fifo_pos + i);
    fifo_pos += xfer->len;
   }
 }

 /* Update statistics */
 message->actual_length = tx_len + rx_len + 1;

fin_msg:
 switch (amd_spi->version) {
 case AMD_SPI_V1:
  break;
 case AMD_SPI_V2:
 case AMD_HID2_SPI:
  amd_spi_clear_chip(amd_spi, spi_get_chipselect(message->spi, 0));
  break;
 default:
  return -ENODEV;
 }

 spi_finalize_current_message(host);

 return message->status;
}

static inline bool amd_is_spi_read_cmd_4b(const u16 op)
{
 switch (op) {
 case AMD_SPI_OP_READ_FAST_4B:
 case AMD_SPI_OP_READ_1_1_2_4B:
 case AMD_SPI_OP_READ_1_2_2_4B:
 case AMD_SPI_OP_READ_1_1_4_4B:
 case AMD_SPI_OP_READ_1_4_4_4B:
  return true;
 default:
  return false;
 }
}

static inline bool amd_is_spi_read_cmd(const u16 op)
{
 switch (op) {
 case AMD_SPI_OP_READ:
 case AMD_SPI_OP_READ_FAST:
 case AMD_SPI_OP_READ_1_1_2:
 case AMD_SPI_OP_READ_1_2_2:
 case AMD_SPI_OP_READ_1_1_4:
 case AMD_SPI_OP_READ_1_4_4:
  return true;
 default:
  return amd_is_spi_read_cmd_4b(op);
 }
}

static inline bool amd_is_spi_write_cmd(const u16 op)
{
 switch (op) {
 case AMD_SPI_OP_PP:
 case AMD_SPI_OP_PP_RANDOM:
  return true;
 default:
  return false;
 }
}

static bool amd_spi_supports_op(struct spi_mem *mem,
    const struct spi_mem_op *op)
{
 struct amd_spi *amd_spi = spi_controller_get_devdata(mem->spi->controller);

 /* bus width is number of IO lines used to transmit */
 if (op->cmd.buswidth > 1 || op->addr.buswidth > 4)
  return false;

 /* AMD SPI controllers support quad mode only for read operations */
 if (amd_is_spi_read_cmd(op->cmd.opcode) || amd_is_spi_write_cmd(op->cmd.opcode)) {
  if (op->data.buswidth > 4)
   return false;

  /*
 * HID2 SPI controller supports DMA read up to 4K bytes and
 * doesn't support 4-byte address commands.
 */
  if (amd_spi->version == AMD_HID2_SPI) {
   if ((amd_is_spi_read_cmd_4b(op->cmd.opcode) ||
        amd_is_spi_write_cmd(op->cmd.opcode)) &&
       op->data.nbytes > AMD_SPI_HID2_DMA_SIZE)
    return false;
  } else if (op->data.nbytes > AMD_SPI_MAX_DATA) {
   return false;
  }
 } else if (op->data.buswidth > 1 || op->data.nbytes > AMD_SPI_MAX_DATA) {
  return false;
 }

 if (op->max_freq < mem->spi->controller->min_speed_hz)
  return false;

 return spi_mem_default_supports_op(mem, op);
}

static int amd_spi_adjust_op_size(struct spi_mem *mem, struct spi_mem_op *op)
{
 struct amd_spi *amd_spi = spi_controller_get_devdata(mem->spi->controller);

 /*
 * HID2 SPI controller DMA read mode supports reading up to 4k
 * bytes in single transaction, where as SPI0 and HID2 SPI
 * controller index mode supports maximum of 64 bytes in a single
 * transaction.
 */
 if (amd_spi->version == AMD_HID2_SPI && (amd_is_spi_read_cmd(op->cmd.opcode) ||
       amd_is_spi_write_cmd(op->cmd.opcode)))
  op->data.nbytes = clamp_val(op->data.nbytes, 0, AMD_SPI_HID2_DMA_SIZE);
 else
  op->data.nbytes = clamp_val(op->data.nbytes, 0, AMD_SPI_MAX_DATA);

 return 0;
}

static void amd_spi_set_addr(struct amd_spi *amd_spi,
        const struct spi_mem_op *op)
{
 u8 nbytes = op->addr.nbytes;
 u64 addr_val = op->addr.val;
 int base_addr, i;

 base_addr = AMD_SPI_FIFO_BASE + nbytes;

 for (i = 0; i < nbytes; i++) {
  amd_spi_writereg8(amd_spi, base_addr - i - 1, addr_val &
      GENMASK(7, 0));
  addr_val >>= 8;
 }
}

static void amd_spi_hiddma_write(struct amd_spi *amd_spi, const struct spi_mem_op *op)
{
 u16 hid_cmd_start, val;
 u32 hid_regval;

