xref: /openbmc/linux/drivers/clk/bcm/clk-iproc-armpll.c (revision 4f2c0a4acffbec01079c28f839422e64ddeff004)
1*52e6676eSThomas Gleixner // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2*52e6676eSThomas Gleixner // Copyright (C) 2014 Broadcom Corporation
35fe225c1SRay Jui 
45fe225c1SRay Jui #include <linux/kernel.h>
55fe225c1SRay Jui #include <linux/slab.h>
65fe225c1SRay Jui #include <linux/err.h>
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13c895db85SBen Dooks #include "clk-iproc.h"
14c895db85SBen Dooks 
155fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_MAX_FREQ_POLICY                    0x3
165fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_POLICY_FREQ_OFFSET                 0x008
175fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_POLICY_FREQ_POLICY_FREQ_SHIFT      8
185fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_POLICY_FREQ_POLICY_FREQ_MASK       0x7
195fe225c1SRay Jui 
205fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARMA_OFFSET                     0xc00
215fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARMA_LOCK_SHIFT                 28
225fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARMA_PDIV_SHIFT                 24
235fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARMA_PDIV_MASK                  0xf
245fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARMA_NDIV_INT_SHIFT             8
255fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARMA_NDIV_INT_MASK              0x3ff
265fe225c1SRay Jui 
275fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARMB_OFFSET                     0xc04
285fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARMB_NDIV_FRAC_MASK             0xfffff
295fe225c1SRay Jui 
305fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARMC_OFFSET                     0xc08
315fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARMC_BYPCLK_EN_SHIFT            8
325fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARMC_MDIV_MASK                  0xff
335fe225c1SRay Jui 
345fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARMCTL5_OFFSET                  0xc20
355fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARMCTL5_H_MDIV_MASK             0xff
365fe225c1SRay Jui 
375fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARM_OFFSET_OFFSET               0xc24
385fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARM_SW_CTL_SHIFT                29
395fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARM_NDIV_INT_OFFSET_SHIFT       20
405fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARM_NDIV_INT_OFFSET_MASK        0xff
415fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_PLLARM_NDIV_FRAC_OFFSET_MASK       0xfffff
425fe225c1SRay Jui 
435fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_ARM_DIV_OFFSET                     0xe00
445fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_ARM_DIV_PLL_SELECT_OVERRIDE_SHIFT  4
455fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_ARM_DIV_ARM_PLL_SELECT_MASK        0xf
465fe225c1SRay Jui 
475fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_POLICY_DBG_OFFSET                  0xec0
485fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_POLICY_DBG_ACT_FREQ_SHIFT          12
495fe225c1SRay Jui #define IPROC_CLK_POLICY_DBG_ACT_FREQ_MASK           0x7
505fe225c1SRay Jui 
