xref: /openbmc/linux/drivers/ptp/ptp_dte.c (revision bc33f5e5)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 // Copyright 2017 Broadcom
3 
4 #include <linux/err.h>
5 #include <linux/io.h>
6 #include <linux/module.h>
7 #include <linux/mod_devicetable.h>
8 #include <linux/platform_device.h>
9 #include <linux/ptp_clock_kernel.h>
10 #include <linux/types.h>
11 
12 #define DTE_NCO_LOW_TIME_REG	0x00
13 #define DTE_NCO_TIME_REG	0x04
14 #define DTE_NCO_OVERFLOW_REG	0x08
15 #define DTE_NCO_INC_REG		0x0c
16 
17 #define DTE_NCO_SUM2_MASK	0xffffffff
18 #define DTE_NCO_SUM2_SHIFT	4ULL
19 
20 #define DTE_NCO_SUM3_MASK	0xff
21 #define DTE_NCO_SUM3_SHIFT	36ULL
22 #define DTE_NCO_SUM3_WR_SHIFT	8
23 
24 #define DTE_NCO_TS_WRAP_MASK	0xfff
25 #define DTE_NCO_TS_WRAP_LSHIFT	32
26 
27 #define DTE_NCO_INC_DEFAULT	0x80000000
28 #define DTE_NUM_REGS_TO_RESTORE	4
29 
30 /* Full wrap around is 44bits in ns (~4.887 hrs) */
31 #define DTE_WRAP_AROUND_NSEC_SHIFT 44
32 
33 /* 44 bits NCO */
34 #define DTE_NCO_MAX_NS	0xFFFFFFFFFFFLL
35 
36 /* 125MHz with 3.29 reg cfg */
37 #define DTE_PPB_ADJ(ppb) (u32)(div64_u64((((u64)abs(ppb) * BIT(28)) +\
38 				      62500000ULL), 125000000ULL))
39 
40 /* ptp dte priv structure */
41 struct ptp_dte {
42 	void __iomem *regs;
43 	struct ptp_clock *ptp_clk;
44 	struct ptp_clock_info caps;
45 	struct device *dev;
46 	u32 ts_ovf_last;
47 	u32 ts_wrap_cnt;
48 	spinlock_t lock;
49 	u32 reg_val[DTE_NUM_REGS_TO_RESTORE];
50 };
51 
52 static void dte_write_nco(void __iomem *regs, s64 ns)
53 {
54 	u32 sum2, sum3;
55 
56 	sum2 = (u32)((ns >> DTE_NCO_SUM2_SHIFT) & DTE_NCO_SUM2_MASK);
57 	/* compensate for ignoring sum1 */
58 	if (sum2 != DTE_NCO_SUM2_MASK)
59 		sum2++;
60 
61 	/* to write sum3, bits [15:8] needs to be written */
62 	sum3 = (u32)(((ns >> DTE_NCO_SUM3_SHIFT) & DTE_NCO_SUM3_MASK) <<
63 		     DTE_NCO_SUM3_WR_SHIFT);
64 
65 	writel(0, (regs + DTE_NCO_LOW_TIME_REG));
66 	writel(sum2, (regs + DTE_NCO_TIME_REG));
67 	writel(sum3, (regs + DTE_NCO_OVERFLOW_REG));
68 }
69 
70 static s64 dte_read_nco(void __iomem *regs)
71 {
72 	u32 sum2, sum3;
73 	s64 ns;
74 
75 	/*
76 	 * ignoring sum1 (4 bits) gives a 16ns resolution, which
77 	 * works due to the async register read.
