arch/arm/cpu/tegra-common/clock.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2010-2013, NVIDIA CORPORATION.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   5  * under the terms and conditions of the GNU General Public License,
   6  * version 2, as published by the Free Software Foundation.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope it will be useful, but WITHOUT
   9  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  10  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
  11  * more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  14  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  15  */
  16
  17 /* Tegra SoC common clock control functions */
  18
  19 #include <common.h>
  20 #include <asm/io.h>
  21 #include <asm/arch/clock.h>
  22 #include <asm/arch/tegra.h>
  23 #include <asm/arch-tegra/clk_rst.h>
  24 #include <asm/arch-tegra/timer.h>
  25 #include <div64.h>
  26 #include <fdtdec.h>
  27
  28 /*
  29  * This is our record of the current clock rate of each clock. We don't
  30  * fill all of these in since we are only really interested in clocks which
  31  * we use as parents.
  32  */
  33 static unsigned pll_rate[CLOCK_ID_COUNT];
  34
  35 /*
  36  * The oscillator frequency is fixed to one of four set values. Based on this
  37  * the other clocks are set up appropriately.
  38  */
  39 static unsigned osc_freq[CLOCK_OSC_FREQ_COUNT] = {
  40         13000000,
  41         19200000,
  42         12000000,
  43         26000000,
  44 };
  45
  46 /* return 1 if a peripheral ID is in range */
  47 #define clock_type_id_isvalid(id) ((id) >= 0 && \
  48                 (id) < CLOCK_TYPE_COUNT)
  49
  50 char pllp_valid = 1;    /* PLLP is set up correctly */
  51
  52 /* return 1 if a periphc_internal_id is in range */
  53 #define periphc_internal_id_isvalid(id) ((id) >= 0 && \
  54                 (id) < PERIPHC_COUNT)
  55
  56 /* number of clock outputs of a PLL */
  57 static const u8 pll_num_clkouts[] = {
  58         1,      /* PLLC */
  59         1,      /* PLLM */
  60         4,      /* PLLP */
  61         1,      /* PLLA */
  62         0,      /* PLLU */
  63         0,      /* PLLD */
  64 };
  65
  66 int clock_get_osc_bypass(void)
  67 {
  68         struct clk_rst_ctlr *clkrst =
  69                         (struct clk_rst_ctlr *)NV_PA_CLK_RST_BASE;
  70         u32 reg;
  71
  72         reg = readl(&clkrst->crc_osc_ctrl);
  73         return (reg & OSC_XOBP_MASK) >> OSC_XOBP_SHIFT;
  74 }
  75
  76 /* Returns a pointer to the registers of the given pll */
  77 static struct clk_pll *get_pll(enum clock_id clkid)
  78 {
  79         struct clk_rst_ctlr *clkrst =
  80                         (struct clk_rst_ctlr *)NV_PA_CLK_RST_BASE;
  81
  82         assert(clock_id_is_pll(clkid));
  83         return &clkrst->crc_pll[clkid];
  84 }
  85
  86 int clock_ll_read_pll(enum clock_id clkid, u32 *divm, u32 *divn,
  87                 u32 *divp, u32 *cpcon, u32 *lfcon)
  88 {
  89         struct clk_pll *pll = get_pll(clkid);
  90         u32 data;
  91
  92         assert(clkid != CLOCK_ID_USB);
  93
  94         /* Safety check, adds to code size but is small */
  95         if (!clock_id_is_pll(clkid) || clkid == CLOCK_ID_USB)
  96                 return -1;
  97         data = readl(&pll->pll_base);
  98         *divm = (data & PLL_DIVM_MASK) >> PLL_DIVM_SHIFT;
  99         *divn = (data & PLL_DIVN_MASK) >> PLL_DIVN_SHIFT;
 100         *divp = (data & PLL_DIVP_MASK) >> PLL_DIVP_SHIFT;
 101         data = readl(&pll->pll_misc);
 102         *cpcon = (data & PLL_CPCON_MASK) >> PLL_CPCON_SHIFT;
 103         *lfcon = (data & PLL_LFCON_MASK) >> PLL_LFCON_SHIFT;
 104
 105         return 0;
 106 }
 107
 108 unsigned long clock_start_pll(enum clock_id clkid, u32 divm, u32 divn,
 109                 u32 divp, u32 cpcon, u32 lfcon)
 110 {
 111         struct clk_pll *pll = get_pll(clkid);
 112         u32 data;
 113
 114         /*
 115          * We cheat by treating all PLL (except PLLU) in the same fashion.