515fe225c1SRay Jui enum iproc_arm_pll_fid {
525fe225c1SRay Jui 	ARM_PLL_FID_CRYSTAL_CLK   = 0,
535fe225c1SRay Jui 	ARM_PLL_FID_SYS_CLK       = 2,
545fe225c1SRay Jui 	ARM_PLL_FID_CH0_SLOW_CLK  = 6,
555fe225c1SRay Jui 	ARM_PLL_FID_CH1_FAST_CLK  = 7
565fe225c1SRay Jui };
575fe225c1SRay Jui 
585fe225c1SRay Jui struct iproc_arm_pll {
595fe225c1SRay Jui 	struct clk_hw hw;
605fe225c1SRay Jui 	void __iomem *base;
615fe225c1SRay Jui 	unsigned long rate;
625fe225c1SRay Jui };
635fe225c1SRay Jui 
645fe225c1SRay Jui #define to_iproc_arm_pll(hw) container_of(hw, struct iproc_arm_pll, hw)
655fe225c1SRay Jui 
__get_fid(struct iproc_arm_pll * pll)665fe225c1SRay Jui static unsigned int __get_fid(struct iproc_arm_pll *pll)
675fe225c1SRay Jui {
685fe225c1SRay Jui 	u32 val;
695fe225c1SRay Jui 	unsigned int policy, fid, active_fid;
705fe225c1SRay Jui 
715fe225c1SRay Jui 	val = readl(pll->base + IPROC_CLK_ARM_DIV_OFFSET);
725fe225c1SRay Jui 	if (val & (1 << IPROC_CLK_ARM_DIV_PLL_SELECT_OVERRIDE_SHIFT))
735fe225c1SRay Jui 		policy = val & IPROC_CLK_ARM_DIV_ARM_PLL_SELECT_MASK;
745fe225c1SRay Jui 	else
755fe225c1SRay Jui 		policy = 0;
765fe225c1SRay Jui 
775fe225c1SRay Jui 	/* something is seriously wrong */
785fe225c1SRay Jui 	BUG_ON(policy > IPROC_CLK_MAX_FREQ_POLICY);
795fe225c1SRay Jui 
805fe225c1SRay Jui 	val = readl(pll->base + IPROC_CLK_POLICY_FREQ_OFFSET);
815fe225c1SRay Jui 	fid = (val >> (IPROC_CLK_POLICY_FREQ_POLICY_FREQ_SHIFT * policy)) &
825fe225c1SRay Jui 		IPROC_CLK_POLICY_FREQ_POLICY_FREQ_MASK;
835fe225c1SRay Jui 
845fe225c1SRay Jui 	val = readl(pll->base + IPROC_CLK_POLICY_DBG_OFFSET);
855fe225c1SRay Jui 	active_fid = IPROC_CLK_POLICY_DBG_ACT_FREQ_MASK &
865fe225c1SRay Jui 		(val >> IPROC_CLK_POLICY_DBG_ACT_FREQ_SHIFT);
875fe225c1SRay Jui 	if (fid != active_fid) {
885fe225c1SRay Jui 		pr_debug("%s: fid override %u->%u\n", __func__,	fid,
895fe225c1SRay Jui 				active_fid);
905fe225c1SRay Jui 		fid = active_fid;
915fe225c1SRay Jui 	}
925fe225c1SRay Jui 
935fe225c1SRay Jui 	pr_debug("%s: active fid: %u\n", __func__, fid);
945fe225c1SRay Jui 
955fe225c1SRay Jui 	return fid;
965fe225c1SRay Jui }
975fe225c1SRay Jui 
985fe225c1SRay Jui /*
995fe225c1SRay Jui  * Determine the mdiv (post divider) based on the frequency ID being used.
1005fe225c1SRay Jui  * There are 4 sources that can be used to derive the output clock rate:
1015fe225c1SRay Jui  *    - 25 MHz Crystal
1025fe225c1SRay Jui  *    - System clock
1035fe225c1SRay Jui  *    - PLL channel 0 (slow clock)
1045fe225c1SRay Jui  *    - PLL channel 1 (fast clock)
1055fe225c1SRay Jui  */
__get_mdiv(struct iproc_arm_pll * pll)1065fe225c1SRay Jui static int __get_mdiv(struct iproc_arm_pll *pll)
1075fe225c1SRay Jui {
1085fe225c1SRay Jui 	unsigned int fid;
1095fe225c1SRay Jui 	int mdiv;
1105fe225c1SRay Jui 	u32 val;
1115fe225c1SRay Jui 
1125fe225c1SRay Jui 	fid = __get_fid(pll);
1135fe225c1SRay Jui 
1145fe225c1SRay Jui 	switch (fid) {
1155fe225c1SRay Jui 	case ARM_PLL_FID_CRYSTAL_CLK:
1165fe225c1SRay Jui 	case ARM_PLL_FID_SYS_CLK:
1175fe225c1SRay Jui 		mdiv = 1;
1185fe225c1SRay Jui 		break;
1195fe225c1SRay Jui 
1205fe225c1SRay Jui 	case ARM_PLL_FID_CH0_SLOW_CLK:
1215fe225c1SRay Jui 		val = readl(pll->base + IPROC_CLK_PLLARMC_OFFSET);
1225fe225c1SRay Jui 		mdiv = val & IPROC_CLK_PLLARMC_MDIV_MASK;
1235fe225c1SRay Jui 		if (mdiv == 0)