78 	 */
79 	sum3 = readl(regs + DTE_NCO_OVERFLOW_REG) & DTE_NCO_SUM3_MASK;
80 	sum2 = readl(regs + DTE_NCO_TIME_REG);
81 	ns = ((s64)sum3 << DTE_NCO_SUM3_SHIFT) |
82 		 ((s64)sum2 << DTE_NCO_SUM2_SHIFT);
83 
84 	return ns;
85 }
86 
87 static void dte_write_nco_delta(struct ptp_dte *ptp_dte, s64 delta)
88 {
89 	s64 ns;
90 
91 	ns = dte_read_nco(ptp_dte->regs);
92 
93 	/* handle wraparound conditions */
94 	if ((delta < 0) && (abs(delta) > ns)) {
95 		if (ptp_dte->ts_wrap_cnt) {
96 			ns += DTE_NCO_MAX_NS + delta;
97 			ptp_dte->ts_wrap_cnt--;
98 		} else {
99 			ns = 0;
100 		}
101 	} else {
102 		ns += delta;
103 		if (ns > DTE_NCO_MAX_NS) {
104 			ptp_dte->ts_wrap_cnt++;
105 			ns -= DTE_NCO_MAX_NS;
106 		}
107 	}
108 
109 	dte_write_nco(ptp_dte->regs, ns);
110 
111 	ptp_dte->ts_ovf_last = (ns >> DTE_NCO_TS_WRAP_LSHIFT) &
112 			DTE_NCO_TS_WRAP_MASK;
113 }
114 
115 static s64 dte_read_nco_with_ovf(struct ptp_dte *ptp_dte)
116 {
117 	u32 ts_ovf;
118 	s64 ns = 0;
119 
120 	ns = dte_read_nco(ptp_dte->regs);
121 
122 	/*Timestamp overflow: 8 LSB bits of sum3, 4 MSB bits of sum2 */
123 	ts_ovf = (ns >> DTE_NCO_TS_WRAP_LSHIFT) & DTE_NCO_TS_WRAP_MASK;
124 
125 	/* Check for wrap around */
126 	if (ts_ovf < ptp_dte->ts_ovf_last)
127 		ptp_dte->ts_wrap_cnt++;
128 
129 	ptp_dte->ts_ovf_last = ts_ovf;
130 
131 	/* adjust for wraparounds */
132 	ns += (s64)(BIT_ULL(DTE_WRAP_AROUND_NSEC_SHIFT) * ptp_dte->ts_wrap_cnt);
133 
134 	return ns;
135 }
136 
137 static int ptp_dte_adjfreq(struct ptp_clock_info *ptp, s32 ppb)
138 {
139 	u32 nco_incr;
140 	unsigned long flags;
141 	struct ptp_dte *ptp_dte = container_of(ptp, struct ptp_dte, caps);
142 
143 	if (abs(ppb) > ptp_dte->caps.max_adj) {
144 		dev_err(ptp_dte->dev, "ppb adj too big\n");
145 		return -EINVAL;
146 	}
147 
148 	if (ppb < 0)
149 		nco_incr = DTE_NCO_INC_DEFAULT - DTE_PPB_ADJ(ppb);
150 	else
151 		nco_incr = DTE_NCO_INC_DEFAULT + DTE_PPB_ADJ(ppb);
152 
153 	spin_lock_irqsave(&ptp_dte->lock, flags);
154 	writel(nco_incr, ptp_dte->regs + DTE_NCO_INC_REG);
155 	spin_unlock_irqrestore(&ptp_dte->lock, flags);
156 
157 	return 0;
158 }
159 
160 static int ptp_dte_adjtime(struct ptp_clock_info *ptp, s64 delta)
161 {
162 	unsigned long flags;
163 	struct ptp_dte *ptp_dte = container_of(ptp, struct ptp_dte, caps);
164 
165 	spin_lock_irqsave(&ptp_dte->lock, flags);
166 	dte_write_nco_delta(ptp_dte, delta);
167 	spin_unlock_irqrestore(&ptp_dte->lock, flags);
168 
169 	return 0;
170 }
171 
172 static int ptp_dte_gettime(struct ptp_clock_info *ptp, struct timespec64 *ts)
173 {
174 	unsigned long flags;
175 	struct ptp_dte *ptp_dte = container_of(ptp, struct ptp_dte, caps);
176 
177 	spin_lock_irqsave(&ptp_dte->lock, flags);
178 	*ts = ns_to_timespec64(dte_read_nco_with_ovf(ptp_dte));
179 	spin_unlock_irqrestore(&ptp_dte->lock, flags);
180 
181 	return 0;
182 }
183 
184 static int ptp_dte_settime(struct ptp_clock_info *ptp,
185 			     const struct timespec64 *ts)
186 {
187 	unsigned long flags;
188 	struct ptp_dte *ptp_dte = container_of(ptp, struct ptp_dte, caps);
189 
190 	spin_lock_irqsave(&ptp_dte->lock, flags);
191 
192 	/* Disable nco increment */
193 	writel(0, ptp_dte->regs + DTE_NCO_INC_REG);
194 
195 	dte_write_nco(ptp_dte->regs, timespec64_to_ns(ts));
196 
197 	/* reset overflow and wrap counter */
198 	ptp_dte->ts_ovf_last = 0;
199 	ptp_dte->ts_wrap_cnt = 0;
200 
201 	/* Enable nco increment */
202 	writel(DTE_NCO_INC_DEFAULT, ptp_dte->regs + DTE_NCO_INC_REG);
203 
204 	spin_unlock_irqrestore(&ptp_dte->lock, flags);
