// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
//
// Driver for Amlogic Meson SPI flash controller (SPIFC)
//
// Copyright (C) 2014 Beniamino Galvani <b.galvani@gmail.com>
//

#include <linux/clk.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/pm_runtime.h>
#include <linux/regmap.h>
#include <linux/spi/spi.h>
#include <linux/types.h>

/* register map */
#define REG_CMD   0x00
#define REG_ADDR  0x04
#define REG_CTRL  0x08
#define REG_CTRL1  0x0c
#define REG_STATUS  0x10
#define REG_CTRL2  0x14
#define REG_CLOCK  0x18
#define REG_USER  0x1c
#define REG_USER1  0x20
#define REG_USER2  0x24
#define REG_USER3  0x28
#define REG_USER4  0x2c
#define REG_SLAVE  0x30
#define REG_SLAVE1  0x34
#define REG_SLAVE2  0x38
#define REG_SLAVE3  0x3c
#define REG_C0   0x40
#define REG_B8   0x60
#define REG_MAX   0x7c

/* register fields */
#define CMD_USER  BIT(18)
#define CTRL_ENABLE_AHB  BIT(17)
#define CLOCK_SOURCE  BIT(31)
#define CLOCK_DIV_SHIFT  12
#define CLOCK_DIV_MASK  (0x3f << CLOCK_DIV_SHIFT)
#define CLOCK_CNT_HIGH_SHIFT 6
#define CLOCK_CNT_HIGH_MASK (0x3f << CLOCK_CNT_HIGH_SHIFT)
#define CLOCK_CNT_LOW_SHIFT 0
#define CLOCK_CNT_LOW_MASK (0x3f << CLOCK_CNT_LOW_SHIFT)
#define USER_DIN_EN_MS  BIT(0)
#define USER_CMP_MODE  BIT(2)
#define USER_UC_DOUT_SEL BIT(27)
#define USER_UC_DIN_SEL  BIT(28)
#define USER_UC_MASK  ((BIT(5) - 1) << 27)
#define USER1_BN_UC_DOUT_SHIFT 17
#define USER1_BN_UC_DOUT_MASK (0xff << 16)
#define USER1_BN_UC_DIN_SHIFT 8
#define USER1_BN_UC_DIN_MASK (0xff << 8)
#define USER4_CS_ACT  BIT(30)
#define SLAVE_TRST_DONE  BIT(4)
#define SLAVE_OP_MODE  BIT(30)
#define SLAVE_SW_RST  BIT(31)

#define SPIFC_BUFFER_SIZE 64

/**
 * struct meson_spifc
 * @host: the SPI host
 * @regmap: regmap for device registers
 * @clk: input clock of the built-in baud rate generator
 * @dev: the device structure
 */
struct meson_spifc {
 struct spi_controller *host;
 struct regmap *regmap;
 struct clk *clk;
 struct device *dev;
};

static const struct regmap_config spifc_regmap_config = {
 .reg_bits = 32,
 .val_bits = 32,
 .reg_stride = 4,
 .max_register = REG_MAX,
};

/**
 * meson_spifc_wait_ready() - wait for the current operation to terminate
 * @spifc: the Meson SPI device
 * Return: 0 on success, a negative value on error
 */
static int meson_spifc_wait_ready(struct meson_spifc *spifc)
{
 unsigned long deadline = jiffies + msecs_to_jiffies(5);
 u32 data;

 do {
  regmap_read(spifc->regmap, REG_SLAVE, &data);
  if (data & SLAVE_TRST_DONE)
   return 0;
  cond_resched();
 } while (!time_after(jiffies, deadline));

 return -ETIMEDOUT;
}

/**
 * meson_spifc_drain_buffer() - copy data from device buffer to memory
 * @spifc: the Meson SPI device
 * @buf: the destination buffer
 * @len: number of bytes to copy
 */
static void meson_spifc_drain_buffer(struct meson_spifc *spifc, u8 *buf,
         int len)
{
 u32 data;
 int i = 0;

 while (i < len) {
  regmap_read(spifc->regmap, REG_C0 + i, &data);

  if (len - i >= 4) {
   *((u32 *)buf) = data;
   buf += 4;
  } else {
   memcpy(buf, &data, len - i);
   break;
  }
  i += 4;
 }
}