 /*
 * Program the HID2 output Buffer0. 4k aligned buf_memory_addr[31:12],
 * buf_size[2:0].
 */
 hid_regval = amd_spi->phy_dma_buf | BIT(0);
 amd_spi_writereg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_OUTPUT_BUF0, hid_regval);

 /* Program max write length in hid2_write_control1 register */
 hid_regval = amd_spi_readreg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_WRITE_CNTRL1);
 hid_regval = (hid_regval & ~GENMASK(15, 0)) | ((op->data.nbytes) + 3);
 amd_spi_writereg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_WRITE_CNTRL1, hid_regval);

 /* Set cmd start bit in hid2_cmd_start register to trigger HID basic write operation */
 hid_cmd_start = amd_spi_readreg16(amd_spi, AMD_SPI_HID2_CMD_START);
 amd_spi_writereg16(amd_spi, AMD_SPI_HID2_CMD_START, (hid_cmd_start | BIT(2)));

 /* Check interrupt status of HIDDMA basic write operation in hid2_int_status register */
 readw_poll_timeout(amd_spi->io_remap_addr + AMD_SPI_HID2_INT_STATUS, val,
      (val & BIT(2)), AMD_SPI_IO_SLEEP_US, AMD_SPI_IO_TIMEOUT_US);

 /* Clear the interrupts by writing to hid2_int_status register */
 val = amd_spi_readreg16(amd_spi, AMD_SPI_HID2_INT_STATUS);
 amd_spi_writereg16(amd_spi, AMD_SPI_HID2_INT_STATUS, val);
}

static void amd_spi_mem_data_out(struct amd_spi *amd_spi,
     const struct spi_mem_op *op)
{
 int base_addr = AMD_SPI_FIFO_BASE + op->addr.nbytes;
 u64 *buf_64 = (u64 *)op->data.buf.out;
 u64 addr_val = op->addr.val;
 u32 nbytes = op->data.nbytes;
 u32 left_data = nbytes;
 u8 *buf;
 int i;

 /*
 * Condition for using HID write mode. Only for writing complete page data, use HID write.
 * Use index mode otherwise.
 */
 if (amd_spi->version == AMD_HID2_SPI && amd_is_spi_write_cmd(op->cmd.opcode)) {
  u64 *dma_buf64 = (u64 *)(amd_spi->dma_virt_addr + op->addr.nbytes + op->cmd.nbytes);
  u8 *dma_buf = (u8 *)amd_spi->dma_virt_addr;

  /* Copy opcode and address to DMA buffer */
  *dma_buf = op->cmd.opcode;

  dma_buf = (u8 *)dma_buf64;
  for (i = 0; i < op->addr.nbytes; i++) {
   *--dma_buf = addr_val & GENMASK(7, 0);
   addr_val >>= 8;
  }

  /* Copy data to DMA buffer */
  while (left_data >= 8) {
   *dma_buf64++ = *buf_64++;
   left_data -= 8;
  }

  buf = (u8 *)buf_64;
  dma_buf = (u8 *)dma_buf64;
  while (left_data--)
   *dma_buf++ = *buf++;

  amd_spi_hiddma_write(amd_spi, op);
 } else {
  amd_spi_set_opcode(amd_spi, op->cmd.opcode);
  amd_spi_set_addr(amd_spi, op);

  for (i = 0; left_data >= 8; i++, left_data -= 8)
   amd_spi_writereg64(amd_spi, base_addr + op->dummy.nbytes + (i * 8),
        *buf_64++);

  buf = (u8 *)buf_64;
  for (i = 0; i < left_data; i++) {
   amd_spi_writereg8(amd_spi,
       base_addr + op->dummy.nbytes + nbytes + i - left_data,
       buf[i]);
  }

  amd_spi_set_tx_count(amd_spi, op->addr.nbytes + op->data.nbytes);
  amd_spi_set_rx_count(amd_spi, 0);
  amd_spi_clear_fifo_ptr(amd_spi);
  amd_spi_execute_opcode(amd_spi);
 }
}

static void amd_spi_hiddma_read(struct amd_spi *amd_spi, const struct spi_mem_op *op)
{
 u16 hid_cmd_start, val;
 u32 hid_regval;

