drivers/clk/ti/divider.c

   1 /*
   2  * TI Divider Clock
   3  *
   4  * Copyright (C) 2013 Texas Instruments, Inc.
   5  *
   6  * Tero Kristo <t-kristo@ti.com>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  10  * published by the Free Software Foundation.
  11  *
  12  * This program is distributed "as is" WITHOUT ANY WARRANTY of any
  13  * kind, whether express or implied; without even the implied warranty
  14  * of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  */
  17
  18 #include <linux/clk-provider.h>
  19 #include <linux/slab.h>
  20 #include <linux/err.h>
  21 #include <linux/of.h>
  22 #include <linux/of_address.h>
  23 #include <linux/clk/ti.h>
  24 #include "clock.h"
  25
  26 #undef pr_fmt
  27 #define pr_fmt(fmt) "%s: " fmt, __func__
  28
  29 #define div_mask(d)     ((1 << ((d)->width)) - 1)
  30
  31 static unsigned int _get_table_maxdiv(const struct clk_div_table *table)
  32 {
  33         unsigned int maxdiv = 0;
  34         const struct clk_div_table *clkt;
  35
  36         for (clkt = table; clkt->div; clkt++)
  37                 if (clkt->div > maxdiv)
  38                         maxdiv = clkt->div;
  39         return maxdiv;
  40 }
  41
  42 static unsigned int _get_maxdiv(struct clk_omap_divider *divider)
  43 {
  44         if (divider->flags & CLK_DIVIDER_ONE_BASED)
  45                 return div_mask(divider);
  46         if (divider->flags & CLK_DIVIDER_POWER_OF_TWO)
  47                 return 1 << div_mask(divider);
  48         if (divider->table)
  49                 return _get_table_maxdiv(divider->table);
  50         return div_mask(divider) + 1;
  51 }
  52
  53 static unsigned int _get_table_div(const struct clk_div_table *table,
  54                                    unsigned int val)
  55 {
  56         const struct clk_div_table *clkt;
  57
  58         for (clkt = table; clkt->div; clkt++)
  59                 if (clkt->val == val)
  60                         return clkt->div;
  61         return 0;
  62 }
  63
  64 static unsigned int _get_div(struct clk_omap_divider *divider, unsigned int val)
  65 {
  66         if (divider->flags & CLK_DIVIDER_ONE_BASED)
  67                 return val;
  68         if (divider->flags & CLK_DIVIDER_POWER_OF_TWO)
  69                 return 1 << val;
  70         if (divider->table)
  71                 return _get_table_div(divider->table, val);
  72         return val + 1;
  73 }
  74
  75 static unsigned int _get_table_val(const struct clk_div_table *table,
  76                                    unsigned int div)
  77 {
  78         const struct clk_div_table *clkt;
  79
  80         for (clkt = table; clkt->div; clkt++)
  81                 if (clkt->div == div)
  82                         return clkt->val;
  83         return 0;
  84 }
  85
  86 static unsigned int _get_val(struct clk_omap_divider *divider, u8 div)
  87 {
  88         if (divider->flags & CLK_DIVIDER_ONE_BASED)
  89                 return div;
  90         if (divider->flags & CLK_DIVIDER_POWER_OF_TWO)
  91                 return __ffs(div);
  92         if (divider->table)
  93                 return  _get_table_val(divider->table, div);
  94         return div - 1;
  95 }
  96
  97 static unsigned long ti_clk_divider_recalc_rate(struct clk_hw *hw,
  98                                                 unsigned long parent_rate)
  99 {
 100         struct clk_omap_divider *divider = to_clk_omap_divider(hw);
 101         unsigned int div, val;
 102
 103         val = ti_clk_ll_ops->clk_readl(divider->reg) >> divider->shift;
 104         val &= div_mask(divider);
 105
 106         div = _get_div(divider, val);
 107         if (!div) {
 108                 WARN(!(divider->flags & CLK_DIVIDER_ALLOW_ZERO),
 109                      "%s: Zero divisor and CLK_DIVIDER_ALLOW_ZERO not set\n",
 110                      clk_hw_get_name(hw));
 111                 return parent_rate;
 112         }
 113
 114         return DIV_ROUND_UP(parent_rate, div);
 115 }
 116
 117 /*
 118  * The reverse of DIV_ROUND_UP: The maximum number which
 119  * divided by m is r
 120  */
 121 #define MULT_ROUND_UP(r, m) ((r) * (m) + (m) - 1)
 122
 123 static bool _is_valid_table_div(const struct clk_div_table *table,
 124                                 unsigned int div)
 125 {
 126         const struct clk_div_table *clkt;
 127
 128         for (clkt = table; clkt->div; clkt++)
 129                 if (clkt->div == div)
 130                         return true;
 131         return false;
 132 }
 133