 116          * This works only because:
 117          * - same fields are always mapped at same offsets, except DCCON
 118          * - DCCON is always 0, doesn't conflict
 119          * - M,N, P of PLLP values are ignored for PLLP
 120          */
 121         data = (cpcon << PLL_CPCON_SHIFT) | (lfcon << PLL_LFCON_SHIFT);
 122         writel(data, &pll->pll_misc);
 123
 124         data = (divm << PLL_DIVM_SHIFT) | (divn << PLL_DIVN_SHIFT) |
 125                         (0 << PLL_BYPASS_SHIFT) | (1 << PLL_ENABLE_SHIFT);
 126
 127         if (clkid == CLOCK_ID_USB)
 128                 data |= divp << PLLU_VCO_FREQ_SHIFT;
 129         else
 130                 data |= divp << PLL_DIVP_SHIFT;
 131         writel(data, &pll->pll_base);
 132
 133         /* calculate the stable time */
 134         return timer_get_us() + CLOCK_PLL_STABLE_DELAY_US;
 135 }
 136
 137 void clock_ll_set_source_divisor(enum periph_id periph_id, unsigned source,
 138                         unsigned divisor)
 139 {
 140         u32 *reg = get_periph_source_reg(periph_id);
 141         u32 value;
 142
 143         value = readl(reg);
 144
 145         value &= ~OUT_CLK_SOURCE_31_30_MASK;
 146         value |= source << OUT_CLK_SOURCE_31_30_SHIFT;
 147
 148         value &= ~OUT_CLK_DIVISOR_MASK;
 149         value |= divisor << OUT_CLK_DIVISOR_SHIFT;
 150
 151         writel(value, reg);
 152 }
 153
 154 void clock_ll_set_source(enum periph_id periph_id, unsigned source)
 155 {
 156         u32 *reg = get_periph_source_reg(periph_id);
 157
 158         clrsetbits_le32(reg, OUT_CLK_SOURCE_31_30_MASK,
 159                         source << OUT_CLK_SOURCE_31_30_SHIFT);
 160 }
 161
 162 /**
 163  * Given the parent's rate and the required rate for the children, this works
 164  * out the peripheral clock divider to use, in 7.1 binary format.
 165  *
 166  * @param divider_bits  number of divider bits (8 or 16)
 167  * @param parent_rate   clock rate of parent clock in Hz
 168  * @param rate          required clock rate for this clock
 169  * @return divider which should be used
 170  */
 171 static int clk_get_divider(unsigned divider_bits, unsigned long parent_rate,
 172                            unsigned long rate)
 173 {
 174         u64 divider = parent_rate * 2;
 175         unsigned max_divider = 1 << divider_bits;
 176
 177         divider += rate - 1;
 178         do_div(divider, rate);
 179
 180         if ((s64)divider - 2 < 0)
 181                 return 0;
 182
 183         if ((s64)divider - 2 >= max_divider)
 184                 return -1;
 185
 186         return divider - 2;
 187 }
 188
 189 int clock_set_pllout(enum clock_id clkid, enum pll_out_id pllout, unsigned rate)
 190 {
 191         struct clk_pll *pll = get_pll(clkid);
 192         int data = 0, div = 0, offset = 0;
 193
 194         if (!clock_id_is_pll(clkid))
 195                 return -1;
 196
 197         if (pllout + 1 > pll_num_clkouts[clkid])
 198                 return -1;
 199
 200         div = clk_get_divider(8, pll_rate[clkid], rate);
 201
 202         if (div < 0)
 203                 return -1;
 204
 205         /* out2 and out4 are in the high part of the register */
 206         if (pllout == PLL_OUT2 || pllout == PLL_OUT4)
 207                 offset = 16;
 208
 209         data = (div << PLL_OUT_RATIO_SHIFT) |
 210                         PLL_OUT_OVRRIDE | PLL_OUT_CLKEN | PLL_OUT_RSTN;
 211         clrsetbits_le32(&pll->pll_out[pllout >> 1],
 212                         PLL_OUT_RATIO_MASK << offset, data << offset);
 213
 214         return 0;
 215 }
 216
 217 /**
 218  * Given the parent's rate and the divider in 7.1 format, this works out the
 219  * resulting peripheral clock rate.