1245fe225c1SRay Jui 			mdiv = 256;
1255fe225c1SRay Jui 		break;
1265fe225c1SRay Jui 
1275fe225c1SRay Jui 	case ARM_PLL_FID_CH1_FAST_CLK:
1285fe225c1SRay Jui 		val = readl(pll->base +	IPROC_CLK_PLLARMCTL5_OFFSET);
1295fe225c1SRay Jui 		mdiv = val & IPROC_CLK_PLLARMCTL5_H_MDIV_MASK;
1305fe225c1SRay Jui 		if (mdiv == 0)
1315fe225c1SRay Jui 			mdiv = 256;
1325fe225c1SRay Jui 		break;
1335fe225c1SRay Jui 
1345fe225c1SRay Jui 	default:
1355fe225c1SRay Jui 		mdiv = -EFAULT;
1365fe225c1SRay Jui 	}
1375fe225c1SRay Jui 
1385fe225c1SRay Jui 	return mdiv;
1395fe225c1SRay Jui }
1405fe225c1SRay Jui 
__get_ndiv(struct iproc_arm_pll * pll)1415fe225c1SRay Jui static unsigned int __get_ndiv(struct iproc_arm_pll *pll)
1425fe225c1SRay Jui {
1435fe225c1SRay Jui 	u32 val;
1445fe225c1SRay Jui 	unsigned int ndiv_int, ndiv_frac, ndiv;
1455fe225c1SRay Jui 
1465fe225c1SRay Jui 	val = readl(pll->base + IPROC_CLK_PLLARM_OFFSET_OFFSET);
1475fe225c1SRay Jui 	if (val & (1 << IPROC_CLK_PLLARM_SW_CTL_SHIFT)) {
1485fe225c1SRay Jui 		/*
1495fe225c1SRay Jui 		 * offset mode is active. Read the ndiv from the PLLARM OFFSET
1505fe225c1SRay Jui 		 * register
1515fe225c1SRay Jui 		 */
1525fe225c1SRay Jui 		ndiv_int = (val >> IPROC_CLK_PLLARM_NDIV_INT_OFFSET_SHIFT) &
1535fe225c1SRay Jui 			IPROC_CLK_PLLARM_NDIV_INT_OFFSET_MASK;
1545fe225c1SRay Jui 		if (ndiv_int == 0)
1555fe225c1SRay Jui 			ndiv_int = 256;
1565fe225c1SRay Jui 
1575fe225c1SRay Jui 		ndiv_frac = val & IPROC_CLK_PLLARM_NDIV_FRAC_OFFSET_MASK;
1585fe225c1SRay Jui 	} else {
1595fe225c1SRay Jui 		/* offset mode not active */
1605fe225c1SRay Jui 		val = readl(pll->base + IPROC_CLK_PLLARMA_OFFSET);
1615fe225c1SRay Jui 		ndiv_int = (val >> IPROC_CLK_PLLARMA_NDIV_INT_SHIFT) &
1625fe225c1SRay Jui 			IPROC_CLK_PLLARMA_NDIV_INT_MASK;
1635fe225c1SRay Jui 		if (ndiv_int == 0)
1645fe225c1SRay Jui 			ndiv_int = 1024;
1655fe225c1SRay Jui 
1665fe225c1SRay Jui 		val = readl(pll->base + IPROC_CLK_PLLARMB_OFFSET);
1675fe225c1SRay Jui 		ndiv_frac = val & IPROC_CLK_PLLARMB_NDIV_FRAC_MASK;
1685fe225c1SRay Jui 	}
1695fe225c1SRay Jui 
1705fe225c1SRay Jui 	ndiv = (ndiv_int << 20) | ndiv_frac;
1715fe225c1SRay Jui 
1725fe225c1SRay Jui 	return ndiv;
1735fe225c1SRay Jui }
1745fe225c1SRay Jui 
1755fe225c1SRay Jui /*
1765fe225c1SRay Jui  * The output frequency of the ARM PLL is calculated based on the ARM PLL
1775fe225c1SRay Jui  * divider values:
1785fe225c1SRay Jui  *   pdiv = ARM PLL pre-divider
1795fe225c1SRay Jui  *   ndiv = ARM PLL multiplier
1805fe225c1SRay Jui  *   mdiv = ARM PLL post divider
1815fe225c1SRay Jui  *
1825fe225c1SRay Jui  * The frequency is calculated by:
1835fe225c1SRay Jui  *   ((ndiv * parent clock rate) / pdiv) / mdiv
1845fe225c1SRay Jui  */
iproc_arm_pll_recalc_rate(struct clk_hw * hw,unsigned long parent_rate)1855fe225c1SRay Jui static unsigned long iproc_arm_pll_recalc_rate(struct clk_hw *hw,
1865fe225c1SRay Jui 		unsigned long parent_rate)
1875fe225c1SRay Jui {
1885fe225c1SRay Jui 	struct iproc_arm_pll *pll = to_iproc_arm_pll(hw);
1895fe225c1SRay Jui 	u32 val;
1905fe225c1SRay Jui 	int mdiv;
1915fe225c1SRay Jui 	u64 ndiv;
1925fe225c1SRay Jui 	unsigned int pdiv;
1935fe225c1SRay Jui 
1945fe225c1SRay Jui 	/* in bypass mode, use parent rate */
1955fe225c1SRay Jui 	val = readl(pll->base + IPROC_CLK_PLLARMC_OFFSET);
1965fe225c1SRay Jui 	if (val & (1 << IPROC_CLK_PLLARMC_BYPCLK_EN_SHIFT)) {