 134 static bool _is_valid_div(struct clk_omap_divider *divider, unsigned int div)
 135 {
 136         if (divider->flags & CLK_DIVIDER_POWER_OF_TWO)
 137                 return is_power_of_2(div);
 138         if (divider->table)
 139                 return _is_valid_table_div(divider->table, div);
 140         return true;
 141 }
 142
 143 static int _div_round_up(const struct clk_div_table *table,
 144                          unsigned long parent_rate, unsigned long rate)
 145 {
 146         const struct clk_div_table *clkt;
 147         int up = INT_MAX;
 148         int div = DIV_ROUND_UP_ULL((u64)parent_rate, rate);
 149
 150         for (clkt = table; clkt->div; clkt++) {
 151                 if (clkt->div == div)
 152                         return clkt->div;
 153                 else if (clkt->div < div)
 154                         continue;
 155
 156                 if ((clkt->div - div) < (up - div))
 157                         up = clkt->div;
 158         }
 159
 160         return up;
 161 }
 162
 163 static int _div_round(const struct clk_div_table *table,
 164                       unsigned long parent_rate, unsigned long rate)
 165 {
 166         if (!table)
 167                 return DIV_ROUND_UP(parent_rate, rate);
 168
 169         return _div_round_up(table, parent_rate, rate);
 170 }
 171
 172 static int ti_clk_divider_bestdiv(struct clk_hw *hw, unsigned long rate,
 173                                   unsigned long *best_parent_rate)
 174 {
 175         struct clk_omap_divider *divider = to_clk_omap_divider(hw);
 176         int i, bestdiv = 0;
 177         unsigned long parent_rate, best = 0, now, maxdiv;
 178         unsigned long parent_rate_saved = *best_parent_rate;
 179
 180         if (!rate)
 181                 rate = 1;
 182
 183         maxdiv = _get_maxdiv(divider);
 184
 185         if (!(clk_hw_get_flags(hw) & CLK_SET_RATE_PARENT)) {
 186                 parent_rate = *best_parent_rate;
 187                 bestdiv = _div_round(divider->table, parent_rate, rate);
 188                 bestdiv = bestdiv == 0 ? 1 : bestdiv;
 189                 bestdiv = bestdiv > maxdiv ? maxdiv : bestdiv;
 190                 return bestdiv;
 191         }
 192
 193         /*
 194          * The maximum divider we can use without overflowing
 195          * unsigned long in rate * i below
 196          */
 197         maxdiv = min(ULONG_MAX / rate, maxdiv);
 198
 199         for (i = 1; i <= maxdiv; i++) {
 200                 if (!_is_valid_div(divider, i))
 201                         continue;
 202                 if (rate * i == parent_rate_saved) {
 203                         /*
 204                          * It's the most ideal case if the requested rate can be
 205                          * divided from parent clock without needing to change
 206                          * parent rate, so return the divider immediately.
 207                          */
 208                         *best_parent_rate = parent_rate_saved;
 209                         return i;
 210                 }
 211                 parent_rate = clk_hw_round_rate(clk_hw_get_parent(hw),
 212                                 MULT_ROUND_UP(rate, i));
 213                 now = DIV_ROUND_UP(parent_rate, i);
 214                 if (now <= rate && now > best) {
 215                         bestdiv = i;
 216                         best = now;
 217                         *best_parent_rate = parent_rate;
 218                 }
 219         }
 220
 221         if (!bestdiv) {
 222                 bestdiv = _get_maxdiv(divider);
 223                 *best_parent_rate =
 224                         clk_hw_round_rate(clk_hw_get_parent(hw), 1);
 225         }
 226
 227         return bestdiv;
 228 }
 229
 230 static long ti_clk_divider_round_rate(struct clk_hw *hw, unsigned long rate,
 231                                       unsigned long *prate)
 232 {
 233         int div;
 234         div = ti_clk_divider_bestdiv(hw, rate, prate);
 235
 236         return DIV_ROUND_UP(*prate, div);
 237 }
 238
 239 static int ti_clk_divider_set_rate(struct clk_hw *hw, unsigned long rate,
 240                                    unsigned long parent_rate)
 241 {
 242         struct clk_omap_divider *divider;
 243         unsigned int div, value;
 244         u32 val;
 245
 246         if (!hw || !rate)
 247                 return -EINVAL;
 248
 249         divider = to_clk_omap_divider(hw);
 250
 251         div = DIV_ROUND_UP(parent_rate, rate);
 252         value = _get_val(divider, div);
 253
 254         if (value > div_mask(divider))
