drivers/usb/host/pci-quirks.c

   1 /*
   2  * This file contains code to reset and initialize USB host controllers.
   3  * Some of it includes work-arounds for PCI hardware and BIOS quirks.
   4  * It may need to run early during booting -- before USB would normally
   5  * initialize -- to ensure that Linux doesn't use any legacy modes.
   6  *
   7  *  Copyright (c) 1999 Martin Mares <mj@ucw.cz>
   8  *  (and others)
   9  */
  10
  11 #include <linux/types.h>
  12 #include <linux/kconfig.h>
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/pci.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/delay.h>
  17 #include <linux/export.h>
  18 #include <linux/acpi.h>
  19 #include <linux/dmi.h>
  20 #include "pci-quirks.h"
  21 #include "xhci-ext-caps.h"
  22
  23
  24 #define UHCI_USBLEGSUP          0xc0            /* legacy support */
  25 #define UHCI_USBCMD             0               /* command register */
  26 #define UHCI_USBINTR            4               /* interrupt register */
  27 #define UHCI_USBLEGSUP_RWC      0x8f00          /* the R/WC bits */
  28 #define UHCI_USBLEGSUP_RO       0x5040          /* R/O and reserved bits */
  29 #define UHCI_USBCMD_RUN         0x0001          /* RUN/STOP bit */
  30 #define UHCI_USBCMD_HCRESET     0x0002          /* Host Controller reset */
  31 #define UHCI_USBCMD_EGSM        0x0008          /* Global Suspend Mode */
  32 #define UHCI_USBCMD_CONFIGURE   0x0040          /* Config Flag */
  33 #define UHCI_USBINTR_RESUME     0x0002          /* Resume interrupt enable */
  34
  35 #define OHCI_CONTROL            0x04
  36 #define OHCI_CMDSTATUS          0x08
  37 #define OHCI_INTRSTATUS         0x0c
  38 #define OHCI_INTRENABLE         0x10
  39 #define OHCI_INTRDISABLE        0x14
  40 #define OHCI_FMINTERVAL         0x34
  41 #define OHCI_HCFS               (3 << 6)        /* hc functional state */
  42 #define OHCI_HCR                (1 << 0)        /* host controller reset */
  43 #define OHCI_OCR                (1 << 3)        /* ownership change request */
  44 #define OHCI_CTRL_RWC           (1 << 9)        /* remote wakeup connected */
  45 #define OHCI_CTRL_IR            (1 << 8)        /* interrupt routing */
  46 #define OHCI_INTR_OC            (1 << 30)       /* ownership change */
  47
  48 #define EHCI_HCC_PARAMS         0x08            /* extended capabilities */
  49 #define EHCI_USBCMD             0               /* command register */
  50 #define EHCI_USBCMD_RUN         (1 << 0)        /* RUN/STOP bit */
  51 #define EHCI_USBSTS             4               /* status register */
  52 #define EHCI_USBSTS_HALTED      (1 << 12)       /* HCHalted bit */
  53 #define EHCI_USBINTR            8               /* interrupt register */
  54 #define EHCI_CONFIGFLAG         0x40            /* configured flag register */
  55 #define EHCI_USBLEGSUP          0               /* legacy support register */
  56 #define EHCI_USBLEGSUP_BIOS     (1 << 16)       /* BIOS semaphore */
  57 #define EHCI_USBLEGSUP_OS       (1 << 24)       /* OS semaphore */
  58 #define EHCI_USBLEGCTLSTS       4               /* legacy control/status */
  59 #define EHCI_USBLEGCTLSTS_SOOE  (1 << 13)       /* SMI on ownership change */
  60
  61 /* AMD quirk use */
  62 #define AB_REG_BAR_LOW          0xe0
  63 #define AB_REG_BAR_HIGH         0xe1
  64 #define AB_REG_BAR_SB700        0xf0
  65 #define AB_INDX(addr)           ((addr) + 0x00)
  66 #define AB_DATA(addr)           ((addr) + 0x04)
  67 #define AX_INDXC                0x30
  68 #define AX_DATAC                0x34
  69
  70 #define NB_PCIE_INDX_ADDR       0xe0
  71 #define NB_PCIE_INDX_DATA       0xe4
  72 #define PCIE_P_CNTL             0x10040
  73 #define BIF_NB                  0x10002
  74 #define NB_PIF0_PWRDOWN_0       0x01100012
  75 #define NB_PIF0_PWRDOWN_1       0x01100013
  76
  77 #define USB_INTEL_XUSB2PR      0xD0
  78 #define USB_INTEL_USB3_PSSEN   0xD8
  79
  80 static struct amd_chipset_info {
  81         struct pci_dev  *nb_dev;
  82         struct pci_dev  *smbus_dev;
  83         int nb_type;
  84         int sb_type;
  85         int isoc_reqs;
  86         int probe_count;
  87         int probe_result;
  88 } amd_chipset;
  89
  90 static DEFINE_SPINLOCK(amd_lock);
  91
  92 int usb_amd_find_chipset_info(void)
  93 {
  94         u8 rev = 0;
  95         unsigned long flags;
  96         struct amd_chipset_info info;
  97         int ret;
  98
  99         spin_lock_irqsave(&amd_lock, flags);
 100
 101         /* probe only once */
 102         if (amd_chipset.probe_count > 0) {
 103                 amd_chipset.probe_count++;
 104                 spin_unlock_irqrestore(&amd_lock, flags);
 105                 return amd_chipset.probe_result;
 106         }
 107         memset(&info, 0, sizeof(info));
 108         spin_unlock_irqrestore(&amd_lock, flags);
 109
