Quelle  ice_tspll.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/* Copyright (c) 2025, Intel Corporation. */

#include "ice.h"
#include "ice_lib.h"
#include "ice_ptp_hw.h"

static const struct
ice_tspll_params_e82x e82x_tspll_params[NUM_ICE_TSPLL_FREQ] = {
 [ICE_TSPLL_FREQ_25_000] = {
  .refclk_pre_div = 1,
  .post_pll_div = 6,
  .feedback_div = 197,
  .frac_n_div = 2621440,
 },
 [ICE_TSPLL_FREQ_122_880] = {
  .refclk_pre_div = 5,
  .post_pll_div = 7,
  .feedback_div = 223,
  .frac_n_div = 524288
 },
 [ICE_TSPLL_FREQ_125_000] = {
  .refclk_pre_div = 5,
  .post_pll_div = 7,
  .feedback_div = 223,
  .frac_n_div = 524288
 },
 [ICE_TSPLL_FREQ_153_600] = {
  .refclk_pre_div = 5,
  .post_pll_div = 6,
  .feedback_div = 159,
  .frac_n_div = 1572864
 },
 [ICE_TSPLL_FREQ_156_250] = {
  .refclk_pre_div = 5,
  .post_pll_div = 6,
  .feedback_div = 159,
  .frac_n_div = 1572864
 },
 [ICE_TSPLL_FREQ_245_760] = {
  .refclk_pre_div = 10,
  .post_pll_div = 7,
  .feedback_div = 223,
  .frac_n_div = 524288
 },
};

/**
 * ice_tspll_clk_freq_str - Convert time_ref_freq to string
 * @clk_freq: Clock frequency
 *
 * Return: specified TIME_REF clock frequency converted to a string.
 */
static const char *ice_tspll_clk_freq_str(enum ice_tspll_freq clk_freq)
{
 switch (clk_freq) {
 case ICE_TSPLL_FREQ_25_000:
  return "25 MHz";
 case ICE_TSPLL_FREQ_122_880:
  return "122.88 MHz";
 case ICE_TSPLL_FREQ_125_000:
  return "125 MHz";
 case ICE_TSPLL_FREQ_153_600:
  return "153.6 MHz";
 case ICE_TSPLL_FREQ_156_250:
  return "156.25 MHz";
 case ICE_TSPLL_FREQ_245_760:
  return "245.76 MHz";
 default:
  return "Unknown";
 }
}

/**
 * ice_tspll_default_freq - Return default frequency for a MAC type
 * @mac_type: MAC type
 *
 * Return: default TSPLL frequency for a correct MAC type, -ERANGE otherwise.
 */
static enum ice_tspll_freq ice_tspll_default_freq(enum ice_mac_type mac_type)
{
 switch (mac_type) {
 case ICE_MAC_GENERIC:
  return ICE_TSPLL_FREQ_25_000;
 case ICE_MAC_GENERIC_3K_E825:
  return ICE_TSPLL_FREQ_156_250;
 default:
  return -ERANGE;
 }
}

/**
 * ice_tspll_check_params - Check if TSPLL params are correct
 * @hw: Pointer to the HW struct
 * @clk_freq: Clock frequency to program
 * @clk_src: Clock source to select (TIME_REF or TCXO)
 *
 * Return: true if TSPLL params are correct, false otherwise.
 */
static bool ice_tspll_check_params(struct ice_hw *hw,
       enum ice_tspll_freq clk_freq,
       enum ice_clk_src clk_src)
{
 if (clk_freq >= NUM_ICE_TSPLL_FREQ) {
  dev_warn(ice_hw_to_dev(hw), "Invalid TSPLL frequency %u\n",
    clk_freq);
  return false;
 }

 if (clk_src >= NUM_ICE_CLK_SRC) {
  dev_warn(ice_hw_to_dev(hw), "Invalid clock source %u\n",
    clk_src);
  return false;
 }

 if ((hw->mac_type == ICE_MAC_GENERIC_3K_E825 ||
      clk_src == ICE_CLK_SRC_TCXO) &&
     clk_freq != ice_tspll_default_freq(hw->mac_type)) {
  dev_warn(ice_hw_to_dev(hw), "Unsupported frequency for this clock source\n");
  return false;
 }

 return true;
}

/**
 * ice_tspll_clk_src_str - Convert time_ref_src to string
 * @clk_src: Clock source
 *
 * Return: specified clock source converted to its string name
 */
static const char *ice_tspll_clk_src_str(enum ice_clk_src clk_src)
{
 switch (clk_src) {
 case ICE_CLK_SRC_TCXO:
  return "TCXO";
 case ICE_CLK_SRC_TIME_REF:
  return "TIME_REF";
 default:
  return "Unknown";
 }
}