 220  *
 221  * @param parent_rate   clock rate of parent clock in Hz
 222  * @param divider which should be used in 7.1 format
 223  * @return effective clock rate of peripheral
 224  */
 225 static unsigned long get_rate_from_divider(unsigned long parent_rate,
 226                                            int divider)
 227 {
 228         u64 rate;
 229
 230         rate = (u64)parent_rate * 2;
 231         do_div(rate, divider + 2);
 232         return rate;
 233 }
 234
 235 unsigned long clock_get_periph_rate(enum periph_id periph_id,
 236                 enum clock_id parent)
 237 {
 238         u32 *reg = get_periph_source_reg(periph_id);
 239
 240         return get_rate_from_divider(pll_rate[parent],
 241                 (readl(reg) & OUT_CLK_DIVISOR_MASK) >> OUT_CLK_DIVISOR_SHIFT);
 242 }
 243
 244 /**
 245  * Find the best available 7.1 format divisor given a parent clock rate and
 246  * required child clock rate. This function assumes that a second-stage
 247  * divisor is available which can divide by powers of 2 from 1 to 256.
 248  *
 249  * @param divider_bits  number of divider bits (8 or 16)
 250  * @param parent_rate   clock rate of parent clock in Hz
 251  * @param rate          required clock rate for this clock
 252  * @param extra_div     value for the second-stage divisor (not set if this
 253  *                      function returns -1.
 254  * @return divider which should be used, or -1 if nothing is valid
 255  *
 256  */
 257 static int find_best_divider(unsigned divider_bits, unsigned long parent_rate,
 258                                 unsigned long rate, int *extra_div)
 259 {
 260         int shift;
 261         int best_divider = -1;
 262         int best_error = rate;
 263
 264         /* try dividers from 1 to 256 and find closest match */
 265         for (shift = 0; shift <= 8 && best_error > 0; shift++) {
 266                 unsigned divided_parent = parent_rate >> shift;
 267                 int divider = clk_get_divider(divider_bits, divided_parent,
 268                                                 rate);
 269                 unsigned effective_rate = get_rate_from_divider(divided_parent,
 270                                                 divider);
 271                 int error = rate - effective_rate;
 272
 273                 /* Given a valid divider, look for the lowest error */
 274                 if (divider != -1 && error < best_error) {
 275                         best_error = error;
 276                         *extra_div = 1 << shift;
 277                         best_divider = divider;
 278                 }
 279         }
 280
 281         /* return what we found - *extra_div will already be set */
 282         return best_divider;
 283 }
 284
 285 /**
 286  * Adjust peripheral PLL to use the given divider and source.