 110         info.smbus_dev = pci_get_device(PCI_VENDOR_ID_ATI, 0x4385, NULL);
 111         if (info.smbus_dev) {
 112                 rev = info.smbus_dev->revision;
 113                 if (rev >= 0x40)
 114                         info.sb_type = 1;
 115                 else if (rev >= 0x30 && rev <= 0x3b)
 116                         info.sb_type = 3;
 117         } else {
 118                 info.smbus_dev = pci_get_device(PCI_VENDOR_ID_AMD,
 119                                                 0x780b, NULL);
 120                 if (!info.smbus_dev) {
 121                         ret = 0;
 122                         goto commit;
 123                 }
 124
 125                 rev = info.smbus_dev->revision;
 126                 if (rev >= 0x11 && rev <= 0x18)
 127                         info.sb_type = 2;
 128         }
 129
 130         if (info.sb_type == 0) {
 131                 if (info.smbus_dev) {
 132                         pci_dev_put(info.smbus_dev);
 133                         info.smbus_dev = NULL;
 134                 }
 135                 ret = 0;
 136                 goto commit;
 137         }
 138
 139         info.nb_dev = pci_get_device(PCI_VENDOR_ID_AMD, 0x9601, NULL);
 140         if (info.nb_dev) {
 141                 info.nb_type = 1;
 142         } else {
 143                 info.nb_dev = pci_get_device(PCI_VENDOR_ID_AMD, 0x1510, NULL);
 144                 if (info.nb_dev) {
 145                         info.nb_type = 2;
 146                 } else {
 147                         info.nb_dev = pci_get_device(PCI_VENDOR_ID_AMD,
 148                                                      0x9600, NULL);
 149                         if (info.nb_dev)
 150                                 info.nb_type = 3;
 151                 }
 152         }
 153
 154         ret = info.probe_result = 1;
 155         printk(KERN_DEBUG "QUIRK: Enable AMD PLL fix\n");
 156
 157 commit:
 158
 159         spin_lock_irqsave(&amd_lock, flags);
 160         if (amd_chipset.probe_count > 0) {
 161                 /* race - someone else was faster - drop devices */
 162
 163                 /* Mark that we where here */
 164                 amd_chipset.probe_count++;
 165                 ret = amd_chipset.probe_result;
 166
 167                 spin_unlock_irqrestore(&amd_lock, flags);
 168
 169                 if (info.nb_dev)
 170                         pci_dev_put(info.nb_dev);
 171                 if (info.smbus_dev)
 172                         pci_dev_put(info.smbus_dev);
 173
 174         } else {
 175                 /* no race - commit the result */
 176                 info.probe_count++;
 177                 amd_chipset = info;
 178                 spin_unlock_irqrestore(&amd_lock, flags);
 179         }
 180
 181         return ret;
 182 }
 183 EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_amd_find_chipset_info);
 184
 185 /*
 186  * The hardware normally enables the A-link power management feature, which
 187  * lets the system lower the power consumption in idle states.
 188  *
 189  * This USB quirk prevents the link going into that lower power state
 190  * during isochronous transfers.
 191  *
 192  * Without this quirk, isochronous stream on OHCI/EHCI/xHCI controllers of
 193  * some AMD platforms may stutter or have breaks occasionally.
 194  */
 195 static void usb_amd_quirk_pll(int disable)
 196 {
 197         u32 addr, addr_low, addr_high, val;
 198         u32 bit = disable ? 0 : 1;
 199         unsigned long flags;
 200
 201         spin_lock_irqsave(&amd_lock, flags);
 202
 203         if (disable) {
 204                 amd_chipset.isoc_reqs++;
 205                 if (amd_chipset.isoc_reqs > 1) {
 206                         spin_unlock_irqrestore(&amd_lock, flags);
 207                         return;
 208                 }
 209         } else {
 210                 amd_chipset.isoc_reqs--;
 211                 if (amd_chipset.isoc_reqs > 0) {
 212                         spin_unlock_irqrestore(&amd_lock, flags);
 213                         return;
 214                 }
 215         }
 216
 217         if (amd_chipset.sb_type == 1 || amd_chipset.sb_type == 2) {
 218                 outb_p(AB_REG_BAR_LOW, 0xcd6);
 219                 addr_low = inb_p(0xcd7);
 220                 outb_p(AB_REG_BAR_HIGH, 0xcd6);
 221                 addr_high = inb_p(0xcd7);
 222                 addr = addr_high << 8 | addr_low;
 223
 224                 outl_p(0x30, AB_INDX(addr));
 225                 outl_p(0x40, AB_DATA(addr));
 226                 outl_p(0x34, AB_INDX(addr));
 227                 val = inl_p(AB_DATA(addr));
 228         } else if (amd_chipset.sb_type == 3) {
 229                 pci_read_config_dword(amd_chipset.smbus_dev,
 230                                         AB_REG_BAR_SB700, &addr);
 231                 outl(AX_INDXC, AB_INDX(addr));