/**
 * ice_tspll_log_cfg - Log current/new TSPLL configuration
 * @hw: Pointer to the HW struct
 * @enable: CGU enabled/disabled
 * @clk_src: Current clock source
 * @tspll_freq: Current clock frequency
 * @lock: CGU lock status
 * @new_cfg: true if this is a new config
 */
static void ice_tspll_log_cfg(struct ice_hw *hw, bool enable, u8 clk_src,
         u8 tspll_freq, bool lock, bool new_cfg)
{
 dev_dbg(ice_hw_to_dev(hw),
  "%s TSPLL configuration -- %s, src %s, freq %s, PLL %s\n",
  new_cfg ? "New" : "Current", str_enabled_disabled(enable),
  ice_tspll_clk_src_str((enum ice_clk_src)clk_src),
  ice_tspll_clk_freq_str((enum ice_tspll_freq)tspll_freq),
  lock ? "locked" : "unlocked");
}

/**
 * ice_tspll_cfg_e82x - Configure the Clock Generation Unit TSPLL
 * @hw: Pointer to the HW struct
 * @clk_freq: Clock frequency to program
 * @clk_src: Clock source to select (TIME_REF, or TCXO)
 *
 * Configure the Clock Generation Unit with the desired clock frequency and
 * time reference, enabling the PLL which drives the PTP hardware clock.
 *
 * Return:
 * * %0       - success
 * * %-EINVAL - input parameters are incorrect
 * * %-EBUSY  - failed to lock TSPLL
 * * %other   - CGU read/write failure
 */
static int ice_tspll_cfg_e82x(struct ice_hw *hw, enum ice_tspll_freq clk_freq,
         enum ice_clk_src clk_src)
{
 u32 val, r9, r24;
 int err;

 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R9, &r9);
 if (err)
  return err;

 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R24, &r24);
 if (err)
  return err;

 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_RO_BWM_LF, &val);
 if (err)
  return err;

 ice_tspll_log_cfg(hw, !!FIELD_GET(ICE_CGU_R23_R24_TSPLL_ENABLE, r24),
     FIELD_GET(ICE_CGU_R23_R24_TIME_REF_SEL, r24),
     FIELD_GET(ICE_CGU_R9_TIME_REF_FREQ_SEL, r9),
     !!FIELD_GET(ICE_CGU_RO_BWM_LF_TRUE_LOCK, val),
     false);

 /* Disable the PLL before changing the clock source or frequency */
 if (FIELD_GET(ICE_CGU_R23_R24_TSPLL_ENABLE, r24)) {
  r24 &= ~ICE_CGU_R23_R24_TSPLL_ENABLE;

  err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R24, r24);
  if (err)
   return err;
 }

 /* Set the frequency */
 r9 &= ~ICE_CGU_R9_TIME_REF_FREQ_SEL;
 r9 |= FIELD_PREP(ICE_CGU_R9_TIME_REF_FREQ_SEL, clk_freq);
 err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R9, r9);
 if (err)
  return err;

 /* Configure the TSPLL feedback divisor */
 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R19, &val);
 if (err)
  return err;

 val &= ~(ICE_CGU_R19_TSPLL_FBDIV_INTGR_E82X | ICE_CGU_R19_TSPLL_NDIVRATIO);
 val |= FIELD_PREP(ICE_CGU_R19_TSPLL_FBDIV_INTGR_E82X,
     e82x_tspll_params[clk_freq].feedback_div);
 val |= FIELD_PREP(ICE_CGU_R19_TSPLL_NDIVRATIO, 1);

 err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R19, val);
 if (err)
  return err;

 /* Configure the TSPLL post divisor */
 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R22, &val);
 if (err)
  return err;

 val &= ~(ICE_CGU_R22_TIME1588CLK_DIV |
   ICE_CGU_R22_TIME1588CLK_DIV2);
 val |= FIELD_PREP(ICE_CGU_R22_TIME1588CLK_DIV,
     e82x_tspll_params[clk_freq].post_pll_div);

 err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R22, val);
 if (err)
  return err;