 /* Set the opcode in hid2_read_control0 register */
 hid_regval = amd_spi_readreg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_READ_CNTRL0);
 hid_regval = (hid_regval & ~GENMASK(7, 0)) | op->cmd.opcode;

 /*
 * Program the address in the hid2_read_control0 register [8:31]. The address should
 * be written starting from the 8th bit of the register, requiring an 8-bit shift.
 * Additionally, to convert a 2-byte spinand address to a 3-byte address, another
 * 8-bit shift is needed. Therefore, a total shift of 16 bits is required.
 */
 hid_regval = (hid_regval & ~GENMASK(31, 8)) | (op->addr.val << 16);
 amd_spi_writereg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_READ_CNTRL0, hid_regval);

 /* Configure dummy clock cycles for fast read, dual, quad I/O commands */
 hid_regval = amd_spi_readreg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_READ_CNTRL2);
 /* Fast read dummy cycle */
 hid_regval &= ~GENMASK(4, 0);

 /* Fast read Dual I/O dummy cycle */
 hid_regval &= ~GENMASK(12, 8);

 /* Fast read Quad I/O dummy cycle */
 hid_regval = (hid_regval & ~GENMASK(20, 16)) | BIT(17);

 /* Set no of preamble bytecount */
 hid_regval &= ~GENMASK(27, 24);
 amd_spi_writereg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_READ_CNTRL2, hid_regval);

 /*
 * Program the HID2 Input Ring Buffer0. 4k aligned buf_memory_addr[31:12],
 * buf_size[4:0], end_input_ring[5].
 */
 hid_regval = amd_spi->phy_dma_buf | BIT(5) | BIT(0);
 amd_spi_writereg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_INPUT_RING_BUF0, hid_regval);

 /* Program max read length(no of DWs) in hid2_read_control1 register */
 hid_regval = amd_spi_readreg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_READ_CNTRL1);
 hid_regval = (hid_regval & ~GENMASK(15, 0)) | ((op->data.nbytes / 4) - 1);
 amd_spi_writereg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_READ_CNTRL1, hid_regval);

 /* Set cmd start bit in hid2_cmd_start register to trigger HID basic read operation */
 hid_cmd_start = amd_spi_readreg16(amd_spi, AMD_SPI_HID2_CMD_START);
 amd_spi_writereg16(amd_spi, AMD_SPI_HID2_CMD_START, (hid_cmd_start | BIT(3)));

 /* Check interrupt status of HIDDMA basic read operation in hid2_int_status register */
 readw_poll_timeout(amd_spi->io_remap_addr + AMD_SPI_HID2_INT_STATUS, val,
      (val & BIT(3)), AMD_SPI_IO_SLEEP_US, AMD_SPI_IO_TIMEOUT_US);

 /* Clear the interrupts by writing to hid2_int_status register */
 val = amd_spi_readreg16(amd_spi, AMD_SPI_HID2_INT_STATUS);
 amd_spi_writereg16(amd_spi, AMD_SPI_HID2_INT_STATUS, val);
}

static void amd_spi_mem_data_in(struct amd_spi *amd_spi,
    const struct spi_mem_op *op)
{
 int base_addr = AMD_SPI_FIFO_BASE + op->addr.nbytes;
 u64 *buf_64 = (u64 *)op->data.buf.in;
 u32 nbytes = op->data.nbytes;
 u32 left_data = nbytes;
 u32 data;
 u8 *buf;
 int i;

 /*
 * Condition for using HID read mode. Only for reading complete page data, use HID read.
 * Use index mode otherwise.
 */
 if (amd_spi->version == AMD_HID2_SPI && amd_is_spi_read_cmd(op->cmd.opcode)) {
  u64 *dma_buf64 = (u64 *)amd_spi->dma_virt_addr;
  u8 *dma_buf;

  amd_spi_hiddma_read(amd_spi, op);