 232                 outl(0x40, AB_DATA(addr));
 233                 outl(AX_DATAC, AB_INDX(addr));
 234                 val = inl(AB_DATA(addr));
 235         } else {
 236                 spin_unlock_irqrestore(&amd_lock, flags);
 237                 return;
 238         }
 239
 240         if (disable) {
 241                 val &= ~0x08;
 242                 val |= (1 << 4) | (1 << 9);
 243         } else {
 244                 val |= 0x08;
 245                 val &= ~((1 << 4) | (1 << 9));
 246         }
 247         outl_p(val, AB_DATA(addr));
 248
 249         if (!amd_chipset.nb_dev) {
 250                 spin_unlock_irqrestore(&amd_lock, flags);
 251                 return;
 252         }
 253
 254         if (amd_chipset.nb_type == 1 || amd_chipset.nb_type == 3) {
 255                 addr = PCIE_P_CNTL;
 256                 pci_write_config_dword(amd_chipset.nb_dev,
 257                                         NB_PCIE_INDX_ADDR, addr);
 258                 pci_read_config_dword(amd_chipset.nb_dev,
 259                                         NB_PCIE_INDX_DATA, &val);
 260
 261                 val &= ~(1 | (1 << 3) | (1 << 4) | (1 << 9) | (1 << 12));
 262                 val |= bit | (bit << 3) | (bit << 12);
 263                 val |= ((!bit) << 4) | ((!bit) << 9);
 264                 pci_write_config_dword(amd_chipset.nb_dev,
 265                                         NB_PCIE_INDX_DATA, val);
 266
 267                 addr = BIF_NB;
 268                 pci_write_config_dword(amd_chipset.nb_dev,
 269                                         NB_PCIE_INDX_ADDR, addr);
 270                 pci_read_config_dword(amd_chipset.nb_dev,
 271                                         NB_PCIE_INDX_DATA, &val);
 272                 val &= ~(1 << 8);
 273                 val |= bit << 8;
 274
 275                 pci_write_config_dword(amd_chipset.nb_dev,
 276                                         NB_PCIE_INDX_DATA, val);
 277         } else if (amd_chipset.nb_type == 2) {
 278                 addr = NB_PIF0_PWRDOWN_0;
 279                 pci_write_config_dword(amd_chipset.nb_dev,
 280                                         NB_PCIE_INDX_ADDR, addr);
 281                 pci_read_config_dword(amd_chipset.nb_dev,
 282                                         NB_PCIE_INDX_DATA, &val);
 283                 if (disable)
 284                         val &= ~(0x3f << 7);
 285                 else
 286                         val |= 0x3f << 7;
 287
 288                 pci_write_config_dword(amd_chipset.nb_dev,
 289                                         NB_PCIE_INDX_DATA, val);
 290
 291                 addr = NB_PIF0_PWRDOWN_1;
 292                 pci_write_config_dword(amd_chipset.nb_dev,
 293                                         NB_PCIE_INDX_ADDR, addr);
 294                 pci_read_config_dword(amd_chipset.nb_dev,
 295                                         NB_PCIE_INDX_DATA, &val);
 296                 if (disable)
 297                         val &= ~(0x3f << 7);
 298                 else
 299                         val |= 0x3f << 7;
 300
 301                 pci_write_config_dword(amd_chipset.nb_dev,
 302                                         NB_PCIE_INDX_DATA, val);
 303         }
 304
 305         spin_unlock_irqrestore(&amd_lock, flags);
 306         return;
 307 }
 308
 309 void usb_amd_quirk_pll_disable(void)
 310 {
 311         usb_amd_quirk_pll(1);
 312 }
 313 EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_amd_quirk_pll_disable);
 314
 315 void usb_amd_quirk_pll_enable(void)
 316 {
 317         usb_amd_quirk_pll(0);
 318 }
 319 EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_amd_quirk_pll_enable);
 320
 321 void usb_amd_dev_put(void)
 322 {
 323         struct pci_dev *nb, *smbus;
 324         unsigned long flags;
 325
 326         spin_lock_irqsave(&amd_lock, flags);
 327
 328         amd_chipset.probe_count--;
 329         if (amd_chipset.probe_count > 0) {
 330                 spin_unlock_irqrestore(&amd_lock, flags);
 331                 return;
 332         }
 333
 334         /* save them to pci_dev_put outside of spinlock */
 335         nb    = amd_chipset.nb_dev;
 336         smbus = amd_chipset.smbus_dev;
 337
 338         amd_chipset.nb_dev = NULL;
 339         amd_chipset.smbus_dev = NULL;
 340         amd_chipset.nb_type = 0;
 341         amd_chipset.sb_type = 0;
 342         amd_chipset.isoc_reqs = 0;
 343         amd_chipset.probe_result = 0;
 344
 345         spin_unlock_irqrestore(&amd_lock, flags);
 346
 347         if (nb)
 348                 pci_dev_put(nb);
 349         if (smbus)
 350                 pci_dev_put(smbus);
 351 }
 352 EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_amd_dev_put);
 353
 354 /*
 355  * Make sure the controller is completely inactive, unable to
 356  * generate interrupts or do DMA.