 /* Configure the TSPLL pre divisor and clock source */
 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R24, &r24);
 if (err)
  return err;

 r24 &= ~(ICE_CGU_R23_R24_REF1588_CK_DIV | ICE_CGU_R24_FBDIV_FRAC |
   ICE_CGU_R23_R24_TIME_REF_SEL);
 r24 |= FIELD_PREP(ICE_CGU_R23_R24_REF1588_CK_DIV,
     e82x_tspll_params[clk_freq].refclk_pre_div);
 r24 |= FIELD_PREP(ICE_CGU_R24_FBDIV_FRAC,
     e82x_tspll_params[clk_freq].frac_n_div);
 r24 |= FIELD_PREP(ICE_CGU_R23_R24_TIME_REF_SEL, clk_src);

 err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R24, r24);
 if (err)
  return err;

 /* Wait to ensure everything is stable */
 usleep_range(10, 20);

 /* Finally, enable the PLL */
 r24 |= ICE_CGU_R23_R24_TSPLL_ENABLE;

 err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R24, r24);
 if (err)
  return err;

 /* Wait at least 1 ms to verify if the PLL locks */
 usleep_range(USEC_PER_MSEC, 2 * USEC_PER_MSEC);

 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_RO_BWM_LF, &val);
 if (err)
  return err;

 if (!(val & ICE_CGU_RO_BWM_LF_TRUE_LOCK)) {
  dev_warn(ice_hw_to_dev(hw), "CGU PLL failed to lock\n");
  return -EBUSY;
 }

 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R9, &r9);
 if (err)
  return err;
 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R24, &r24);
 if (err)
  return err;

 ice_tspll_log_cfg(hw, !!FIELD_GET(ICE_CGU_R23_R24_TSPLL_ENABLE, r24),
     FIELD_GET(ICE_CGU_R23_R24_TIME_REF_SEL, r24),
     FIELD_GET(ICE_CGU_R9_TIME_REF_FREQ_SEL, r9),
     true, true);

 return 0;
}

/**
 * ice_tspll_dis_sticky_bits_e82x - disable TSPLL sticky bits
 * @hw: Pointer to the HW struct
 *
 * Configure the Clock Generation Unit TSPLL sticky bits so they don't latch on
 * losing TSPLL lock, but always show current state.
 *
 * Return: 0 on success, other error codes when failed to read/write CGU.
 */
static int ice_tspll_dis_sticky_bits_e82x(struct ice_hw *hw)
{
 u32 val;
 int err;

 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_CNTR_BIST, &val);
 if (err)
  return err;

 val &= ~(ICE_CGU_CNTR_BIST_PLLLOCK_SEL_0 |
   ICE_CGU_CNTR_BIST_PLLLOCK_SEL_1);

 return ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_CNTR_BIST, val);
}

/**
 * ice_tspll_cfg_e825c - Configure the TSPLL for E825-C
 * @hw: Pointer to the HW struct
 * @clk_freq: Clock frequency to program
 * @clk_src: Clock source to select (TIME_REF, or TCXO)
 *
 * Configure the Clock Generation Unit with the desired clock frequency and
 * time reference, enabling the PLL which drives the PTP hardware clock.
 *
 * Return:
 * * %0       - success
 * * %-EINVAL - input parameters are incorrect
 * * %-EBUSY  - failed to lock TSPLL
 * * %other   - CGU read/write failure
 */
static int ice_tspll_cfg_e825c(struct ice_hw *hw, enum ice_tspll_freq clk_freq,
          enum ice_clk_src clk_src)
{
 u32 val, r9, r23;
 int err;

 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R9, &r9);
 if (err)
  return err;

 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R23, &r23);
 if (err)
  return err;

 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_RO_LOCK, &val);
 if (err)
  return err;

 ice_tspll_log_cfg(hw, !!FIELD_GET(ICE_CGU_R23_R24_TSPLL_ENABLE, r23),
     FIELD_GET(ICE_CGU_R23_R24_TIME_REF_SEL, r23),
     FIELD_GET(ICE_CGU_R9_TIME_REF_FREQ_SEL, r9),
     !!FIELD_GET(ICE_CGU_RO_LOCK_TRUE_LOCK, val),
     false);

 /* Disable the PLL before changing the clock source or frequency */
 if (FIELD_GET(ICE_CGU_R23_R24_TSPLL_ENABLE, r23)) {
  r23 &= ~ICE_CGU_R23_R24_TSPLL_ENABLE;

  err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R23, r23);
  if (err)
   return err;
 }

 if (FIELD_GET(ICE_CGU_R9_TIME_SYNC_EN, r9)) {
  r9 &= ~ICE_CGU_R9_TIME_SYNC_EN;

  err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R9, r9);
  if (err)
   return err;
 }