/**
 * meson_spifc_fill_buffer() - copy data from memory to device buffer
 * @spifc: the Meson SPI device
 * @buf: the source buffer
 * @len: number of bytes to copy
 */
static void meson_spifc_fill_buffer(struct meson_spifc *spifc, const u8 *buf,
        int len)
{
 u32 data;
 int i = 0;

 while (i < len) {
  if (len - i >= 4)
   data = *(u32 *)buf;
  else
   memcpy(&data, buf, len - i);

  regmap_write(spifc->regmap, REG_C0 + i, data);

  buf += 4;
  i += 4;
 }
}

/**
 * meson_spifc_setup_speed() - program the clock divider
 * @spifc: the Meson SPI device
 * @speed: desired speed in Hz
 */
static void meson_spifc_setup_speed(struct meson_spifc *spifc, u32 speed)
{
 unsigned long parent, value;
 int n;

 parent = clk_get_rate(spifc->clk);
 n = max_t(int, parent / speed - 1, 1);

 dev_dbg(spifc->dev, "parent %lu, speed %u, n %d\n", parent,
  speed, n);

 value = (n << CLOCK_DIV_SHIFT) & CLOCK_DIV_MASK;
 value |= (n << CLOCK_CNT_LOW_SHIFT) & CLOCK_CNT_LOW_MASK;
 value |= (((n + 1) / 2 - 1) << CLOCK_CNT_HIGH_SHIFT) &
  CLOCK_CNT_HIGH_MASK;

 regmap_write(spifc->regmap, REG_CLOCK, value);
}

/**
 * meson_spifc_txrx() - transfer a chunk of data
 * @spifc: the Meson SPI device
 * @xfer: the current SPI transfer
 * @offset: offset of the data to transfer
 * @len: length of the data to transfer
 * @last_xfer: whether this is the last transfer of the message
 * @last_chunk: whether this is the last chunk of the transfer
 * Return: 0 on success, a negative value on error
 */
static int meson_spifc_txrx(struct meson_spifc *spifc,
       struct spi_transfer *xfer,
       int offset, int len, bool last_xfer,
       bool last_chunk)
{
 bool keep_cs = true;
 int ret;

 if (xfer->tx_buf)
  meson_spifc_fill_buffer(spifc, xfer->tx_buf + offset, len);

 /* enable DOUT stage */
 regmap_update_bits(spifc->regmap, REG_USER, USER_UC_MASK,
      USER_UC_DOUT_SEL);
 regmap_write(spifc->regmap, REG_USER1,
       (8 * len - 1) << USER1_BN_UC_DOUT_SHIFT);

 /* enable data input during DOUT */
 regmap_update_bits(spifc->regmap, REG_USER, USER_DIN_EN_MS,
      USER_DIN_EN_MS);

 if (last_chunk) {
  if (last_xfer)
   keep_cs = xfer->cs_change;
  else
   keep_cs = !xfer->cs_change;
 }

 regmap_update_bits(spifc->regmap, REG_USER4, USER4_CS_ACT,
      keep_cs ? USER4_CS_ACT : 0);

 /* clear transition done bit */
 regmap_update_bits(spifc->regmap, REG_SLAVE, SLAVE_TRST_DONE, 0);
 /* start transfer */
 regmap_update_bits(spifc->regmap, REG_CMD, CMD_USER, CMD_USER);

 ret = meson_spifc_wait_ready(spifc);

 if (!ret && xfer->rx_buf)
  meson_spifc_drain_buffer(spifc, xfer->rx_buf + offset, len);

 return ret;
}

/**
 * meson_spifc_transfer_one() - perform a single transfer
 * @host: the SPI host
 * @spi: the SPI device
 * @xfer: the current SPI transfer
 * Return: 0 on success, a negative value on error
 */
static int meson_spifc_transfer_one(struct spi_controller *host,
        struct spi_device *spi,
        struct spi_transfer *xfer)
{
 struct meson_spifc *spifc = spi_controller_get_devdata(host);
 int len, done = 0, ret = 0;

 meson_spifc_setup_speed(spifc, xfer->speed_hz);

 regmap_update_bits(spifc->regmap, REG_CTRL, CTRL_ENABLE_AHB, 0);

 while (done < xfer->len && !ret) {
  len = min_t(int, xfer->len - done, SPIFC_BUFFER_SIZE);
  ret = meson_spifc_txrx(spifc, xfer, done, len,
           spi_transfer_is_last(host, xfer),
           done + len >= xfer->len);
  done += len;
 }

 regmap_update_bits(spifc->regmap, REG_CTRL, CTRL_ENABLE_AHB,
      CTRL_ENABLE_AHB);

 return ret;
}

/**
 * meson_spifc_hw_init() - reset and initialize the SPI controller
 * @spifc: the Meson SPI device
 */
static void meson_spifc_hw_init(struct meson_spifc *spifc)
{
 /* reset device */
 regmap_update_bits(spifc->regmap, REG_SLAVE, SLAVE_SW_RST,
      SLAVE_SW_RST);
 /* disable compatible mode */
 regmap_update_bits(spifc->regmap, REG_USER, USER_CMP_MODE, 0);
 /* set master mode */
 regmap_update_bits(spifc->regmap, REG_SLAVE, SLAVE_OP_MODE, 0);
}