 357  */
 358 void uhci_reset_hc(struct pci_dev *pdev, unsigned long base)
 359 {
 360         /* Turn off PIRQ enable and SMI enable.  (This also turns off the
 361          * BIOS's USB Legacy Support.)  Turn off all the R/WC bits too.
 362          */
 363         pci_write_config_word(pdev, UHCI_USBLEGSUP, UHCI_USBLEGSUP_RWC);
 364
 365         /* Reset the HC - this will force us to get a
 366          * new notification of any already connected
 367          * ports due to the virtual disconnect that it
 368          * implies.
 369          */
 370         outw(UHCI_USBCMD_HCRESET, base + UHCI_USBCMD);
 371         mb();
 372         udelay(5);
 373         if (inw(base + UHCI_USBCMD) & UHCI_USBCMD_HCRESET)
 374                 dev_warn(&pdev->dev, "HCRESET not completed yet!\n");
 375
 376         /* Just to be safe, disable interrupt requests and
 377          * make sure the controller is stopped.
 378          */
 379         outw(0, base + UHCI_USBINTR);
 380         outw(0, base + UHCI_USBCMD);
 381 }
 382 EXPORT_SYMBOL_GPL(uhci_reset_hc);
 383
 384 /*
 385  * Initialize a controller that was newly discovered or has just been
 386  * resumed.  In either case we can't be sure of its previous state.
 387  *
 388  * Returns: 1 if the controller was reset, 0 otherwise.
 389  */
 390 int uhci_check_and_reset_hc(struct pci_dev *pdev, unsigned long base)
 391 {
 392         u16 legsup;
 393         unsigned int cmd, intr;
 394
 395         /*
 396          * When restarting a suspended controller, we expect all the
 397          * settings to be the same as we left them:
 398          *
 399          *      PIRQ and SMI disabled, no R/W bits set in USBLEGSUP;
 400          *      Controller is stopped and configured with EGSM set;
 401          *      No interrupts enabled except possibly Resume Detect.
 402          *
 403          * If any of these conditions are violated we do a complete reset.
 404          */
 405         pci_read_config_word(pdev, UHCI_USBLEGSUP, &legsup);
 406         if (legsup & ~(UHCI_USBLEGSUP_RO | UHCI_USBLEGSUP_RWC)) {
 407                 dev_dbg(&pdev->dev, "%s: legsup = 0x%04x\n",
 408                                 __func__, legsup);
 409                 goto reset_needed;
 410         }
 411
 412         cmd = inw(base + UHCI_USBCMD);
 413         if ((cmd & UHCI_USBCMD_RUN) || !(cmd & UHCI_USBCMD_CONFIGURE) ||
 414                         !(cmd & UHCI_USBCMD_EGSM)) {
 415                 dev_dbg(&pdev->dev, "%s: cmd = 0x%04x\n",
 416                                 __func__, cmd);
 417                 goto reset_needed;
 418         }
 419
 420         intr = inw(base + UHCI_USBINTR);
 421         if (intr & (~UHCI_USBINTR_RESUME)) {
 422                 dev_dbg(&pdev->dev, "%s: intr = 0x%04x\n",
 423                                 __func__, intr);
 424                 goto reset_needed;
 425         }
 426         return 0;
 427
 428 reset_needed:
 429         dev_dbg(&pdev->dev, "Performing full reset\n");
 430         uhci_reset_hc(pdev, base);
 431         return 1;
 432 }
 433 EXPORT_SYMBOL_GPL(uhci_check_and_reset_hc);
 434
 435 static inline int io_type_enabled(struct pci_dev *pdev, unsigned int mask)
 436 {
 437         u16 cmd;
 438         return !pci_read_config_word(pdev, PCI_COMMAND, &cmd) && (cmd & mask);
 439 }
 440
 441 #define pio_enabled(dev) io_type_enabled(dev, PCI_COMMAND_IO)
 442 #define mmio_enabled(dev) io_type_enabled(dev, PCI_COMMAND_MEMORY)
 443
 444 static void __devinit quirk_usb_handoff_uhci(struct pci_dev *pdev)
 445 {
 446         unsigned long base = 0;
 447         int i;
 448
 449         if (!pio_enabled(pdev))
 450                 return;
 451
 452         for (i = 0; i < PCI_ROM_RESOURCE; i++)
 453                 if ((pci_resource_flags(pdev, i) & IORESOURCE_IO)) {
 454                         base = pci_resource_start(pdev, i);
 455                         break;
 456                 }
 457
 458         if (base)
 459                 uhci_check_and_reset_hc(pdev, base);
 460 }
 461
 462 static int __devinit mmio_resource_enabled(struct pci_dev *pdev, int idx)
 463 {
 464         return pci_resource_start(pdev, idx) && mmio_enabled(pdev);
 465 }
 466
 467 static void __devinit quirk_usb_handoff_ohci(struct pci_dev *pdev)
 468 {
 469         void __iomem *base;
 470         u32 control;
 471         u32 fminterval;
 472         int cnt;
 473
 474         if (!mmio_resource_enabled(pdev, 0))
 475                 return;
 476
 477         base = pci_ioremap_bar(pdev, 0);
 478         if (base == NULL)
 479                 return;
 480
