forked from mirrors/linux
fpga: lattice machxo2: Add Lattice MachXO2 support
This patch adds support to the FPGA manager for programming MachXO2 device’s internal flash memory, via slave SPI. Signed-off-by: Paolo Pisati <p.pisati@gmail.com> [atull@kernel.org: use existing FPGA mgr API] Signed-off-by: Alan Tull <atull@kernel.org> Signed-off-by: Moritz Fischer <mdf@kernel.org> Signed-off-by: Greg Kroah-Hartman <gregkh@linuxfoundation.org>
This commit is contained in:
Paolo Pisati
Greg Kroah-Hartman
parent
d549ac081c
commit
88fb3a0023
3 changed files with 411 additions and 0 deletions
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@ -69,6 +69,13 @@ config FPGA_MGR_ICE40_SPI
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help
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help
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FPGA manager driver support for Lattice iCE40 FPGAs over SPI.
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FPGA manager driver support for Lattice iCE40 FPGAs over SPI.
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config FPGA_MGR_MACHXO2_SPI
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tristate "Lattice MachXO2 SPI"
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depends on SPI
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help
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FPGA manager driver support for Lattice MachXO2 configuration
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over slave SPI interface.
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config FPGA_MGR_TS73XX
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config FPGA_MGR_TS73XX
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tristate "Technologic Systems TS-73xx SBC FPGA Manager"
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tristate "Technologic Systems TS-73xx SBC FPGA Manager"
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depends on ARCH_EP93XX && MACH_TS72XX
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depends on ARCH_EP93XX && MACH_TS72XX
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@ -10,6 +10,7 @@ obj-$(CONFIG_FPGA) += fpga-mgr.o
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obj-$(CONFIG_FPGA_MGR_ALTERA_CVP) += altera-cvp.o
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obj-$(CONFIG_FPGA_MGR_ALTERA_CVP) += altera-cvp.o
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obj-$(CONFIG_FPGA_MGR_ALTERA_PS_SPI) += altera-ps-spi.o
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obj-$(CONFIG_FPGA_MGR_ALTERA_PS_SPI) += altera-ps-spi.o
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obj-$(CONFIG_FPGA_MGR_ICE40_SPI) += ice40-spi.o
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obj-$(CONFIG_FPGA_MGR_ICE40_SPI) += ice40-spi.o
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obj-$(CONFIG_FPGA_MGR_MACHXO2_SPI) += machxo2-spi.o
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obj-$(CONFIG_FPGA_MGR_SOCFPGA) += socfpga.o
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obj-$(CONFIG_FPGA_MGR_SOCFPGA) += socfpga.o
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obj-$(CONFIG_FPGA_MGR_SOCFPGA_A10) += socfpga-a10.o
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obj-$(CONFIG_FPGA_MGR_SOCFPGA_A10) += socfpga-a10.o
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obj-$(CONFIG_FPGA_MGR_TS73XX) += ts73xx-fpga.o
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obj-$(CONFIG_FPGA_MGR_TS73XX) += ts73xx-fpga.o
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403
drivers/fpga/machxo2-spi.c
Normal file
403
drivers/fpga/machxo2-spi.c
Normal file
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@ -0,0 +1,403 @@
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// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
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/*
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* Lattice MachXO2 Slave SPI Driver
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*
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* Manage Lattice FPGA firmware that is loaded over SPI using
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* the slave serial configuration interface.