 /* Set the frequency and enable the correct receiver */
 r9 &= ~(ICE_CGU_R9_TIME_REF_FREQ_SEL | ICE_CGU_R9_CLK_EREF0_EN |
  ICE_CGU_R9_TIME_REF_EN);
 r9 |= FIELD_PREP(ICE_CGU_R9_TIME_REF_FREQ_SEL, clk_freq);
 if (clk_src == ICE_CLK_SRC_TCXO)
  r9 |= ICE_CGU_R9_CLK_EREF0_EN;
 else
  r9 |= ICE_CGU_R9_TIME_REF_EN;
 r9 |= ICE_CGU_R9_TIME_SYNC_EN;
 err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R9, r9);
 if (err)
  return err;

 /* Choose the referenced frequency */
 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R16, &val);
 if (err)
  return err;
 val &= ~ICE_CGU_R16_TSPLL_CK_REFCLKFREQ;
 val |= FIELD_PREP(ICE_CGU_R16_TSPLL_CK_REFCLKFREQ,
     ICE_TSPLL_CK_REFCLKFREQ_E825);
 err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R16, val);
 if (err)
  return err;

 /* Configure the TSPLL feedback divisor */
 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R19, &val);
 if (err)
  return err;

 val &= ~(ICE_CGU_R19_TSPLL_FBDIV_INTGR_E825 |
   ICE_CGU_R19_TSPLL_NDIVRATIO);
 val |= FIELD_PREP(ICE_CGU_R19_TSPLL_FBDIV_INTGR_E825,
     ICE_TSPLL_FBDIV_INTGR_E825);
 val |= FIELD_PREP(ICE_CGU_R19_TSPLL_NDIVRATIO,
     ICE_TSPLL_NDIVRATIO_E825);

 err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R19, val);
 if (err)
  return err;

 /* Configure the TSPLL post divisor, these two are constant */
 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R22, &val);
 if (err)
  return err;

 val &= ~(ICE_CGU_R22_TIME1588CLK_DIV |
   ICE_CGU_R22_TIME1588CLK_DIV2);
 val |= FIELD_PREP(ICE_CGU_R22_TIME1588CLK_DIV, 5);

 err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R22, val);
 if (err)
  return err;

 /* Configure the TSPLL pre divisor (constant) and clock source */
 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R23, &r23);
 if (err)
  return err;

 r23 &= ~(ICE_CGU_R23_R24_REF1588_CK_DIV | ICE_CGU_R23_R24_TIME_REF_SEL);
 r23 |= FIELD_PREP(ICE_CGU_R23_R24_TIME_REF_SEL, clk_src);

 err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R23, r23);
 if (err)
  return err;

 /* Clear the R24 register. */
 err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R24, 0);
 if (err)
  return err;

 /* Wait to ensure everything is stable */
 usleep_range(10, 20);

 /* Finally, enable the PLL */
 r23 |= ICE_CGU_R23_R24_TSPLL_ENABLE;

 err = ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R23, r23);
 if (err)
  return err;

 /* Wait at least 1 ms to verify if the PLL locks */
 usleep_range(USEC_PER_MSEC, 2 * USEC_PER_MSEC);

 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_RO_LOCK, &val);
 if (err)
  return err;

 if (!(val & ICE_CGU_RO_LOCK_TRUE_LOCK)) {
  dev_warn(ice_hw_to_dev(hw), "CGU PLL failed to lock\n");
  return -EBUSY;
 }

 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R9, &r9);
 if (err)
  return err;
 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R23, &r23);
 if (err)
  return err;

 ice_tspll_log_cfg(hw, !!FIELD_GET(ICE_CGU_R23_R24_TSPLL_ENABLE, r23),
     FIELD_GET(ICE_CGU_R23_R24_TIME_REF_SEL, r23),
     FIELD_GET(ICE_CGU_R9_TIME_REF_FREQ_SEL, r9),
     true, true);

 return 0;
}

/**
 * ice_tspll_dis_sticky_bits_e825c - disable TSPLL sticky bits for E825-C
 * @hw: Pointer to the HW struct
 *
 * Configure the Clock Generation Unit TSPLL sticky bits so they don't latch on
 * losing TSPLL lock, but always show current state.
 *
 * Return: 0 on success, other error codes when failed to read/write CGU.
 */
static int ice_tspll_dis_sticky_bits_e825c(struct ice_hw *hw)
{
 u32 val;
 int err;