 255                 value = div_mask(divider);
 256
 257         if (divider->flags & CLK_DIVIDER_HIWORD_MASK) {
 258                 val = div_mask(divider) << (divider->shift + 16);
 259         } else {
 260                 val = ti_clk_ll_ops->clk_readl(divider->reg);
 261                 val &= ~(div_mask(divider) << divider->shift);
 262         }
 263         val |= value << divider->shift;
 264         ti_clk_ll_ops->clk_writel(val, divider->reg);
 265
 266         return 0;
 267 }
 268
 269 const struct clk_ops ti_clk_divider_ops = {
 270         .recalc_rate = ti_clk_divider_recalc_rate,
 271         .round_rate = ti_clk_divider_round_rate,
 272         .set_rate = ti_clk_divider_set_rate,
 273 };
 274
 275 static struct clk *_register_divider(struct device *dev, const char *name,
 276                                      const char *parent_name,
 277                                      unsigned long flags, void __iomem *reg,
 278                                      u8 shift, u8 width, u8 clk_divider_flags,
 279                                      const struct clk_div_table *table)
 280 {
 281         struct clk_omap_divider *div;
 282         struct clk *clk;
 283         struct clk_init_data init;
 284
 285         if (clk_divider_flags & CLK_DIVIDER_HIWORD_MASK) {
 286                 if (width + shift > 16) {
 287                         pr_warn("divider value exceeds LOWORD field\n");
 288                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 289                 }
 290         }
 291
 292         /* allocate the divider */
 293         div = kzalloc(sizeof(*div), GFP_KERNEL);
 294         if (!div) {
 295                 pr_err("%s: could not allocate divider clk\n", __func__);
 296                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 297         }
 298
 299         init.name = name;
 300         init.ops = &ti_clk_divider_ops;
 301         init.flags = flags | CLK_IS_BASIC;
 302         init.parent_names = (parent_name ? &parent_name : NULL);
 303         init.num_parents = (parent_name ? 1 : 0);
 304
 305         /* struct clk_divider assignments */
 306         div->reg = reg;
 307         div->shift = shift;
 308         div->width = width;
 309         div->flags = clk_divider_flags;
 310         div->hw.init = &init;
 311         div->table = table;
 312
 313         /* register the clock */
 314         clk = ti_clk_register(dev, &div->hw, name);
 315
 316         if (IS_ERR(clk))
 317                 kfree(div);
 318
 319         return clk;
 320 }
 321
 322 int ti_clk_parse_divider_data(int *div_table, int num_dividers, int max_div,
 323                               u8 flags, u8 *width,
 324                               const struct clk_div_table **table)
 325 {
 326         int valid_div = 0;
 327         u32 val;
 328         int div;
 329         int i;
 330         struct clk_div_table *tmp;
 331
 332         if (!div_table) {
 333                 if (flags & CLKF_INDEX_STARTS_AT_ONE)
 334                         val = 1;
 335                 else
 336                         val = 0;
 337
 338                 div = 1;
 339
 340                 while (div < max_div) {
 341                         if (flags & CLKF_INDEX_POWER_OF_TWO)
 342                                 div <<= 1;
 343                         else
 344                                 div++;
 345                         val++;
 346                 }
 347
 348                 *width = fls(val);
 349                 *table = NULL;
 350
 351                 return 0;
 352         }
 353
 354         i = 0;
 355
 356         while (!num_dividers || i < num_dividers) {
 357                 if (div_table[i] == -1)
 358                         break;
 359                 if (div_table[i])
 360                         valid_div++;
 361                 i++;
 362         }
 363
 364         num_dividers = i;
 365
 366         tmp = kzalloc(sizeof(*tmp) * (valid_div + 1), GFP_KERNEL);
 367         if (!tmp)
 368                 return -ENOMEM;
 369
 370         valid_div = 0;
 371         *width = 0;
 372
 373         for (i = 0; i < num_dividers; i++)
 374                 if (div_table[i] > 0) {
 375                         tmp[valid_div].div = div_table[i];
 376                         tmp[valid_div].val = i;
 377                         valid_div++;
 378                         *width = i;
 379                 }
 380
 381         *width = fls(*width);
 382         *table = tmp;
 383
 384         return 0;
 385 }
 386
 387 static const struct clk_div_table *