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*
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* Copyright (C) 2018 Paolo Pisati <p.pisati@gmail.com>
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*/
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#include <linux/delay.h>
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#include <linux/fpga/fpga-mgr.h>
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#include <linux/gpio/consumer.h>
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#include <linux/module.h>
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#include <linux/of.h>
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#include <linux/spi/spi.h>
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/* MachXO2 Programming Guide - sysCONFIG Programming Commands */
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#define IDCODE_PUB {0xe0, 0x00, 0x00, 0x00}
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#define ISC_ENABLE {0xc6, 0x08, 0x00, 0x00}
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#define ISC_ERASE {0x0e, 0x04, 0x00, 0x00}
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#define ISC_PROGRAMDONE {0x5e, 0x00, 0x00, 0x00}
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#define LSC_INITADDRESS {0x46, 0x00, 0x00, 0x00}
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#define LSC_PROGINCRNV {0x70, 0x00, 0x00, 0x01}
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#define LSC_READ_STATUS {0x3c, 0x00, 0x00, 0x00}
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#define LSC_REFRESH {0x79, 0x00, 0x00, 0x00}
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/*
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* Max CCLK in Slave SPI mode according to 'MachXO2 Family Data
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* Sheet' sysCONFIG Port Timing Specifications (3-36)
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*/
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#define MACHXO2_MAX_SPEED 66000000
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#define MACHXO2_LOW_DELAY_USEC 5
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#define MACHXO2_HIGH_DELAY_USEC 200
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#define MACHXO2_REFRESH_USEC 4800
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#define MACHXO2_MAX_BUSY_LOOP 128
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#define MACHXO2_MAX_REFRESH_LOOP 16
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#define MACHXO2_PAGE_SIZE 16
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#define MACHXO2_BUF_SIZE (MACHXO2_PAGE_SIZE + 4)
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/* Status register bits, errors and error mask */
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#define BUSY 12
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#define DONE 8
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#define DVER 27
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#define ENAB 9
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#define ERRBITS 23
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#define ERRMASK 7
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#define FAIL 13
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#define ENOERR 0 /* no error */
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#define EID 1
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#define ECMD 2
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#define ECRC 3
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#define EPREAM 4 /* preamble error */
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#define EABRT 5 /* abort error */
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#define EOVERFL 6 /* overflow error */
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#define ESDMEOF 7 /* SDM EOF */
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static inline u8 get_err(unsigned long *status)
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{
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return (*status >> ERRBITS) & ERRMASK;
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}
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static int get_status(struct spi_device *spi, unsigned long *status)
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{
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struct spi_message msg;
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struct spi_transfer rx, tx;
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static const u8 cmd[] = LSC_READ_STATUS;
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int ret;
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memset(&rx, 0, sizeof(rx));
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memset(&tx, 0, sizeof(tx));
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tx.tx_buf = cmd;
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tx.len = sizeof(cmd);
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rx.rx_buf = status;
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rx.len = 4;
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spi_message_init(&msg);
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spi_message_add_tail(&tx, &msg);
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|
spi_message_add_tail(&rx, &msg);
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|
ret = spi_sync(spi, &msg);
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if (ret)
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return ret;
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*status = be32_to_cpu(*status);
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return 0;
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}
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#ifdef DEBUG
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static const char *get_err_string(u8 err)
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{
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switch (err) {
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case ENOERR: return "No Error";
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case EID: return "ID ERR";
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|
case ECMD: return "CMD ERR";
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|
case ECRC: return "CRC ERR";
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|
case EPREAM: return "Preamble ERR";
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|
case EABRT: return "Abort ERR";
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||||||
|
case EOVERFL: return "Overflow ERR";
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||||||
|
case ESDMEOF: return "SDM EOF";
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|
}
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|
return "Default switch case";
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|
}
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#endif
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static void dump_status_reg(unsigned long *status)
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{