 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_BW_TDC, &val);
 if (err)
  return err;

 val &= ~ICE_CGU_BW_TDC_PLLLOCK_SEL;

 return ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_BW_TDC, val);
}

/**
 * ice_tspll_cfg_pps_out_e825c - Enable/disable 1PPS output and set amplitude
 * @hw: pointer to the HW struct
 * @enable: true to enable 1PPS output, false to disable it
 *
 * Return: 0 on success, other negative error code when CGU read/write failed.
 */
int ice_tspll_cfg_pps_out_e825c(struct ice_hw *hw, bool enable)
{
 u32 val;
 int err;

 err = ice_read_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R9, &val);
 if (err)
  return err;

 val &= ~(ICE_CGU_R9_ONE_PPS_OUT_EN | ICE_CGU_R9_ONE_PPS_OUT_AMP);
 val |= FIELD_PREP(ICE_CGU_R9_ONE_PPS_OUT_EN, enable) |
        ICE_CGU_R9_ONE_PPS_OUT_AMP;

 return ice_write_cgu_reg(hw, ICE_CGU_R9, val);
}

/**
 * ice_tspll_cfg - Configure the Clock Generation Unit TSPLL
 * @hw: Pointer to the HW struct
 * @clk_freq: Clock frequency to program
 * @clk_src: Clock source to select (TIME_REF, or TCXO)
 *
 * Configure the Clock Generation Unit with the desired clock frequency and
 * time reference, enabling the TSPLL which drives the PTP hardware clock.
 *
 * Return: 0 on success, -ERANGE on unsupported MAC type, other negative error
 *         codes when failed to configure CGU.
 */
static int ice_tspll_cfg(struct ice_hw *hw, enum ice_tspll_freq clk_freq,
    enum ice_clk_src clk_src)
{
 switch (hw->mac_type) {
 case ICE_MAC_GENERIC:
  return ice_tspll_cfg_e82x(hw, clk_freq, clk_src);
 case ICE_MAC_GENERIC_3K_E825:
  return ice_tspll_cfg_e825c(hw, clk_freq, clk_src);
 default:
  return -ERANGE;
 }
}

/**
 * ice_tspll_dis_sticky_bits - disable TSPLL sticky bits
 * @hw: Pointer to the HW struct
 *
 * Configure the Clock Generation Unit TSPLL sticky bits so they don't latch on
 * losing TSPLL lock, but always show current state.
 *
 * Return: 0 on success, -ERANGE on unsupported MAC type.
 */
static int ice_tspll_dis_sticky_bits(struct ice_hw *hw)
{
 switch (hw->mac_type) {
 case ICE_MAC_GENERIC:
  return ice_tspll_dis_sticky_bits_e82x(hw);
 case ICE_MAC_GENERIC_3K_E825:
  return ice_tspll_dis_sticky_bits_e825c(hw);
 default:
  return -ERANGE;
 }
}

/**
 * ice_tspll_init - Initialize TSPLL with settings from firmware
 * @hw: Pointer to the HW structure
 *
 * Initialize the Clock Generation Unit of the E82X/E825 device.
 *
 * Return: 0 on success, other error codes when failed to read/write/cfg CGU.
 */
int ice_tspll_init(struct ice_hw *hw)
{
 struct ice_ts_func_info *ts_info = &hw->func_caps.ts_func_info;
 enum ice_tspll_freq tspll_freq;
 enum ice_clk_src clk_src;
 int err;

 /* Only E822, E823 and E825 products support TSPLL */
 if (hw->mac_type != ICE_MAC_GENERIC &&
     hw->mac_type != ICE_MAC_GENERIC_3K_E825)
  return 0;

 tspll_freq = (enum ice_tspll_freq)ts_info->time_ref;
 clk_src = (enum ice_clk_src)ts_info->clk_src;
 if (!ice_tspll_check_params(hw, tspll_freq, clk_src))
  return -EINVAL;

 /* Disable sticky lock detection so lock status reported is accurate */
 err = ice_tspll_dis_sticky_bits(hw);
 if (err)
  return err;

 /* Configure the TSPLL using the parameters from the function
 * capabilities.
 */
 err = ice_tspll_cfg(hw, tspll_freq, clk_src);
 if (err) {
  dev_warn(ice_hw_to_dev(hw), "Failed to lock TSPLL to predefined frequency. Retrying with fallback frequency.\n");

  /* Try to lock to internal TCXO as a fallback. */
  tspll_freq = ice_tspll_default_freq(hw->mac_type);
  clk_src = ICE_CLK_SRC_TCXO;
  err = ice_tspll_cfg(hw, tspll_freq, clk_src);
  if (err)
   dev_warn(ice_hw_to_dev(hw), "Failed to lock TSPLL to fallback frequency.\n");
 }

 return err;
}