205 
206 	return 0;
207 }
208 
209 static int ptp_dte_enable(struct ptp_clock_info *ptp,
210 			    struct ptp_clock_request *rq, int on)
211 {
212 	return -EOPNOTSUPP;
213 }
214 
215 static const struct ptp_clock_info ptp_dte_caps = {
216 	.owner		= THIS_MODULE,
217 	.name		= "DTE PTP timer",
218 	.max_adj	= 50000000,
219 	.n_ext_ts	= 0,
220 	.n_pins		= 0,
221 	.pps		= 0,
222 	.adjfreq	= ptp_dte_adjfreq,
223 	.adjtime	= ptp_dte_adjtime,
224 	.gettime64	= ptp_dte_gettime,
225 	.settime64	= ptp_dte_settime,
226 	.enable		= ptp_dte_enable,
227 };
228 
229 static int ptp_dte_probe(struct platform_device *pdev)
230 {
231 	struct ptp_dte *ptp_dte;
232 	struct device *dev = &pdev->dev;
233 
234 	ptp_dte = devm_kzalloc(dev, sizeof(struct ptp_dte), GFP_KERNEL);
235 	if (!ptp_dte)
236 		return -ENOMEM;
237 
238 	ptp_dte->regs = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0);
239 	if (IS_ERR(ptp_dte->regs))
240 		return PTR_ERR(ptp_dte->regs);
241 
242 	spin_lock_init(&ptp_dte->lock);
243 
244 	ptp_dte->dev = dev;
245 	ptp_dte->caps = ptp_dte_caps;
246 	ptp_dte->ptp_clk = ptp_clock_register(&ptp_dte->caps, &pdev->dev);
247 	if (IS_ERR(ptp_dte->ptp_clk)) {
248 		dev_err(dev,
249 			"%s: Failed to register ptp clock\n", __func__);
250 		return PTR_ERR(ptp_dte->ptp_clk);
251 	}
252 
253 	platform_set_drvdata(pdev, ptp_dte);
254 
255 	dev_info(dev, "ptp clk probe done\n");
256 
257 	return 0;
258 }
259 
260 static int ptp_dte_remove(struct platform_device *pdev)
261 {
262 	struct ptp_dte *ptp_dte = platform_get_drvdata(pdev);
263 	u8 i;
264 
265 	ptp_clock_unregister(ptp_dte->ptp_clk);
266 
267 	for (i = 0; i < DTE_NUM_REGS_TO_RESTORE; i++)
268 		writel(0, ptp_dte->regs + (i * sizeof(u32)));
269 
270 	return 0;
271 }
272 
273 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
274 static int ptp_dte_suspend(struct device *dev)
275 {
276 	struct ptp_dte *ptp_dte = dev_get_drvdata(dev);
277 	u8 i;
278 
279 	for (i = 0; i < DTE_NUM_REGS_TO_RESTORE; i++) {
280 		ptp_dte->reg_val[i] =
281 			readl(ptp_dte->regs + (i * sizeof(u32)));
282 	}
283 
284 	/* disable the nco */
285 	writel(0, ptp_dte->regs + DTE_NCO_INC_REG);
286 
287 	return 0;
288 }
289 
290 static int ptp_dte_resume(struct device *dev)
291 {
292 	struct ptp_dte *ptp_dte = dev_get_drvdata(dev);
293 	u8 i;
294 
295 	for (i = 0; i < DTE_NUM_REGS_TO_RESTORE; i++) {
296 		if ((i * sizeof(u32)) != DTE_NCO_OVERFLOW_REG)
297 			writel(ptp_dte->reg_val[i],
298 				(ptp_dte->regs + (i * sizeof(u32))));
299 		else
300 			writel(((ptp_dte->reg_val[i] &
301 				DTE_NCO_SUM3_MASK) << DTE_NCO_SUM3_WR_SHIFT),
302 				(ptp_dte->regs + (i * sizeof(u32))));
303 	}
304 
305 	return 0;
306 }
307 
308 static const struct dev_pm_ops ptp_dte_pm_ops = {
309 	.suspend = ptp_dte_suspend,
310 	.resume = ptp_dte_resume
311 };
312 
313 #define PTP_DTE_PM_OPS	(&ptp_dte_pm_ops)
314 #else
315 #define PTP_DTE_PM_OPS	NULL
316 #endif
317 
318 static const struct of_device_id ptp_dte_of_match[] = {
319 	{ .compatible = "brcm,ptp-dte", },
320 	{},
321 };
322 MODULE_DEVICE_TABLE(of, ptp_dte_of_match);
323 
324 static struct platform_driver ptp_dte_driver = {
325 	.driver = {
326 		.name = "ptp-dte",
327 		.pm = PTP_DTE_PM_OPS,
328 		.of_match_table = ptp_dte_of_match,
329 	},
330 	.probe    = ptp_dte_probe,
331 	.remove   = ptp_dte_remove,
332 };
333 module_platform_driver(ptp_dte_driver);
334 
335 MODULE_AUTHOR("Broadcom");
336 MODULE_DESCRIPTION("Broadcom DTE PTP Clock driver");
337 MODULE_LICENSE("GPL v2");
338