Quelle  clk-cpu.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright (c) 2014 MundoReader S.L.
 * Author: Heiko Stuebner <heiko@sntech.de>
 *
 * based on clk/samsung/clk-cpu.c
 * Copyright (c) 2014 Samsung Electronics Co., Ltd.
 * Author: Thomas Abraham <thomas.ab@samsung.com>
 *
 * A CPU clock is defined as a clock supplied to a CPU or a group of CPUs.
 * The CPU clock is typically derived from a hierarchy of clock
 * blocks which includes mux and divider blocks. There are a number of other
 * auxiliary clocks supplied to the CPU domain such as the debug blocks and AXI
 * clock for CPU domain. The rates of these auxiliary clocks are related to the
 * CPU clock rate and this relation is usually specified in the hardware manual
 * of the SoC or supplied after the SoC characterization.
 *
 * The below implementation of the CPU clock allows the rate changes of the CPU
 * clock and the corresponding rate changes of the auxiliary clocks of the CPU
 * domain. The platform clock driver provides a clock register configuration
 * for each configurable rate which is then used to program the clock hardware
 * registers to achieve a fast co-oridinated rate change for all the CPU domain
 * clocks.
 *
 * On a rate change request for the CPU clock, the rate change is propagated
 * up to the PLL supplying the clock to the CPU domain clock blocks. While the
 * CPU domain PLL is reconfigured, the CPU domain clocks are driven using an
 * alternate clock source. If required, the alternate clock source is divided
 * down in order to keep the output clock rate within the previous OPP limits.
 */

#include <linux/of.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/clk.h>
#include <linux/clk-provider.h>
#include "clk.h"

/**
 * struct rockchip_cpuclk: information about clock supplied to a CPU core.
 * @hw: handle between ccf and cpu clock.
 * @alt_parent: alternate parent clock to use when switching the speed
 * of the primary parent clock.
 * @reg_base: base register for cpu-clock values.
 * @clk_nb: clock notifier registered for changes in clock speed of the
 * primary parent clock.
 * @rate_count: number of rates in the rate_table
 * @rate_table: pll-rates and their associated dividers
 * @reg_data: cpu-specific register settings
 * @lock: clock lock
 */
struct rockchip_cpuclk {
 struct clk_hw    hw;
 struct clk    *alt_parent;
 void __iomem    *reg_base;
 struct notifier_block   clk_nb;
 unsigned int    rate_count;
 struct rockchip_cpuclk_rate_table *rate_table;
 const struct rockchip_cpuclk_reg_data *reg_data;
 spinlock_t    *lock;
};

#define to_rockchip_cpuclk_hw(hw) container_of(hw, struct rockchip_cpuclk, hw)
#define to_rockchip_cpuclk_nb(nb) \
   container_of(nb, struct rockchip_cpuclk, clk_nb)

static const struct rockchip_cpuclk_rate_table *rockchip_get_cpuclk_settings(
       struct rockchip_cpuclk *cpuclk, unsigned long rate)
{
 const struct rockchip_cpuclk_rate_table *rate_table =
       cpuclk->rate_table;
 int i;

 for (i = 0; i < cpuclk->rate_count; i++) {
  if (rate == rate_table[i].prate)
   return &rate_table[i];
 }

 return NULL;
}

static unsigned long rockchip_cpuclk_recalc_rate(struct clk_hw *hw,
     unsigned long parent_rate)
{
 struct rockchip_cpuclk *cpuclk = to_rockchip_cpuclk_hw(hw);
 const struct rockchip_cpuclk_reg_data *reg_data = cpuclk->reg_data;
 u32 clksel0 = readl_relaxed(cpuclk->reg_base + reg_data->core_reg[0]);

 clksel0 >>= reg_data->div_core_shift[0];
 clksel0 &= reg_data->div_core_mask[0];
 return parent_rate / (clksel0 + 1);
}

static const struct clk_ops rockchip_cpuclk_ops = {
 .recalc_rate = rockchip_cpuclk_recalc_rate,
};

static void rockchip_cpuclk_set_dividers(struct rockchip_cpuclk *cpuclk,
    const struct rockchip_cpuclk_rate_table *rate)
{
 int i;

 /* alternate parent is active now. set the dividers */
 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rate->divs); i++) {
  const struct rockchip_cpuclk_clksel *clksel = &rate->divs[i];

  if (!clksel->reg)
   continue;

  pr_debug("%s: setting reg 0x%x to 0x%x\n",
    __func__, clksel->reg, clksel->val);
  writel(clksel->val, cpuclk->reg_base + clksel->reg);
 }
}

static void rockchip_cpuclk_set_pre_muxs(struct rockchip_cpuclk *cpuclk,
      const struct rockchip_cpuclk_rate_table *rate)
{
 int i;

