clk: bcm2835: add locking to pll*_on/off methods
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / drivers / clk / bcm / clk-bcm2835.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2010,2015 Broadcom
3  * Copyright (C) 2012 Stephen Warren
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
8  * (at your option) any later version.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13  * GNU General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
16  * along with this program; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
18  */
19
20 /**
21  * DOC: BCM2835 CPRMAN (clock manager for the "audio" domain)
22  *
23  * The clock tree on the 2835 has several levels.  There's a root
24  * oscillator running at 19.2Mhz.  After the oscillator there are 5
25  * PLLs, roughly divided as "camera", "ARM", "core", "DSI displays",
26  * and "HDMI displays".  Those 5 PLLs each can divide their output to
27  * produce up to 4 channels.  Finally, there is the level of clocks to
28  * be consumed by other hardware components (like "H264" or "HDMI
29  * state machine"), which divide off of some subset of the PLL
30  * channels.
31  *
32  * All of the clocks in the tree are exposed in the DT, because the DT
33  * may want to make assignments of the final layer of clocks to the
34  * PLL channels, and some components of the hardware will actually
35  * skip layers of the tree (for example, the pixel clock comes
36  * directly from the PLLH PIX channel without using a CM_*CTL clock
37  * generator).
38  */
39
40 #include <linux/clk-provider.h>
41 #include <linux/clkdev.h>
42 #include <linux/clk/bcm2835.h>
43 #include <linux/module.h>
44 #include <linux/of.h>
45 #include <linux/platform_device.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <dt-bindings/clock/bcm2835.h>
48
49 #define CM_PASSWORD             0x5a000000
50
51 #define CM_GNRICCTL             0x000
52 #define CM_GNRICDIV             0x004
53 # define CM_DIV_FRAC_BITS       12
54
55 #define CM_VPUCTL               0x008
56 #define CM_VPUDIV               0x00c
57 #define CM_SYSCTL               0x010
58 #define CM_SYSDIV               0x014
59 #define CM_PERIACTL             0x018
60 #define CM_PERIADIV             0x01c
61 #define CM_PERIICTL             0x020
62 #define CM_PERIIDIV             0x024
63 #define CM_H264CTL              0x028
64 #define CM_H264DIV              0x02c
65 #define CM_ISPCTL               0x030
66 #define CM_ISPDIV               0x034
67 #define CM_V3DCTL               0x038
68 #define CM_V3DDIV               0x03c
69 #define CM_CAM0CTL              0x040
70 #define CM_CAM0DIV              0x044
71 #define CM_CAM1CTL              0x048
72 #define CM_CAM1DIV              0x04c
73 #define CM_CCP2CTL              0x050
74 #define CM_CCP2DIV              0x054
75 #define CM_DSI0ECTL             0x058
76 #define CM_DSI0EDIV             0x05c
77 #define CM_DSI0PCTL             0x060
78 #define CM_DSI0PDIV             0x064
79 #define CM_DPICTL               0x068
80 #define CM_DPIDIV               0x06c
81 #define CM_GP0CTL               0x070
82 #define CM_GP0DIV               0x074
83 #define CM_GP1CTL               0x078
84 #define CM_GP1DIV               0x07c
85 #define CM_GP2CTL               0x080
86 #define CM_GP2DIV               0x084
87 #define CM_HSMCTL               0x088
88 #define CM_HSMDIV               0x08c
89 #define CM_OTPCTL               0x090
90 #define CM_OTPDIV               0x094
91 #define CM_PWMCTL               0x0a0
92 #define CM_PWMDIV               0x0a4