 287  *
 288  * @param periph_id     peripheral to adjust
 289  * @param source        Source number (0-3 or 0-7)
 290  * @param mux_bits      Number of mux bits (2 or 4)
 291  * @param divider       Required divider in 7.1 or 15.1 format
 292  * @return 0 if ok, -1 on error (requesting a parent clock which is not valid
 293  *              for this peripheral)
 294  */
 295 static int adjust_periph_pll(enum periph_id periph_id, int source,
 296                                 int mux_bits, unsigned divider)
 297 {
 298         u32 *reg = get_periph_source_reg(periph_id);
 299
 300         clrsetbits_le32(reg, OUT_CLK_DIVISOR_MASK,
 301                         divider << OUT_CLK_DIVISOR_SHIFT);
 302         udelay(1);
 303
 304         /* work out the source clock and set it */
 305         if (source < 0)
 306                 return -1;
 307
 308         switch (mux_bits) {
 309         case MASK_BITS_31_30:
 310                 clrsetbits_le32(reg, OUT_CLK_SOURCE_31_30_MASK,
 311                                 source << OUT_CLK_SOURCE_31_30_SHIFT);
 312                 break;
 313
 314         case MASK_BITS_31_29:
 315                 clrsetbits_le32(reg, OUT_CLK_SOURCE_31_29_MASK,
 316                                 source << OUT_CLK_SOURCE_31_29_SHIFT);
 317                 break;
 318
 319         case MASK_BITS_31_28:
 320                 clrsetbits_le32(reg, OUT_CLK_SOURCE_31_28_MASK,
 321                                 source << OUT_CLK_SOURCE_31_28_SHIFT);
 322                 break;
 323
 324         default:
 325                 return -1;
 326         }
 327
 328         udelay(2);
 329         return 0;
 330 }
 331
 332 unsigned clock_adjust_periph_pll_div(enum periph_id periph_id,
 333                 enum clock_id parent, unsigned rate, int *extra_div)
 334 {
 335         unsigned effective_rate;
 336         int mux_bits, divider_bits, source;
 337         int divider;
 338         int xdiv = 0;
 339
 340         /* work out the source clock and set it */
 341         source = get_periph_clock_source(periph_id, parent, &mux_bits,
 342                                          &divider_bits);
 343
 344         divider = find_best_divider(divider_bits, pll_rate[parent],
 345                                     rate, &xdiv);
 346         if (extra_div)
 347                 *extra_div = xdiv;
 348
 349         assert(divider >= 0);
 350         if (adjust_periph_pll(periph_id, source, mux_bits, divider))
 351                 return -1U;
 352         debug("periph %d, rate=%d, reg=%p = %x\n", periph_id, rate,
 353                 get_periph_source_reg(periph_id),
 354                 readl(get_periph_source_reg(periph_id)));
 355
 356         /* Check what we ended up with. This shouldn't matter though */
 357         effective_rate = clock_get_periph_rate(periph_id, parent);
 358         if (extra_div)
 359                 effective_rate /= *extra_div;
 360         if (rate != effective_rate)
 361                 debug("Requested clock rate %u not honored (got %u)\n",
 362                         rate, effective_rate);
 363         return effective_rate;
 364 }
 365
 366 unsigned clock_start_periph_pll(enum periph_id periph_id,
 367                 enum clock_id parent, unsigned rate)
 368 {
 369         unsigned effective_rate;
 370
 371         reset_set_enable(periph_id, 1);
 372         clock_enable(periph_id);
 373
 374         effective_rate = clock_adjust_periph_pll_div(periph_id, parent, rate,
 375                                                  NULL);
 376
 377         reset_set_enable(periph_id, 0);
 378         return effective_rate;
 379 }
 380
 381 void clock_enable(enum periph_id clkid)