  /* Copy data from DMA buffer */
  while (left_data >= 8) {
   *buf_64++ = *dma_buf64++;
   left_data -= 8;
  }

  buf = (u8 *)buf_64;
  dma_buf = (u8 *)dma_buf64;
  while (left_data--)
   *buf++ = *dma_buf++;

  /* Reset HID RX memory logic */
  data = amd_spi_readreg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_CNTRL);
  amd_spi_writereg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_CNTRL, data | BIT(5));
 } else {
  /* Index mode */
  amd_spi_set_opcode(amd_spi, op->cmd.opcode);
  amd_spi_set_addr(amd_spi, op);
  amd_spi_set_tx_count(amd_spi, op->addr.nbytes + op->dummy.nbytes);

  for (i = 0; i < op->dummy.nbytes; i++)
   amd_spi_writereg8(amd_spi, (base_addr + i), 0xff);

  amd_spi_set_rx_count(amd_spi, op->data.nbytes);
  amd_spi_clear_fifo_ptr(amd_spi);
  amd_spi_execute_opcode(amd_spi);
  amd_spi_busy_wait(amd_spi);

  for (i = 0; left_data >= 8; i++, left_data -= 8)
   *buf_64++ = amd_spi_readreg64(amd_spi, base_addr + op->dummy.nbytes +
            (i * 8));

  buf = (u8 *)buf_64;
  for (i = 0; i < left_data; i++)
   buf[i] = amd_spi_readreg8(amd_spi, base_addr + op->dummy.nbytes +
        nbytes + i - left_data);
 }

}

static void amd_set_spi_addr_mode(struct amd_spi *amd_spi,
      const struct spi_mem_op *op)
{
 u32 val = amd_spi_readreg32(amd_spi, AMD_SPI_ADDR32CTRL_REG);

 if (amd_is_spi_read_cmd_4b(op->cmd.opcode))
  amd_spi_writereg32(amd_spi, AMD_SPI_ADDR32CTRL_REG, val | BIT(0));
 else
  amd_spi_writereg32(amd_spi, AMD_SPI_ADDR32CTRL_REG, val & ~BIT(0));
}

static int amd_spi_exec_mem_op(struct spi_mem *mem,
          const struct spi_mem_op *op)
{
 struct amd_spi *amd_spi;

 amd_spi = spi_controller_get_devdata(mem->spi->controller);

 amd_set_spi_freq(amd_spi, op->max_freq);

 if (amd_spi->version == AMD_SPI_V2)
  amd_set_spi_addr_mode(amd_spi, op);

 switch (op->data.dir) {
 case SPI_MEM_DATA_IN:
  amd_spi_mem_data_in(amd_spi, op);
  break;
 case SPI_MEM_DATA_OUT:
  fallthrough;
 case SPI_MEM_NO_DATA:
  amd_spi_mem_data_out(amd_spi, op);
  break;
 default:
  return -EOPNOTSUPP;
 }

 return 0;
}

static const struct spi_controller_mem_ops amd_spi_mem_ops = {
 .exec_op = amd_spi_exec_mem_op,
 .adjust_op_size = amd_spi_adjust_op_size,
 .supports_op = amd_spi_supports_op,
};

static const struct spi_controller_mem_caps amd_spi_mem_caps = {
 .per_op_freq = true,
};

static int amd_spi_host_transfer(struct spi_controller *host,
       struct spi_message *msg)
{
 struct amd_spi *amd_spi = spi_controller_get_devdata(host);
 struct spi_device *spi = msg->spi;

 amd_spi_select_chip(amd_spi, spi_get_chipselect(spi, 0));

 /*
 * Extract spi_transfers from the spi message and
 * program the controller.
 */
 return amd_spi_fifo_xfer(amd_spi, host, msg);
}

static size_t amd_spi_max_transfer_size(struct spi_device *spi)
{
 return AMD_SPI_FIFO_SIZE;
}

static int amd_spi_setup_hiddma(struct amd_spi *amd_spi, struct device *dev)
{
 u32 hid_regval;