static int meson_spifc_probe(struct platform_device *pdev)
{
 struct spi_controller *host;
 struct meson_spifc *spifc;
 void __iomem *base;
 unsigned int rate;
 int ret = 0;

 host = spi_alloc_host(&pdev->dev, sizeof(struct meson_spifc));
 if (!host)
  return -ENOMEM;

 platform_set_drvdata(pdev, host);

 spifc = spi_controller_get_devdata(host);
 spifc->dev = &pdev->dev;

 base = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0);
 if (IS_ERR(base)) {
  ret = PTR_ERR(base);
  goto out_err;
 }

 spifc->regmap = devm_regmap_init_mmio(spifc->dev, base,
           &spifc_regmap_config);
 if (IS_ERR(spifc->regmap)) {
  ret = PTR_ERR(spifc->regmap);
  goto out_err;
 }

 spifc->clk = devm_clk_get_enabled(spifc->dev, NULL);
 if (IS_ERR(spifc->clk)) {
  dev_err(spifc->dev, "missing clock\n");
  ret = PTR_ERR(spifc->clk);
  goto out_err;
 }

 rate = clk_get_rate(spifc->clk);

 host->num_chipselect = 1;
 host->dev.of_node = pdev->dev.of_node;
 host->bits_per_word_mask = SPI_BPW_MASK(8);
 host->auto_runtime_pm = true;
 host->transfer_one = meson_spifc_transfer_one;
 host->min_speed_hz = rate >> 6;
 host->max_speed_hz = rate >> 1;

 meson_spifc_hw_init(spifc);

 pm_runtime_set_active(spifc->dev);
 pm_runtime_enable(spifc->dev);

 ret = devm_spi_register_controller(spifc->dev, host);
 if (ret) {
  dev_err(spifc->dev, "failed to register spi host\n");
  goto out_pm;
 }

 return 0;
out_pm:
 pm_runtime_disable(spifc->dev);
out_err:
 spi_controller_put(host);
 return ret;
}

static void meson_spifc_remove(struct platform_device *pdev)
{
 pm_runtime_get_sync(&pdev->dev);
 pm_runtime_disable(&pdev->dev);
}

#ifdef CONFIG_PM_SLEEP
static int meson_spifc_suspend(struct device *dev)
{
 struct spi_controller *host = dev_get_drvdata(dev);
 struct meson_spifc *spifc = spi_controller_get_devdata(host);
 int ret;

 ret = spi_controller_suspend(host);
 if (ret)
  return ret;

 if (!pm_runtime_suspended(dev))
  clk_disable_unprepare(spifc->clk);

 return 0;
}

static int meson_spifc_resume(struct device *dev)
{
 struct spi_controller *host = dev_get_drvdata(dev);
 struct meson_spifc *spifc = spi_controller_get_devdata(host);
 int ret;

 if (!pm_runtime_suspended(dev)) {
  ret = clk_prepare_enable(spifc->clk);
  if (ret)
   return ret;
 }

 meson_spifc_hw_init(spifc);

 ret = spi_controller_resume(host);
 if (ret)
  clk_disable_unprepare(spifc->clk);

 return ret;
}
#endif /* CONFIG_PM_SLEEP */

#ifdef CONFIG_PM
static int meson_spifc_runtime_suspend(struct device *dev)
{
 struct spi_controller *host = dev_get_drvdata(dev);
 struct meson_spifc *spifc = spi_controller_get_devdata(host);

 clk_disable_unprepare(spifc->clk);

 return 0;
}

static int meson_spifc_runtime_resume(struct device *dev)
{
 struct spi_controller *host = dev_get_drvdata(dev);
 struct meson_spifc *spifc = spi_controller_get_devdata(host);

 return clk_prepare_enable(spifc->clk);
}
#endif /* CONFIG_PM */

static const struct dev_pm_ops meson_spifc_pm_ops = {
 SET_SYSTEM_SLEEP_PM_OPS(meson_spifc_suspend, meson_spifc_resume)
 SET_RUNTIME_PM_OPS(meson_spifc_runtime_suspend,
      meson_spifc_runtime_resume,
      NULL)
};

static const struct of_device_id meson_spifc_dt_match[] = {
 { .compatible = "amlogic,meson6-spifc", },
 { .compatible = "amlogic,meson-gxbb-spifc", },
 { },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, meson_spifc_dt_match);

static struct platform_driver meson_spifc_driver = {
 .probe = meson_spifc_probe,
 .remove = meson_spifc_remove,
 .driver = {
  .name  = "meson-spifc",
  .of_match_table = of_match_ptr(meson_spifc_dt_match),
  .pm  = &meson_spifc_pm_ops,
 },
};

module_platform_driver(meson_spifc_driver);

MODULE_AUTHOR("Beniamino Galvani <b.galvani@gmail.com>");
MODULE_DESCRIPTION("Amlogic Meson SPIFC driver");
MODULE_LICENSE("GPL v2");