1975fe225c1SRay Jui 		pll->rate = parent_rate;
1985fe225c1SRay Jui 		return pll->rate;
1995fe225c1SRay Jui 	}
2005fe225c1SRay Jui 
2015fe225c1SRay Jui 	/* PLL needs to be locked */
2025fe225c1SRay Jui 	val = readl(pll->base + IPROC_CLK_PLLARMA_OFFSET);
2035fe225c1SRay Jui 	if (!(val & (1 << IPROC_CLK_PLLARMA_LOCK_SHIFT))) {
2045fe225c1SRay Jui 		pll->rate = 0;
2055fe225c1SRay Jui 		return 0;
2065fe225c1SRay Jui 	}
2075fe225c1SRay Jui 
2085fe225c1SRay Jui 	pdiv = (val >> IPROC_CLK_PLLARMA_PDIV_SHIFT) &
2095fe225c1SRay Jui 		IPROC_CLK_PLLARMA_PDIV_MASK;
2105fe225c1SRay Jui 	if (pdiv == 0)
2115fe225c1SRay Jui 		pdiv = 16;
2125fe225c1SRay Jui 
2135fe225c1SRay Jui 	ndiv = __get_ndiv(pll);
2145fe225c1SRay Jui 	mdiv = __get_mdiv(pll);
2155fe225c1SRay Jui 	if (mdiv <= 0) {
2165fe225c1SRay Jui 		pll->rate = 0;
2175fe225c1SRay Jui 		return 0;
2185fe225c1SRay Jui 	}
2195fe225c1SRay Jui 	pll->rate = (ndiv * parent_rate) >> 20;
2205fe225c1SRay Jui 	pll->rate = (pll->rate / pdiv) / mdiv;
2215fe225c1SRay Jui 
2225fe225c1SRay Jui 	pr_debug("%s: ARM PLL rate: %lu. parent rate: %lu\n", __func__,
2235fe225c1SRay Jui 		 pll->rate, parent_rate);
2245fe225c1SRay Jui 	pr_debug("%s: ndiv_int: %u, pdiv: %u, mdiv: %d\n", __func__,
2255fe225c1SRay Jui 		 (unsigned int)(ndiv >> 20), pdiv, mdiv);
2265fe225c1SRay Jui 
2275fe225c1SRay Jui 	return pll->rate;
2285fe225c1SRay Jui }
2295fe225c1SRay Jui 
2305fe225c1SRay Jui static const struct clk_ops iproc_arm_pll_ops = {
2315fe225c1SRay Jui 	.recalc_rate = iproc_arm_pll_recalc_rate,
2325fe225c1SRay Jui };
2335fe225c1SRay Jui 
iproc_armpll_setup(struct device_node * node)2345fe225c1SRay Jui void __init iproc_armpll_setup(struct device_node *node)
2355fe225c1SRay Jui {
2365fe225c1SRay Jui 	int ret;
2375fe225c1SRay Jui 	struct iproc_arm_pll *pll;
2385fe225c1SRay Jui 	struct clk_init_data init;
2395fe225c1SRay Jui 	const char *parent_name;
2405fe225c1SRay Jui 
2415fe225c1SRay Jui 	pll = kzalloc(sizeof(*pll), GFP_KERNEL);
2425fe225c1SRay Jui 	if (WARN_ON(!pll))
2435fe225c1SRay Jui 		return;
2445fe225c1SRay Jui 
2455fe225c1SRay Jui 	pll->base = of_iomap(node, 0);
2465fe225c1SRay Jui 	if (WARN_ON(!pll->base))
2475fe225c1SRay Jui 		goto err_free_pll;
2485fe225c1SRay Jui 
2495fe225c1SRay Jui 	init.name = node->name;
2505fe225c1SRay Jui 	init.ops = &iproc_arm_pll_ops;
2515fe225c1SRay Jui 	init.flags = 0;
2525fe225c1SRay Jui 	parent_name = of_clk_get_parent_name(node, 0);
2535fe225c1SRay Jui 	init.parent_names = (parent_name ? &parent_name : NULL);
2545fe225c1SRay Jui 	init.num_parents = (parent_name ? 1 : 0);
2555fe225c1SRay Jui 	pll->hw.init = &init;
2565fe225c1SRay Jui 
257ff02c6c0SStephen Boyd 	ret = clk_hw_register(NULL, &pll->hw);
258ff02c6c0SStephen Boyd 	if (WARN_ON(ret))
2595fe225c1SRay Jui 		goto err_iounmap;
2605fe225c1SRay Jui 
261ff02c6c0SStephen Boyd 	ret = of_clk_add_hw_provider(node, of_clk_hw_simple_get, &pll->hw);
2625fe225c1SRay Jui 	if (WARN_ON(ret))
2635fe225c1SRay Jui 		goto err_clk_unregister;
2645fe225c1SRay Jui 
2655fe225c1SRay Jui 	return;
2665fe225c1SRay Jui 
2675fe225c1SRay Jui err_clk_unregister:
268ff02c6c0SStephen Boyd 	clk_hw_unregister(&pll->hw);
2695fe225c1SRay Jui err_iounmap:
2705fe225c1SRay Jui 	iounmap(pll->base);
2715fe225c1SRay Jui err_free_pll:
2725fe225c1SRay Jui 	kfree(pll);
2735fe225c1SRay Jui }
274