 388 _get_div_table_from_setup(struct ti_clk_divider *setup, u8 *width)
 389 {
 390         const struct clk_div_table *table = NULL;
 391
 392         ti_clk_parse_divider_data(setup->dividers, setup->num_dividers,
 393                                   setup->max_div, setup->flags, width,
 394                                   &table);
 395
 396         return table;
 397 }
 398
 399 struct clk_hw *ti_clk_build_component_div(struct ti_clk_divider *setup)
 400 {
 401         struct clk_omap_divider *div;
 402         struct clk_omap_reg *reg;
 403
 404         if (!setup)
 405                 return NULL;
 406
 407         div = kzalloc(sizeof(*div), GFP_KERNEL);
 408         if (!div)
 409                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 410
 411         reg = (struct clk_omap_reg *)&div->reg;
 412         reg->index = setup->module;
 413         reg->offset = setup->reg;
 414
 415         if (setup->flags & CLKF_INDEX_STARTS_AT_ONE)
 416                 div->flags |= CLK_DIVIDER_ONE_BASED;
 417
 418         if (setup->flags & CLKF_INDEX_POWER_OF_TWO)
 419                 div->flags |= CLK_DIVIDER_POWER_OF_TWO;
 420
 421         div->table = _get_div_table_from_setup(setup, &div->width);
 422
 423         div->shift = setup->bit_shift;
 424
 425         return &div->hw;
 426 }
 427
 428 struct clk *ti_clk_register_divider(struct ti_clk *setup)
 429 {
 430         struct ti_clk_divider *div;
 431         struct clk_omap_reg *reg_setup;
 432         u32 reg;
 433         u8 width;
 434         u32 flags = 0;
 435         u8 div_flags = 0;
 436         const struct clk_div_table *table;
 437         struct clk *clk;
 438
 439         div = setup->data;
 440
 441         reg_setup = (struct clk_omap_reg *)&reg;
 442
 443         reg_setup->index = div->module;
 444         reg_setup->offset = div->reg;
 445
 446         if (div->flags & CLKF_INDEX_STARTS_AT_ONE)
 447                 div_flags |= CLK_DIVIDER_ONE_BASED;
 448
 449         if (div->flags & CLKF_INDEX_POWER_OF_TWO)
 450                 div_flags |= CLK_DIVIDER_POWER_OF_TWO;
 451
 452         if (div->flags & CLKF_SET_RATE_PARENT)
 453                 flags |= CLK_SET_RATE_PARENT;
 454
 455         table = _get_div_table_from_setup(div, &width);
 456         if (IS_ERR(table))
 457                 return (struct clk *)table;
 458
 459         clk = _register_divider(NULL, setup->name, div->parent,
 460                                 flags, (void __iomem *)reg, div->bit_shift,
 461                                 width, div_flags, table);
 462
 463         if (IS_ERR(clk))
 464                 kfree(table);
 465
 466         return clk;
 467 }
 468
 469 static struct clk_div_table *
 470 __init ti_clk_get_div_table(struct device_node *node)
 471 {
 472         struct clk_div_table *table;
 473         const __be32 *divspec;
 474         u32 val;
 475         u32 num_div;
 476         u32 valid_div;
 477         int i;
 478
 479         divspec = of_get_property(node, "ti,dividers", &num_div);
 480
 481         if (!divspec)
 482                 return NULL;
 483
 484         num_div /= 4;
 485
 486         valid_div = 0;
 487
 488         /* Determine required size for divider table */
 489         for (i = 0; i < num_div; i++) {
 490                 of_property_read_u32_index(node, "ti,dividers", i, &val);
 491                 if (val)
 492                         valid_div++;
 493         }
 494
 495         if (!valid_div) {
 496                 pr_err("no valid dividers for %s table\n", node->name);
 497                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 498         }
 499
 500         table = kzalloc(sizeof(*table) * (valid_div + 1), GFP_KERNEL);
 501
 502         if (!table)
 503                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 504
 505         valid_div = 0;
 506
 507         for (i = 0; i < num_div; i++) {
 508                 of_property_read_u32_index(node, "ti,dividers", i, &val);
 509                 if (val) {
 510                         table[valid_div].div = val;
 511                         table[valid_div].val = i;
 512                         valid_div++;
 513                 }
 514         }
 515
 516         return table;
 517 }
 518
 519 static int _get_divider_width(struct device_node *node,
 520                               const struct clk_div_table *table,
 521                               u8 flags)
 522 {
 523         u32 min_div;
 524         u32 max_div;
 525         u32 val = 0;
 526         u32 div;
 527