 /* Allocate DMA buffer to use for HID basic read and write operations. For write
 * operations, the DMA buffer should include the opcode, address bytes and dummy
 * bytes(if any) in addition to the data bytes. Additionally, the hardware requires
 * that the buffer address be 4K aligned. So, allocate DMA buffer of size
 * 2 * AMD_SPI_HID2_DMA_SIZE.
 */
 amd_spi->dma_virt_addr = dmam_alloc_coherent(dev, AMD_SPI_HID2_DMA_SIZE * 2,
           &amd_spi->phy_dma_buf, GFP_KERNEL);
 if (!amd_spi->dma_virt_addr)
  return -ENOMEM;

 /*
 * Enable interrupts and set mask bits in hid2_int_mask register to generate interrupt
 * properly for HIDDMA basic read and write operations.
 */
 hid_regval = amd_spi_readreg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_INT_MASK);
 hid_regval = (hid_regval & GENMASK(31, 8)) | BIT(18) | BIT(19);
 amd_spi_writereg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_INT_MASK, hid_regval);

 /* Configure buffer unit(4k) and write threshold in hid2_control register */
 hid_regval = amd_spi_readreg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_CNTRL);
 amd_spi_writereg32(amd_spi, AMD_SPI_HID2_CNTRL, (hid_regval | GENMASK(13, 12)) & ~BIT(3));

 return 0;
}

int amd_spi_probe_common(struct device *dev, struct spi_controller *host)
{
 struct amd_spi *amd_spi = spi_controller_get_devdata(host);
 int err;

 /* Initialize the spi_controller fields */
 host->num_chipselect = 4;
 host->mode_bits = SPI_TX_DUAL | SPI_TX_QUAD | SPI_RX_DUAL | SPI_RX_QUAD;
 host->flags = SPI_CONTROLLER_HALF_DUPLEX;
 host->max_speed_hz = AMD_SPI_MAX_HZ;
 host->min_speed_hz = AMD_SPI_MIN_HZ;
 host->setup = amd_spi_host_setup;
 host->transfer_one_message = amd_spi_host_transfer;
 host->mem_ops = &amd_spi_mem_ops;
 host->mem_caps = &amd_spi_mem_caps;
 host->max_transfer_size = amd_spi_max_transfer_size;
 host->max_message_size = amd_spi_max_transfer_size;

 /* Register the controller with SPI framework */
 err = devm_spi_register_controller(dev, host);
 if (err)
  return dev_err_probe(dev, err, "error registering SPI controller\n");

 if (amd_spi->version == AMD_HID2_SPI)
  err = amd_spi_setup_hiddma(amd_spi, dev);

 return err;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(amd_spi_probe_common);

static int amd_spi_probe(struct platform_device *pdev)
{
 struct device *dev = &pdev->dev;
 struct spi_controller *host;
 struct amd_spi *amd_spi;

 /* Allocate storage for host and driver private data */
 host = devm_spi_alloc_host(dev, sizeof(struct amd_spi));
 if (!host)
  return dev_err_probe(dev, -ENOMEM, "Error allocating SPI host\n");

 amd_spi = spi_controller_get_devdata(host);
 amd_spi->io_remap_addr = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0);
 if (IS_ERR(amd_spi->io_remap_addr))
  return dev_err_probe(dev, PTR_ERR(amd_spi->io_remap_addr),
         "ioremap of SPI registers failed\n");

 dev_dbg(dev, "io_remap_address: %p\n", amd_spi->io_remap_addr);

 amd_spi->version = (uintptr_t)device_get_match_data(dev);
 host->bus_num = 0;

 return amd_spi_probe_common(dev, host);
}

#ifdef CONFIG_ACPI
static const struct acpi_device_id spi_acpi_match[] = {
 { "AMDI0061", AMD_SPI_V1 },
 { "AMDI0062", AMD_SPI_V2 },
 { "AMDI0063", AMD_HID2_SPI },
 {},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(acpi, spi_acpi_match);
#endif

static struct platform_driver amd_spi_driver = {
 .driver = {
  .name = "amd_spi",
  .acpi_match_table = ACPI_PTR(spi_acpi_match),
 },
 .probe = amd_spi_probe,
};

module_platform_driver(amd_spi_driver);

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
MODULE_AUTHOR("Sanjay Mehta ");
MODULE_DESCRIPTION("AMD SPI Master Controller Driver");