 481         control = readl(base + OHCI_CONTROL);
 482
 483 /* On PA-RISC, PDC can leave IR set incorrectly; ignore it there. */
 484 #ifdef __hppa__
 485 #define OHCI_CTRL_MASK          (OHCI_CTRL_RWC | OHCI_CTRL_IR)
 486 #else
 487 #define OHCI_CTRL_MASK          OHCI_CTRL_RWC
 488
 489         if (control & OHCI_CTRL_IR) {
 490                 int wait_time = 500; /* arbitrary; 5 seconds */
 491                 writel(OHCI_INTR_OC, base + OHCI_INTRENABLE);
 492                 writel(OHCI_OCR, base + OHCI_CMDSTATUS);
 493                 while (wait_time > 0 &&
 494                                 readl(base + OHCI_CONTROL) & OHCI_CTRL_IR) {
 495                         wait_time -= 10;
 496                         msleep(10);
 497                 }
 498                 if (wait_time <= 0)
 499                         dev_warn(&pdev->dev, "OHCI: BIOS handoff failed"
 500                                         " (BIOS bug?) %08x\n",
 501                                         readl(base + OHCI_CONTROL));
 502         }
 503 #endif
 504
 505         /* disable interrupts */
 506         writel((u32) ~0, base + OHCI_INTRDISABLE);
 507
 508         /* Reset the USB bus, if the controller isn't already in RESET */
 509         if (control & OHCI_HCFS) {
 510                 /* Go into RESET, preserving RWC (and possibly IR) */
 511                 writel(control & OHCI_CTRL_MASK, base + OHCI_CONTROL);
 512                 readl(base + OHCI_CONTROL);
 513
 514                 /* drive bus reset for at least 50 ms (7.1.7.5) */
 515                 msleep(50);
 516         }
 517
 518         /* software reset of the controller, preserving HcFmInterval */
 519         fminterval = readl(base + OHCI_FMINTERVAL);
 520         writel(OHCI_HCR, base + OHCI_CMDSTATUS);
 521
 522         /* reset requires max 10 us delay */
 523         for (cnt = 30; cnt > 0; --cnt) {        /* ... allow extra time */
 524                 if ((readl(base + OHCI_CMDSTATUS) & OHCI_HCR) == 0)
 525                         break;
 526                 udelay(1);
 527         }
 528         writel(fminterval, base + OHCI_FMINTERVAL);
 529
 530         /* Now the controller is safely in SUSPEND and nothing can wake it up */
 531         iounmap(base);
 532 }
 533
 534 static const struct dmi_system_id __devinitconst ehci_dmi_nohandoff_table[] = {
 535         {
 536                 /*  Pegatron Lucid (ExoPC) */
 537                 .matches = {
 538                         DMI_MATCH(DMI_BOARD_NAME, "EXOPG06411"),
 539                         DMI_MATCH(DMI_BIOS_VERSION, "Lucid-CE-133"),
 540                 },
 541         },
 542         {
 543                 /*  Pegatron Lucid (Ordissimo AIRIS) */
 544                 .matches = {
 545                         DMI_MATCH(DMI_BOARD_NAME, "M11JB"),
 546                         DMI_MATCH(DMI_BIOS_VERSION, "Lucid-GE-133"),
 547                 },
 548         },
 549         { }
 550 };
 551
 552 static void __devinit ehci_bios_handoff(struct pci_dev *pdev,
 553                                         void __iomem *op_reg_base,
 554                                         u32 cap, u8 offset)
 555 {
 556         int try_handoff = 1, tried_handoff = 0;
 557
 558         /* The Pegatron Lucid tablet sporadically waits for 98 seconds trying
 559          * the handoff on its unused controller.  Skip it. */
 560         if (pdev->vendor == 0x8086 && pdev->device == 0x283a) {
 561                 if (dmi_check_system(ehci_dmi_nohandoff_table))
 562                         try_handoff = 0;
 563         }
 564
 565         if (try_handoff && (cap & EHCI_USBLEGSUP_BIOS)) {
 566                 dev_dbg(&pdev->dev, "EHCI: BIOS handoff\n");
 567
 568 #if 0
 569 /* aleksey_gorelov@phoenix.com reports that some systems need SMI forced on,
 570  * but that seems dubious in general (the BIOS left it off intentionally)
 571  * and is known to prevent some systems from booting.  so we won't do this
 572  * unless maybe we can determine when we're on a system that needs SMI forced.
 573  */
 574                 /* BIOS workaround (?): be sure the pre-Linux code
 575                  * receives the SMI
 576                  */
 577                 pci_read_config_dword(pdev, offset + EHCI_USBLEGCTLSTS, &val);
 578                 pci_write_config_dword(pdev, offset + EHCI_USBLEGCTLSTS,
 579                                        val | EHCI_USBLEGCTLSTS_SOOE);
 580 #endif
 581
 582                 /* some systems get upset if this semaphore is
 583                  * set for any other reason than forcing a BIOS
 584                  * handoff..