 382 {
 383         clock_set_enable(clkid, 1);
 384 }
 385
 386 void clock_disable(enum periph_id clkid)
 387 {
 388         clock_set_enable(clkid, 0);
 389 }
 390
 391 void reset_periph(enum periph_id periph_id, int us_delay)
 392 {
 393         /* Put peripheral into reset */
 394         reset_set_enable(periph_id, 1);
 395         udelay(us_delay);
 396
 397         /* Remove reset */
 398         reset_set_enable(periph_id, 0);
 399
 400         udelay(us_delay);
 401 }
 402
 403 void reset_cmplx_set_enable(int cpu, int which, int reset)
 404 {
 405         struct clk_rst_ctlr *clkrst =
 406                         (struct clk_rst_ctlr *)NV_PA_CLK_RST_BASE;
 407         u32 mask;
 408
 409         /* Form the mask, which depends on the cpu chosen (2 or 4) */
 410         assert(cpu >= 0 && cpu < MAX_NUM_CPU);
 411         mask = which << cpu;
 412
 413         /* either enable or disable those reset for that CPU */
 414         if (reset)
 415                 writel(mask, &clkrst->crc_cpu_cmplx_set);
 416         else
 417                 writel(mask, &clkrst->crc_cpu_cmplx_clr);
 418 }
 419
 420 unsigned clock_get_rate(enum clock_id clkid)
 421 {
 422         struct clk_pll *pll;
 423         u32 base;
 424         u32 divm;
 425         u64 parent_rate;
 426         u64 rate;
 427
 428         parent_rate = osc_freq[clock_get_osc_freq()];
 429         if (clkid == CLOCK_ID_OSC)
 430                 return parent_rate;
 431
 432         pll = get_pll(clkid);
 433         base = readl(&pll->pll_base);
 434
 435         /* Oh for bf_unpack()... */
 436         rate = parent_rate * ((base & PLL_DIVN_MASK) >> PLL_DIVN_SHIFT);
 437         divm = (base & PLL_DIVM_MASK) >> PLL_DIVM_SHIFT;
 438         if (clkid == CLOCK_ID_USB)
 439                 divm <<= (base & PLLU_VCO_FREQ_MASK) >> PLLU_VCO_FREQ_SHIFT;
 440         else
 441                 divm <<= (base & PLL_DIVP_MASK) >> PLL_DIVP_SHIFT;
 442         do_div(rate, divm);
 443         return rate;
 444 }
 445
 446 /**
 447  * Set the output frequency you want for each PLL clock.
 448  * PLL output frequencies are programmed by setting their N, M and P values.
 449  * The governing equations are:
 450  *     VCO = (Fi / m) * n, Fo = VCO / (2^p)
 451  *     where Fo is the output frequency from the PLL.
 452  * Example: Set the output frequency to 216Mhz(Fo) with 12Mhz OSC(Fi)
 453  *     216Mhz = ((12Mhz / m) * n) / (2^p) so n=432,m=12,p=1
 454  * Please see Tegra TRM section 5.3 to get the detail for PLL Programming
 455  *
 456  * @param n PLL feedback divider(DIVN)
 457  * @param m PLL input divider(DIVN)
 458  * @param p post divider(DIVP)
 459  * @param cpcon base PLL charge pump(CPCON)
 460  * @return 0 if ok, -1 on error (the requested PLL is incorrect and cannot
 461  *              be overriden), 1 if PLL is already correct
 462  */
 463 int clock_set_rate(enum clock_id clkid, u32 n, u32 m, u32 p, u32 cpcon)
 464 {
 465         u32 base_reg;
 466         u32 misc_reg;
 467         struct clk_pll *pll;
 468
 469         pll = get_pll(clkid);
 470
 471         base_reg = readl(&pll->pll_base);
 472
 473         /* Set BYPASS, m, n and p to PLL_BASE */
 474         base_reg &= ~PLL_DIVM_MASK;
 475         base_reg |= m << PLL_DIVM_SHIFT;
 476
 477         base_reg &= ~PLL_DIVN_MASK;
 478         base_reg |= n << PLL_DIVN_SHIFT;
 479
 480         base_reg &= ~PLL_DIVP_MASK;
 481         base_reg |= p << PLL_DIVP_SHIFT;
 482
 483         if (clkid == CLOCK_ID_PERIPH) {
 484                 /*
 485                  * If the PLL is already set up, check that it is correct
 486                  * and record this info for clock_verify() to check.