 /* alternate parent is active now. set the pre_muxs */
 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rate->pre_muxs); i++) {
  const struct rockchip_cpuclk_clksel *clksel = &rate->pre_muxs[i];

  if (!clksel->reg)
   break;

  pr_debug("%s: setting reg 0x%x to 0x%x\n",
    __func__, clksel->reg, clksel->val);
  writel(clksel->val, cpuclk->reg_base + clksel->reg);
 }
}

static void rockchip_cpuclk_set_post_muxs(struct rockchip_cpuclk *cpuclk,
       const struct rockchip_cpuclk_rate_table *rate)
{
 int i;

 /* alternate parent is active now. set the muxs */
 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(rate->post_muxs); i++) {
  const struct rockchip_cpuclk_clksel *clksel = &rate->post_muxs[i];

  if (!clksel->reg)
   break;

  pr_debug("%s: setting reg 0x%x to 0x%x\n",
    __func__, clksel->reg, clksel->val);
  writel(clksel->val, cpuclk->reg_base + clksel->reg);
 }
}

static int rockchip_cpuclk_pre_rate_change(struct rockchip_cpuclk *cpuclk,
        struct clk_notifier_data *ndata)
{
 const struct rockchip_cpuclk_reg_data *reg_data = cpuclk->reg_data;
 const struct rockchip_cpuclk_rate_table *rate;
 unsigned long alt_prate, alt_div;
 unsigned long flags;
 int i = 0;

 /* check validity of the new rate */
 rate = rockchip_get_cpuclk_settings(cpuclk, ndata->new_rate);
 if (!rate) {
  pr_err("%s: Invalid rate : %lu for cpuclk\n",
         __func__, ndata->new_rate);
  return -EINVAL;
 }

 alt_prate = clk_get_rate(cpuclk->alt_parent);

 spin_lock_irqsave(cpuclk->lock, flags);

 /*
 * If the old parent clock speed is less than the clock speed
 * of the alternate parent, then it should be ensured that at no point
 * the armclk speed is more than the old_rate until the dividers are
 * set.
 */
 if (alt_prate > ndata->old_rate) {
  /* calculate dividers */
  alt_div =  DIV_ROUND_UP(alt_prate, ndata->old_rate) - 1;
  if (alt_div > reg_data->div_core_mask[0]) {
   pr_warn("%s: limiting alt-divider %lu to %d\n",
    __func__, alt_div, reg_data->div_core_mask[0]);
   alt_div = reg_data->div_core_mask[0];
  }

  /*
 * Change parents and add dividers in a single transaction.
 *
 * NOTE: we do this in a single transaction so we're never
 * dividing the primary parent by the extra dividers that were
 * needed for the alt.
 */
  pr_debug("%s: setting div %lu as alt-rate %lu > old-rate %lu\n",
    __func__, alt_div, alt_prate, ndata->old_rate);

  for (i = 0; i < reg_data->num_cores; i++) {
   writel(HIWORD_UPDATE(alt_div, reg_data->div_core_mask[i],
          reg_data->div_core_shift[i]),
          cpuclk->reg_base + reg_data->core_reg[i]);
  }
 }

 rockchip_cpuclk_set_pre_muxs(cpuclk, rate);

 /* select alternate parent */
 if (reg_data->mux_core_reg)
  writel(HIWORD_UPDATE(reg_data->mux_core_alt,
         reg_data->mux_core_mask,
         reg_data->mux_core_shift),
         cpuclk->reg_base + reg_data->mux_core_reg);
 else
  writel(HIWORD_UPDATE(reg_data->mux_core_alt,
         reg_data->mux_core_mask,
         reg_data->mux_core_shift),
         cpuclk->reg_base + reg_data->core_reg[0]);

 spin_unlock_irqrestore(cpuclk->lock, flags);
 return 0;
}

static int rockchip_cpuclk_post_rate_change(struct rockchip_cpuclk *cpuclk,
         struct clk_notifier_data *ndata)
{
 const struct rockchip_cpuclk_reg_data *reg_data = cpuclk->reg_data;
 const struct rockchip_cpuclk_rate_table *rate;
 unsigned long flags;
 int i = 0;

 rate = rockchip_get_cpuclk_settings(cpuclk, ndata->new_rate);
 if (!rate) {
  pr_err("%s: Invalid rate : %lu for cpuclk\n",
         __func__, ndata->new_rate);
  return -EINVAL;
 }

 spin_lock_irqsave(cpuclk->lock, flags);

 if (ndata->old_rate < ndata->new_rate)
  rockchip_cpuclk_set_dividers(cpuclk, rate);

 /*
 * post-rate change event, re-mux to primary parent and remove dividers.
 *
 * NOTE: we do this in a single transaction so we're never dividing the
 * primary parent by the extra dividers that were needed for the alt.
 */

 if (reg_data->mux_core_reg)
  writel(HIWORD_UPDATE(reg_data->mux_core_main,
         reg_data->mux_core_mask,
         reg_data->mux_core_shift),
         cpuclk->reg_base + reg_data->mux_core_reg);
 else
  writel(HIWORD_UPDATE(reg_data->mux_core_main,
         reg_data->mux_core_mask,
         reg_data->mux_core_shift),
         cpuclk->reg_base + reg_data->core_reg[0]);

 rockchip_cpuclk_set_post_muxs(cpuclk, rate);