 585                  */
 586                 pci_write_config_byte(pdev, offset + 3, 1);
 587         }
 588
 589         /* if boot firmware now owns EHCI, spin till it hands it over. */
 590         if (try_handoff) {
 591                 int msec = 1000;
 592                 while ((cap & EHCI_USBLEGSUP_BIOS) && (msec > 0)) {
 593                         tried_handoff = 1;
 594                         msleep(10);
 595                         msec -= 10;
 596                         pci_read_config_dword(pdev, offset, &cap);
 597                 }
 598         }
 599
 600         if (cap & EHCI_USBLEGSUP_BIOS) {
 601                 /* well, possibly buggy BIOS... try to shut it down,
 602                  * and hope nothing goes too wrong
 603                  */
 604                 if (try_handoff)
 605                         dev_warn(&pdev->dev, "EHCI: BIOS handoff failed"
 606                                  " (BIOS bug?) %08x\n", cap);
 607                 pci_write_config_byte(pdev, offset + 2, 0);
 608         }
 609
 610         /* just in case, always disable EHCI SMIs */
 611         pci_write_config_dword(pdev, offset + EHCI_USBLEGCTLSTS, 0);
 612
 613         /* If the BIOS ever owned the controller then we can't expect
 614          * any power sessions to remain intact.
 615          */
 616         if (tried_handoff)
 617                 writel(0, op_reg_base + EHCI_CONFIGFLAG);
 618 }
 619
 620 static void __devinit quirk_usb_disable_ehci(struct pci_dev *pdev)
 621 {
 622         void __iomem *base, *op_reg_base;
 623         u32     hcc_params, cap, val;
 624         u8      offset, cap_length;
 625         int     wait_time, count = 256/4;
 626
 627         if (!mmio_resource_enabled(pdev, 0))
 628                 return;
 629
 630         base = pci_ioremap_bar(pdev, 0);
 631         if (base == NULL)
 632                 return;
 633
 634         cap_length = readb(base);
 635         op_reg_base = base + cap_length;
 636
 637         /* EHCI 0.96 and later may have "extended capabilities"
 638          * spec section 5.1 explains the bios handoff, e.g. for
 639          * booting from USB disk or using a usb keyboard
 640          */
 641         hcc_params = readl(base + EHCI_HCC_PARAMS);
 642         offset = (hcc_params >> 8) & 0xff;
 643         while (offset && --count) {
 644                 pci_read_config_dword(pdev, offset, &cap);
 645
 646                 switch (cap & 0xff) {
 647                 case 1:
 648                         ehci_bios_handoff(pdev, op_reg_base, cap, offset);
 649                         break;
 650                 case 0: /* Illegal reserved cap, set cap=0 so we exit */
 651                         cap = 0; /* then fallthrough... */
 652                 default:
 653                         dev_warn(&pdev->dev, "EHCI: unrecognized capability "
 654                                  "%02x\n", cap & 0xff);
 655                 }
 656                 offset = (cap >> 8) & 0xff;
 657         }
 658         if (!count)
 659                 dev_printk(KERN_DEBUG, &pdev->dev, "EHCI: capability loop?\n");
 660
 661         /*
 662          * halt EHCI & disable its interrupts in any case
 663          */
 664         val = readl(op_reg_base + EHCI_USBSTS);
 665         if ((val & EHCI_USBSTS_HALTED) == 0) {
 666                 val = readl(op_reg_base + EHCI_USBCMD);
 667                 val &= ~EHCI_USBCMD_RUN;
 668                 writel(val, op_reg_base + EHCI_USBCMD);
 669
 670                 wait_time = 2000;
 671                 do {
 672                         writel(0x3f, op_reg_base + EHCI_USBSTS);
 673                         udelay(100);
 674                         wait_time -= 100;
 675                         val = readl(op_reg_base + EHCI_USBSTS);
 676                         if ((val == ~(u32)0) || (val & EHCI_USBSTS_HALTED)) {
 677                                 break;
 678                         }
 679                 } while (wait_time > 0);
 680         }
 681         writel(0, op_reg_base + EHCI_USBINTR);
 682         writel(0x3f, op_reg_base + EHCI_USBSTS);
 683
 684         iounmap(base);
 685 }
 686
 687 /*
 688  * handshake - spin reading a register until handshake completes
 689  * @ptr: address of hc register to be read
 690  * @mask: bits to look at in result of read
 691  * @done: value of those bits when handshake succeeds
 692  * @wait_usec: timeout in microseconds
 693  * @delay_usec: delay in microseconds to wait between polling
 694  *
 695  * Polls a register every delay_usec microseconds.
 696  * Returns 0 when the mask bits have the value done.
 697  * Returns -ETIMEDOUT if this condition is not true after
 698  * wait_usec microseconds have passed.