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#ifdef DEBUG
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pr_debug("machxo2 status: 0x%08lX - done=%d, cfgena=%d, busy=%d, fail=%d, devver=%d, err=%s\n",
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*status, test_bit(DONE, status), test_bit(ENAB, status),
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|
test_bit(BUSY, status), test_bit(FAIL, status),
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|
test_bit(DVER, status), get_err_string(get_err(status)));
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|
#endif
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}
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static int wait_until_not_busy(struct spi_device *spi)
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{
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unsigned long status;
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|
int ret, loop = 0;
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do {
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|
ret = get_status(spi, &status);
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if (ret)
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|
return ret;
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if (++loop >= MACHXO2_MAX_BUSY_LOOP)
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return -EBUSY;
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|
} while (test_bit(BUSY, &status));
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return 0;
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|
}
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|
static int machxo2_cleanup(struct fpga_manager *mgr)
|
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|
{
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|
struct spi_device *spi = mgr->priv;
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|
struct spi_message msg;
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|
struct spi_transfer tx[2];
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|
static const u8 erase[] = ISC_ERASE;
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|
static const u8 refresh[] = LSC_REFRESH;
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|
int ret;
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|
||||||
|
memset(tx, 0, sizeof(tx));
|
||||||
|
spi_message_init(&msg);
|
||||||
|
tx[0].tx_buf = &erase;
|
||||||
|
tx[0].len = sizeof(erase);
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||||||
|
spi_message_add_tail(&tx[0], &msg);
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||||||
|
ret = spi_sync(spi, &msg);
|
||||||
|
if (ret)
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|
goto fail;
|
||||||
|
|
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|
ret = wait_until_not_busy(spi);
|
||||||
|
if (ret)
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||||||
|
goto fail;
|
||||||
|
|
||||||
|
spi_message_init(&msg);
|
||||||
|
tx[1].tx_buf = &refresh;
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|
tx[1].len = sizeof(refresh);
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|
tx[1].delay_usecs = MACHXO2_REFRESH_USEC;
|
||||||
|
spi_message_add_tail(&tx[1], &msg);
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|
ret = spi_sync(spi, &msg);
|
||||||
|
if (ret)
|
||||||
|
goto fail;
|
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|
|
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|
return 0;
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|
fail:
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|
dev_err(&mgr->dev, "Cleanup failed\n");
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return ret;
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|
}
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static enum fpga_mgr_states machxo2_spi_state(struct fpga_manager *mgr)
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{
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struct spi_device *spi = mgr->priv;
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unsigned long status;
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get_status(spi, &status);
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|
if (!test_bit(BUSY, &status) && test_bit(DONE, &status) &&
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|
get_err(&status) == ENOERR)
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|
return FPGA_MGR_STATE_OPERATING;
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|
return FPGA_MGR_STATE_UNKNOWN;
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|
}
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|
static int machxo2_write_init(struct fpga_manager *mgr,
|
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|
struct fpga_image_info *info,
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|
const char *buf, size_t count)
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|
{
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|
struct spi_device *spi = mgr->priv;
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|
struct spi_message msg;
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|
struct spi_transfer tx[3];
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|
static const u8 enable[] = ISC_ENABLE;
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|
static const u8 erase[] = ISC_ERASE;
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|
static const u8 initaddr[] = LSC_INITADDRESS;
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|
unsigned long status;
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|
int ret;
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|
if ((info->flags & FPGA_MGR_PARTIAL_RECONFIG)) {
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dev_err(&mgr->dev,
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|
"Partial reconfiguration is not supported\n");
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|
return -ENOTSUPP;
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|
}
|
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|
|
||||||
|
get_status(spi, &status);
|
||||||
|
dump_status_reg(&status);
|
||||||
|
memset(tx, 0, sizeof(tx));
|
||||||
|
spi_message_init(&msg);
|
||||||
|
tx[0].tx_buf = &enable;
|
||||||
|
tx[0].len = sizeof(enable);
|
||||||
|
tx[0].delay_usecs = MACHXO2_LOW_DELAY_USEC;
|
||||||
|
spi_message_add_tail(&tx[0], &msg);
|
||||||
|
|
||||||
|
tx[1].tx_buf = &erase;
|
||||||
|
tx[1].len = sizeof(erase);
|
||||||
|
spi_message_add_tail(&tx[1], &msg);
|
||||||
|
ret = spi_sync(spi, &msg);
|
||||||
|
if (ret)
|
||||||
|
goto fail;
|
||||||
|
|
||||||
|
ret = wait_until_not_busy(spi);
|
||||||
|
if (ret)
|
||||||
|
goto fail;
|
||||||
|
|
||||||
|
get_status(spi, &status);
|
||||||
|
if (test_bit(FAIL, &status))
|
||||||
|
goto fail;
|
||||||
|
dump_status_reg(&status);
|
||||||
|
|
||||||
|
spi_message_init(&msg);
|
||||||
|
tx[2].tx_buf = &initaddr;
|
||||||
|
tx[2].len = sizeof(initaddr);
|
||||||
|
spi_message_add_tail(&tx[2], &msg);
|
||||||
|
ret = spi_sync(spi, &msg);
|
||||||
|
if (ret)
|
||||||
|
goto fail;
|
||||||
|
|
||||||
|
get_status(spi, &status);
|
||||||
|