 487                  */
 488                 if (base_reg & PLL_BASE_OVRRIDE_MASK) {
 489                         base_reg |= PLL_ENABLE_MASK;
 490                         if (base_reg != readl(&pll->pll_base))
 491                                 pllp_valid = 0;
 492                         return pllp_valid ? 1 : -1;
 493                 }
 494                 base_reg |= PLL_BASE_OVRRIDE_MASK;
 495         }
 496
 497         base_reg |= PLL_BYPASS_MASK;
 498         writel(base_reg, &pll->pll_base);
 499
 500         /* Set cpcon to PLL_MISC */
 501         misc_reg = readl(&pll->pll_misc);
 502         misc_reg &= ~PLL_CPCON_MASK;
 503         misc_reg |= cpcon << PLL_CPCON_SHIFT;
 504         writel(misc_reg, &pll->pll_misc);
 505
 506         /* Enable PLL */
 507         base_reg |= PLL_ENABLE_MASK;
 508         writel(base_reg, &pll->pll_base);
 509
 510         /* Disable BYPASS */
 511         base_reg &= ~PLL_BYPASS_MASK;
 512         writel(base_reg, &pll->pll_base);
 513
 514         return 0;
 515 }
 516
 517 void clock_ll_start_uart(enum periph_id periph_id)
 518 {
 519         /* Assert UART reset and enable clock */
 520         reset_set_enable(periph_id, 1);
 521         clock_enable(periph_id);
 522         clock_ll_set_source(periph_id, 0); /* UARTx_CLK_SRC = 00, PLLP_OUT0 */
 523
 524         /* wait for 2us */
 525         udelay(2);
 526
 527         /* De-assert reset to UART */
 528         reset_set_enable(periph_id, 0);
 529 }
 530
 531 #ifdef CONFIG_OF_CONTROL
 532 int clock_decode_periph_id(const void *blob, int node)
 533 {
 534         enum periph_id id;
 535         u32 cell[2];
 536         int err;
 537
 538         err = fdtdec_get_int_array(blob, node, "clocks", cell,
 539                                    ARRAY_SIZE(cell));
 540         if (err)
 541                 return -1;
 542         id = clk_id_to_periph_id(cell[1]);
 543         assert(clock_periph_id_isvalid(id));
 544         return id;
 545 }
 546 #endif /* CONFIG_OF_CONTROL */
 547
 548 int clock_verify(void)
 549 {
 550         struct clk_pll *pll = get_pll(CLOCK_ID_PERIPH);
 551         u32 reg = readl(&pll->pll_base);
 552
 553         if (!pllp_valid) {
 554                 printf("Warning: PLLP %x is not correct\n", reg);
 555                 return -1;
 556         }
 557         debug("PLLP %x is correct\n", reg);
 558         return 0;
 559 }
 560
 561 void clock_init(void)
 562 {
 563         pll_rate[CLOCK_ID_MEMORY] = clock_get_rate(CLOCK_ID_MEMORY);
 564         pll_rate[CLOCK_ID_PERIPH] = clock_get_rate(CLOCK_ID_PERIPH);
 565         pll_rate[CLOCK_ID_CGENERAL] = clock_get_rate(CLOCK_ID_CGENERAL);
 566         pll_rate[CLOCK_ID_OSC] = clock_get_rate(CLOCK_ID_OSC);
 567         pll_rate[CLOCK_ID_SFROM32KHZ] = 32768;
 568         pll_rate[CLOCK_ID_XCPU] = clock_get_rate(CLOCK_ID_XCPU);
 569         debug("Osc = %d\n", pll_rate[CLOCK_ID_OSC]);
 570         debug("PLLM = %d\n", pll_rate[CLOCK_ID_MEMORY]);
 571         debug("PLLP = %d\n", pll_rate[CLOCK_ID_PERIPH]);
 572         debug("PLLC = %d\n", pll_rate[CLOCK_ID_CGENERAL]);
 573         debug("PLLX = %d\n", pll_rate[CLOCK_ID_XCPU]);
 574
 575         /* Do any special system timer/TSC setup */
 576         arch_timer_init();
 577 }