 /* remove dividers */
 for (i = 0; i < reg_data->num_cores; i++) {
  writel(HIWORD_UPDATE(0, reg_data->div_core_mask[i],
         reg_data->div_core_shift[i]),
         cpuclk->reg_base + reg_data->core_reg[i]);
 }

 if (ndata->old_rate > ndata->new_rate)
  rockchip_cpuclk_set_dividers(cpuclk, rate);

 spin_unlock_irqrestore(cpuclk->lock, flags);
 return 0;
}

/*
 * This clock notifier is called when the frequency of the parent clock
 * of cpuclk is to be changed. This notifier handles the setting up all
 * the divider clocks, remux to temporary parent and handling the safe
 * frequency levels when using temporary parent.
 */
static int rockchip_cpuclk_notifier_cb(struct notifier_block *nb,
     unsigned long event, void *data)
{
 struct clk_notifier_data *ndata = data;
 struct rockchip_cpuclk *cpuclk = to_rockchip_cpuclk_nb(nb);
 int ret = 0;

 pr_debug("%s: event %lu, old_rate %lu, new_rate: %lu\n",
   __func__, event, ndata->old_rate, ndata->new_rate);
 if (event == PRE_RATE_CHANGE)
  ret = rockchip_cpuclk_pre_rate_change(cpuclk, ndata);
 else if (event == POST_RATE_CHANGE)
  ret = rockchip_cpuclk_post_rate_change(cpuclk, ndata);

 return notifier_from_errno(ret);
}

struct clk *rockchip_clk_register_cpuclk(const char *name,
   const char *const *parent_names, u8 num_parents,
   const struct rockchip_cpuclk_reg_data *reg_data,
   const struct rockchip_cpuclk_rate_table *rates,
   int nrates, void __iomem *reg_base, spinlock_t *lock)
{
 struct rockchip_cpuclk *cpuclk;
 struct clk_init_data init;
 struct clk *clk, *cclk;
 int ret;

 if (num_parents < 2) {
  pr_err("%s: needs at least two parent clocks\n", __func__);
  return ERR_PTR(-EINVAL);
 }

 cpuclk = kzalloc(sizeof(*cpuclk), GFP_KERNEL);
 if (!cpuclk)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 init.name = name;
 init.parent_names = &parent_names[reg_data->mux_core_main];
 init.num_parents = 1;
 init.ops = &rockchip_cpuclk_ops;

 /* only allow rate changes when we have a rate table */
 init.flags = (nrates > 0) ? CLK_SET_RATE_PARENT : 0;

 /* disallow automatic parent changes by ccf */
 init.flags |= CLK_SET_RATE_NO_REPARENT;

 init.flags |= CLK_GET_RATE_NOCACHE;

 cpuclk->reg_base = reg_base;
 cpuclk->lock = lock;
 cpuclk->reg_data = reg_data;
 cpuclk->clk_nb.notifier_call = rockchip_cpuclk_notifier_cb;
 cpuclk->hw.init = &init;

 cpuclk->alt_parent = __clk_lookup(parent_names[reg_data->mux_core_alt]);
 if (!cpuclk->alt_parent) {
  pr_err("%s: could not lookup alternate parent: (%d)\n",
         __func__, reg_data->mux_core_alt);
  ret = -EINVAL;
  goto free_cpuclk;
 }

 ret = clk_prepare_enable(cpuclk->alt_parent);
 if (ret) {
  pr_err("%s: could not enable alternate parent\n",
         __func__);
  goto free_cpuclk;
 }

 clk = __clk_lookup(parent_names[reg_data->mux_core_main]);
 if (!clk) {
  pr_err("%s: could not lookup parent clock: (%d) %s\n",
         __func__, reg_data->mux_core_main,
         parent_names[reg_data->mux_core_main]);
  ret = -EINVAL;
  goto free_alt_parent;
 }

 ret = clk_notifier_register(clk, &cpuclk->clk_nb);
 if (ret) {
  pr_err("%s: failed to register clock notifier for %s\n",
    __func__, name);
  goto free_alt_parent;
 }

 if (nrates > 0) {
  cpuclk->rate_count = nrates;
  cpuclk->rate_table = kmemdup_array(rates, nrates, sizeof(*rates),
         GFP_KERNEL);
  if (!cpuclk->rate_table) {
   ret = -ENOMEM;
   goto unregister_notifier;
  }
 }

 cclk = clk_register(NULL, &cpuclk->hw);
 if (IS_ERR(cclk)) {
  pr_err("%s: could not register cpuclk %s\n", __func__, name);
  ret = PTR_ERR(cclk);
  goto free_rate_table;
 }

 return cclk;

free_rate_table:
 kfree(cpuclk->rate_table);
unregister_notifier:
 clk_notifier_unregister(clk, &cpuclk->clk_nb);
free_alt_parent:
 clk_disable_unprepare(cpuclk->alt_parent);
free_cpuclk:
 kfree(cpuclk);
 return ERR_PTR(ret);
}