 699  */
 700 static int handshake(void __iomem *ptr, u32 mask, u32 done,
 701                 int wait_usec, int delay_usec)
 702 {
 703         u32     result;
 704
 705         do {
 706                 result = readl(ptr);
 707                 result &= mask;
 708                 if (result == done)
 709                         return 0;
 710                 udelay(delay_usec);
 711                 wait_usec -= delay_usec;
 712         } while (wait_usec > 0);
 713         return -ETIMEDOUT;
 714 }
 715
 716 #define PCI_DEVICE_ID_INTEL_LYNX_POINT_XHCI     0x8C31
 717
 718 bool usb_is_intel_ppt_switchable_xhci(struct pci_dev *pdev)
 719 {
 720         return pdev->class == PCI_CLASS_SERIAL_USB_XHCI &&
 721                 pdev->vendor == PCI_VENDOR_ID_INTEL &&
 722                 pdev->device == PCI_DEVICE_ID_INTEL_PANTHERPOINT_XHCI;
 723 }
 724
 725 /* The Intel Lynx Point chipset also has switchable ports. */
 726 bool usb_is_intel_lpt_switchable_xhci(struct pci_dev *pdev)
 727 {
 728         return pdev->class == PCI_CLASS_SERIAL_USB_XHCI &&
 729                 pdev->vendor == PCI_VENDOR_ID_INTEL &&
 730                 pdev->device == PCI_DEVICE_ID_INTEL_LYNX_POINT_XHCI;
 731 }
 732
 733 bool usb_is_intel_switchable_xhci(struct pci_dev *pdev)
 734 {
 735         return usb_is_intel_ppt_switchable_xhci(pdev) ||
 736                 usb_is_intel_lpt_switchable_xhci(pdev);
 737 }
 738 EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_is_intel_switchable_xhci);
 739
 740 /*
 741  * Intel's Panther Point chipset has two host controllers (EHCI and xHCI) that
 742  * share some number of ports.  These ports can be switched between either
 743  * controller.  Not all of the ports under the EHCI host controller may be
 744  * switchable.
 745  *
 746  * The ports should be switched over to xHCI before PCI probes for any device
 747  * start.  This avoids active devices under EHCI being disconnected during the
 748  * port switchover, which could cause loss of data on USB storage devices, or
 749  * failed boot when the root file system is on a USB mass storage device and is
 750  * enumerated under EHCI first.
 751  *
 752  * We write into the xHC's PCI configuration space in some Intel-specific
 753  * registers to switch the ports over.  The USB 3.0 terminations and the USB
 754  * 2.0 data wires are switched separately.  We want to enable the SuperSpeed
 755  * terminations before switching the USB 2.0 wires over, so that USB 3.0
 756  * devices connect at SuperSpeed, rather than at USB 2.0 speeds.
 757  */
 758 void usb_enable_xhci_ports(struct pci_dev *xhci_pdev)
 759 {
 760         u32             ports_available;
 761
 762         /* Don't switchover the ports if the user hasn't compiled the xHCI
 763          * driver.  Otherwise they will see "dead" USB ports that don't power
 764          * the devices.
 765          */
 766         if (!IS_ENABLED(CONFIG_USB_XHCI_HCD)) {
 767                 dev_warn(&xhci_pdev->dev,
 768                                 "CONFIG_USB_XHCI_HCD is turned off, "
 769                                 "defaulting to EHCI.\n");
 770                 dev_warn(&xhci_pdev->dev,
 771                                 "USB 3.0 devices will work at USB 2.0 speeds.\n");
 772                 return;
 773         }
 774
 775         ports_available = 0xffffffff;
 776         /* Write USB3_PSSEN, the USB 3.0 Port SuperSpeed Enable
 777          * Register, to turn on SuperSpeed terminations for all
 778          * available ports.
 779          */
 780         pci_write_config_dword(xhci_pdev, USB_INTEL_USB3_PSSEN,
 781                         cpu_to_le32(ports_available));
 782
 783         pci_read_config_dword(xhci_pdev, USB_INTEL_USB3_PSSEN,
 784                         &ports_available);
 785         dev_dbg(&xhci_pdev->dev, "USB 3.0 ports that are now enabled "
 786                         "under xHCI: 0x%x\n", ports_available);
 787
 788         ports_available = 0xffffffff;
 789         /* Write XUSB2PR, the xHC USB 2.0 Port Routing Register, to
 790          * switch the USB 2.0 power and data lines over to the xHCI
 791          * host.
 792          */
 793         pci_write_config_dword(xhci_pdev, USB_INTEL_XUSB2PR,
 794                         cpu_to_le32(ports_available));
 795
 796         pci_read_config_dword(xhci_pdev, USB_INTEL_XUSB2PR,
 797                         &ports_available);
 798         dev_dbg(&xhci_pdev->dev, "USB 2.0 ports that are now switched over "
 799                         "to xHCI: 0x%x\n", ports_available);
 800 }
 801 EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_enable_xhci_ports);
 802
 803 /**
 804  * PCI Quirks for xHCI.
 805  *
 806  * Takes care of the handoff between the Pre-OS (i.e. BIOS) and the OS.
 807  * It signals to the BIOS that the OS wants control of the host controller,
 808  * and then waits 5 seconds for the BIOS to hand over control.
 809  * If we timeout, assume the BIOS is broken and take control anyway.
 810  */
 811 static void __devinit quirk_usb_handoff_xhci(struct pci_dev *pdev)
 812 {
 813         void __iomem *base;
 814         int ext_cap_offset;
 815         void __iomem *op_reg_base;
 816         u32 val;
 817         int timeout;
 818
 819         if (!mmio_resource_enabled(pdev, 0))
 820                 return;
 821
 822         base = ioremap_nocache(pci_resource_start(pdev, 0),
 823                                 pci_resource_len(pdev, 0));
 824         if (base == NULL)
 825                 return;
 826
 827         /*
 828          * Find the Legacy Support Capability register -
 829          * this is optional for xHCI host controllers.