dump_status_reg(&status);
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
fail:
|
||||||
|
dev_err(&mgr->dev, "Error during FPGA init.\n");
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||||||
|
|
||||||
|
return ret;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int machxo2_write(struct fpga_manager *mgr, const char *buf,
|
||||||
|
size_t count)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct spi_device *spi = mgr->priv;
|
||||||
|
struct spi_message msg;
|
||||||
|
struct spi_transfer tx;
|
||||||
|
static const u8 progincr[] = LSC_PROGINCRNV;
|
||||||
|
u8 payload[MACHXO2_BUF_SIZE];
|
||||||
|
unsigned long status;
|
||||||
|
int i, ret;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (count % MACHXO2_PAGE_SIZE != 0) {
|
||||||
|
dev_err(&mgr->dev, "Malformed payload.\n");
|
||||||
|
return -EINVAL;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
get_status(spi, &status);
|
||||||
|
dump_status_reg(&status);
|
||||||
|
memcpy(payload, &progincr, sizeof(progincr));
|
||||||
|
for (i = 0; i < count; i += MACHXO2_PAGE_SIZE) {
|
||||||
|
memcpy(&payload[sizeof(progincr)], &buf[i], MACHXO2_PAGE_SIZE);
|
||||||
|
memset(&tx, 0, sizeof(tx));
|
||||||
|
spi_message_init(&msg);
|
||||||
|
tx.tx_buf = payload;
|
||||||
|
tx.len = MACHXO2_BUF_SIZE;
|
||||||
|
tx.delay_usecs = MACHXO2_HIGH_DELAY_USEC;
|
||||||
|
spi_message_add_tail(&tx, &msg);
|
||||||
|
ret = spi_sync(spi, &msg);
|
||||||
|
if (ret) {
|
||||||
|
dev_err(&mgr->dev, "Error loading the bitstream.\n");
|
||||||
|
return ret;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
get_status(spi, &status);
|
||||||
|
dump_status_reg(&status);
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int machxo2_write_complete(struct fpga_manager *mgr,
|
||||||
|
struct fpga_image_info *info)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct spi_device *spi = mgr->priv;
|
||||||
|
struct spi_message msg;
|
||||||
|
struct spi_transfer tx[2];
|
||||||
|
static const u8 progdone[] = ISC_PROGRAMDONE;
|
||||||
|
static const u8 refresh[] = LSC_REFRESH;
|
||||||
|
unsigned long status;
|
||||||
|
int ret, refreshloop = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
memset(tx, 0, sizeof(tx));
|
||||||
|
spi_message_init(&msg);
|
||||||
|
tx[0].tx_buf = &progdone;
|
||||||
|
tx[0].len = sizeof(progdone);
|
||||||
|
spi_message_add_tail(&tx[0], &msg);
|
||||||
|
ret = spi_sync(spi, &msg);
|
||||||
|
if (ret)
|
||||||
|
goto fail;
|
||||||
|
ret = wait_until_not_busy(spi);
|
||||||
|
if (ret)
|
||||||
|
goto fail;
|
||||||
|
|
||||||
|
get_status(spi, &status);
|
||||||
|
dump_status_reg(&status);
|
||||||
|
if (!test_bit(DONE, &status)) {
|
||||||
|
machxo2_cleanup(mgr);
|
||||||
|
goto fail;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
do {
|
||||||
|
spi_message_init(&msg);
|
||||||
|
tx[1].tx_buf = &refresh;
|
||||||
|
tx[1].len = sizeof(refresh);
|
||||||
|
tx[1].delay_usecs = MACHXO2_REFRESH_USEC;
|
||||||
|
spi_message_add_tail(&tx[1], &msg);
|
||||||
|
ret = spi_sync(spi, &msg);
|
||||||
|
if (ret)
|
||||||
|
goto fail;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* check refresh status */
|
||||||
|
get_status(spi, &status);
|
||||||
|
dump_status_reg(&status);
|
||||||
|
if (!test_bit(BUSY, &status) && test_bit(DONE, &status) &&
|
||||||
|
get_err(&status) == ENOERR)
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
if (++refreshloop == MACHXO2_MAX_REFRESH_LOOP) {
|
||||||
|
machxo2_cleanup(mgr);
|
||||||
|
goto fail;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
} while (1);
|
||||||
|
|
||||||
|
get_status(spi, &status);
|
||||||
|
dump_status_reg(&status);
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
fail:
|
||||||
|
dev_err(&mgr->dev, "Refresh failed.\n");
|
||||||
|
|
||||||
|
return ret;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static const struct fpga_manager_ops machxo2_ops = {
|
||||||
|
.state = machxo2_spi_state,
|
||||||
|
.write_init = machxo2_write_init,
|
||||||
|
.write = machxo2_write,
|
||||||
|
.write_complete = machxo2_write_complete,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
static int machxo2_spi_probe(struct spi_device *spi)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct device *dev = &spi->dev;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (spi->max_speed_hz > MACHXO2_MAX_SPEED) {
|
||||||
|
dev_err(dev, "Speed is too high\n");
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return -EINVAL;
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}
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return fpga_mgr_register(dev, "Lattice MachXO2 SPI FPGA Manager",
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&machxo2_ops, spi);
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}
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static int machxo2_spi_remove(struct spi_device *spi)
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{
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struct device *dev = &spi->dev;
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fpga_mgr_unregister(dev);
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return 0;
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}
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static const struct of_device_id of_match[] = {
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{ .compatible = "lattice,machxo2-slave-spi", },
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{}
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};
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MODULE_DEVICE_TABLE(of, of_match);
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static const struct spi_device_id lattice_ids[] = {
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{ "machxo2-slave-spi", 0 },
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{ },
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};
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MODULE_DEVICE_TABLE(spi, lattice_ids);
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static struct spi_driver machxo2_spi_driver = {
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.driver = {
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.name = "machxo2-slave-spi",
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.of_match_table = of_match_ptr(of_match),
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|
},
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.probe = machxo2_spi_probe,
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||||||
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.remove = machxo2_spi_remove,
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||||||
|
.id_table = lattice_ids,
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|
};
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module_spi_driver(machxo2_spi_driver)
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MODULE_AUTHOR("Paolo Pisati <p.pisati@gmail.com>");
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MODULE_DESCRIPTION("Load Lattice FPGA firmware over SPI");
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|
MODULE_LICENSE("GPL v2");
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