 528         if (!table) {
 529                 /* Clk divider table not provided, determine min/max divs */
 530                 if (of_property_read_u32(node, "ti,min-div", &min_div))
 531                         min_div = 1;
 532
 533                 if (of_property_read_u32(node, "ti,max-div", &max_div)) {
 534                         pr_err("no max-div for %s!\n", node->name);
 535                         return -EINVAL;
 536                 }
 537
 538                 /* Determine bit width for the field */
 539                 if (flags & CLK_DIVIDER_ONE_BASED)
 540                         val = 1;
 541
 542                 div = min_div;
 543
 544                 while (div < max_div) {
 545                         if (flags & CLK_DIVIDER_POWER_OF_TWO)
 546                                 div <<= 1;
 547                         else
 548                                 div++;
 549                         val++;
 550                 }
 551         } else {
 552                 div = 0;
 553
 554                 while (table[div].div) {
 555                         val = table[div].val;
 556                         div++;
 557                 }
 558         }
 559
 560         return fls(val);
 561 }
 562
 563 static int __init ti_clk_divider_populate(struct device_node *node,
 564         void __iomem **reg, const struct clk_div_table **table,
 565         u32 *flags, u8 *div_flags, u8 *width, u8 *shift)
 566 {
 567         u32 val;
 568
 569         *reg = ti_clk_get_reg_addr(node, 0);
 570         if (IS_ERR(*reg))
 571                 return PTR_ERR(*reg);
 572
 573         if (!of_property_read_u32(node, "ti,bit-shift", &val))
 574                 *shift = val;
 575         else
 576                 *shift = 0;
 577
 578         *flags = 0;
 579         *div_flags = 0;
 580
 581         if (of_property_read_bool(node, "ti,index-starts-at-one"))
 582                 *div_flags |= CLK_DIVIDER_ONE_BASED;
 583
 584         if (of_property_read_bool(node, "ti,index-power-of-two"))
 585                 *div_flags |= CLK_DIVIDER_POWER_OF_TWO;
 586
 587         if (of_property_read_bool(node, "ti,set-rate-parent"))
 588                 *flags |= CLK_SET_RATE_PARENT;
 589
 590         *table = ti_clk_get_div_table(node);
 591
 592         if (IS_ERR(*table))
 593                 return PTR_ERR(*table);
 594
 595         *width = _get_divider_width(node, *table, *div_flags);
 596
 597         return 0;
 598 }
 599
 600 /**
 601  * of_ti_divider_clk_setup - Setup function for simple div rate clock
 602  * @node: device node for this clock
 603  *
 604  * Sets up a basic divider clock.
 605  */
 606 static void __init of_ti_divider_clk_setup(struct device_node *node)
 607 {
 608         struct clk *clk;
 609         const char *parent_name;
 610         void __iomem *reg;
 611         u8 clk_divider_flags = 0;
 612         u8 width = 0;
 613         u8 shift = 0;
 614         const struct clk_div_table *table = NULL;
 615         u32 flags = 0;
 616
 617         parent_name = of_clk_get_parent_name(node, 0);
 618
 619         if (ti_clk_divider_populate(node, &reg, &table, &flags,
 620                                     &clk_divider_flags, &width, &shift))
 621                 goto cleanup;
 622
 623         clk = _register_divider(NULL, node->name, parent_name, flags, reg,
 624                                 shift, width, clk_divider_flags, table);
 625
 626         if (!IS_ERR(clk)) {
 627                 of_clk_add_provider(node, of_clk_src_simple_get, clk);
 628                 of_ti_clk_autoidle_setup(node);
 629                 return;
 630         }
 631
 632 cleanup:
 633         kfree(table);
 634 }
 635 CLK_OF_DECLARE(divider_clk, "ti,divider-clock", of_ti_divider_clk_setup);
 636
 637 static void __init of_ti_composite_divider_clk_setup(struct device_node *node)
 638 {
 639         struct clk_omap_divider *div;
 640         u32 val;
 641
 642         div = kzalloc(sizeof(*div), GFP_KERNEL);
 643         if (!div)
 644                 return;
 645
 646         if (ti_clk_divider_populate(node, &div->reg, &div->table, &val,
 647                                     &div->flags, &div->width, &div->shift) < 0)
 648                 goto cleanup;
 649
 650         if (!ti_clk_add_component(node, &div->hw, CLK_COMPONENT_TYPE_DIVIDER))
 651                 return;
 652
 653 cleanup:
 654         kfree(div->table);
 655         kfree(div);
 656 }
 657 CLK_OF_DECLARE(ti_composite_divider_clk, "ti,composite-divider-clock",
 658                of_ti_composite_divider_clk_setup);