 830          */
 831         ext_cap_offset = xhci_find_next_cap_offset(base, XHCI_HCC_PARAMS_OFFSET);
 832         do {
 833                 if (!ext_cap_offset)
 834                         /* We've reached the end of the extended capabilities */
 835                         goto hc_init;
 836                 val = readl(base + ext_cap_offset);
 837                 if (XHCI_EXT_CAPS_ID(val) == XHCI_EXT_CAPS_LEGACY)
 838                         break;
 839                 ext_cap_offset = xhci_find_next_cap_offset(base, ext_cap_offset);
 840         } while (1);
 841
 842         /* If the BIOS owns the HC, signal that the OS wants it, and wait */
 843         if (val & XHCI_HC_BIOS_OWNED) {
 844                 writel(val | XHCI_HC_OS_OWNED, base + ext_cap_offset);
 845
 846                 /* Wait for 5 seconds with 10 microsecond polling interval */
 847                 timeout = handshake(base + ext_cap_offset, XHCI_HC_BIOS_OWNED,
 848                                 0, 5000, 10);
 849
 850                 /* Assume a buggy BIOS and take HC ownership anyway */
 851                 if (timeout) {
 852                         dev_warn(&pdev->dev, "xHCI BIOS handoff failed"
 853                                         " (BIOS bug ?) %08x\n", val);
 854                         writel(val & ~XHCI_HC_BIOS_OWNED, base + ext_cap_offset);
 855                 }
 856         }
 857
 858         val = readl(base + ext_cap_offset + XHCI_LEGACY_CONTROL_OFFSET);
 859         /* Mask off (turn off) any enabled SMIs */
 860         val &= XHCI_LEGACY_DISABLE_SMI;
 861         /* Mask all SMI events bits, RW1C */
 862         val |= XHCI_LEGACY_SMI_EVENTS;
 863         /* Disable any BIOS SMIs and clear all SMI events*/
 864         writel(val, base + ext_cap_offset + XHCI_LEGACY_CONTROL_OFFSET);
 865
 866         if (usb_is_intel_switchable_xhci(pdev))
 867                 usb_enable_xhci_ports(pdev);
 868 hc_init:
 869         op_reg_base = base + XHCI_HC_LENGTH(readl(base));
 870
 871         /* Wait for the host controller to be ready before writing any
 872          * operational or runtime registers.  Wait 5 seconds and no more.
 873          */
 874         timeout = handshake(op_reg_base + XHCI_STS_OFFSET, XHCI_STS_CNR, 0,
 875                         5000, 10);
 876         /* Assume a buggy HC and start HC initialization anyway */
 877         if (timeout) {
 878                 val = readl(op_reg_base + XHCI_STS_OFFSET);
 879                 dev_warn(&pdev->dev,
 880                                 "xHCI HW not ready after 5 sec (HC bug?) "
 881                                 "status = 0x%x\n", val);
 882         }
 883
 884         /* Send the halt and disable interrupts command */
 885         val = readl(op_reg_base + XHCI_CMD_OFFSET);
 886         val &= ~(XHCI_CMD_RUN | XHCI_IRQS);
 887         writel(val, op_reg_base + XHCI_CMD_OFFSET);
 888
 889         /* Wait for the HC to halt - poll every 125 usec (one microframe). */
 890         timeout = handshake(op_reg_base + XHCI_STS_OFFSET, XHCI_STS_HALT, 1,
 891                         XHCI_MAX_HALT_USEC, 125);
 892         if (timeout) {
 893                 val = readl(op_reg_base + XHCI_STS_OFFSET);
 894                 dev_warn(&pdev->dev,
 895                                 "xHCI HW did not halt within %d usec "
 896                                 "status = 0x%x\n", XHCI_MAX_HALT_USEC, val);
 897         }
 898
 899         iounmap(base);
 900 }
 901
 902 static void __devinit quirk_usb_early_handoff(struct pci_dev *pdev)
 903 {
 904         /* Skip Netlogic mips SoC's internal PCI USB controller.
 905          * This device does not need/support EHCI/OHCI handoff
 906          */
 907         if (pdev->vendor == 0x184e)     /* vendor Netlogic */
 908                 return;
 909         if (pdev->class != PCI_CLASS_SERIAL_USB_UHCI &&
 910                         pdev->class != PCI_CLASS_SERIAL_USB_OHCI &&
 911                         pdev->class != PCI_CLASS_SERIAL_USB_EHCI &&
 912                         pdev->class != PCI_CLASS_SERIAL_USB_XHCI)
 913                 return;
 914
 915         if (pci_enable_device(pdev) < 0) {
 916                 dev_warn(&pdev->dev, "Can't enable PCI device, "
 917                                 "BIOS handoff failed.\n");
 918                 return;
 919         }
 920         if (pdev->class == PCI_CLASS_SERIAL_USB_UHCI)
 921                 quirk_usb_handoff_uhci(pdev);
 922         else if (pdev->class == PCI_CLASS_SERIAL_USB_OHCI)
 923                 quirk_usb_handoff_ohci(pdev);
 924         else if (pdev->class == PCI_CLASS_SERIAL_USB_EHCI)
 925                 quirk_usb_disable_ehci(pdev);
 926         else if (pdev->class == PCI_CLASS_SERIAL_USB_XHCI)
 927                 quirk_usb_handoff_xhci(pdev);
 928         pci_disable_device(pdev);
 929 }
 930 DECLARE_PCI_FIXUP_FINAL(PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, quirk_usb_early_handoff);