93 #define CM_SMICTL               0x0b0
94 #define CM_SMIDIV               0x0b4
95 #define CM_TSENSCTL             0x0e0
96 #define CM_TSENSDIV             0x0e4
97 #define CM_TIMERCTL             0x0e8
98 #define CM_TIMERDIV             0x0ec
99 #define CM_UARTCTL              0x0f0
100 #define CM_UARTDIV              0x0f4
101 #define CM_VECCTL               0x0f8
102 #define CM_VECDIV               0x0fc
103 #define CM_PULSECTL             0x190
104 #define CM_PULSEDIV             0x194
105 #define CM_SDCCTL               0x1a8
106 #define CM_SDCDIV               0x1ac
107 #define CM_ARMCTL               0x1b0
108 #define CM_EMMCCTL              0x1c0
109 #define CM_EMMCDIV              0x1c4
110
111 /* General bits for the CM_*CTL regs */
112 # define CM_ENABLE                      BIT(4)
113 # define CM_KILL                        BIT(5)
114 # define CM_GATE_BIT                    6
115 # define CM_GATE                        BIT(CM_GATE_BIT)
116 # define CM_BUSY                        BIT(7)
117 # define CM_BUSYD                       BIT(8)
118 # define CM_SRC_SHIFT                   0
119 # define CM_SRC_BITS                    4
120 # define CM_SRC_MASK                    0xf
121 # define CM_SRC_GND                     0
122 # define CM_SRC_OSC                     1
123 # define CM_SRC_TESTDEBUG0              2
124 # define CM_SRC_TESTDEBUG1              3
125 # define CM_SRC_PLLA_CORE               4
126 # define CM_SRC_PLLA_PER                4
127 # define CM_SRC_PLLC_CORE0              5
128 # define CM_SRC_PLLC_PER                5
129 # define CM_SRC_PLLC_CORE1              8
130 # define CM_SRC_PLLD_CORE               6
131 # define CM_SRC_PLLD_PER                6
132 # define CM_SRC_PLLH_AUX                7
133 # define CM_SRC_PLLC_CORE1              8
134 # define CM_SRC_PLLC_CORE2              9
135
136 #define CM_OSCCOUNT             0x100
137
138 #define CM_PLLA                 0x104
139 # define CM_PLL_ANARST                  BIT(8)
140 # define CM_PLLA_HOLDPER                BIT(7)
141 # define CM_PLLA_LOADPER                BIT(6)
142 # define CM_PLLA_HOLDCORE               BIT(5)
143 # define CM_PLLA_LOADCORE               BIT(4)
144 # define CM_PLLA_HOLDCCP2               BIT(3)
145 # define CM_PLLA_LOADCCP2               BIT(2)
146 # define CM_PLLA_HOLDDSI0               BIT(1)
147 # define CM_PLLA_LOADDSI0               BIT(0)
148
149 #define CM_PLLC                 0x108
150 # define CM_PLLC_HOLDPER                BIT(7)
151 # define CM_PLLC_LOADPER                BIT(6)
152 # define CM_PLLC_HOLDCORE2              BIT(5)
153 # define CM_PLLC_LOADCORE2              BIT(4)
154 # define CM_PLLC_HOLDCORE1              BIT(3)
155 # define CM_PLLC_LOADCORE1              BIT(2)
156 # define CM_PLLC_HOLDCORE0              BIT(1)
157 # define CM_PLLC_LOADCORE0              BIT(0)
158
159 #define CM_PLLD                 0x10c
160 # define CM_PLLD_HOLDPER                BIT(7)
161 # define CM_PLLD_LOADPER                BIT(6)
162 # define CM_PLLD_HOLDCORE               BIT(5)
163 # define CM_PLLD_LOADCORE               BIT(4)
164 # define CM_PLLD_HOLDDSI1               BIT(3)
165 # define CM_PLLD_LOADDSI1               BIT(2)
166 # define CM_PLLD_HOLDDSI0               BIT(1)
167 # define CM_PLLD_LOADDSI0               BIT(0)
168
169 #define CM_PLLH                 0x110
170 # define CM_PLLH_LOADRCAL               BIT(2)
171 # define CM_PLLH_LOADAUX                BIT(1)
172 # define CM_PLLH_LOADPIX                BIT(0)
173
174 #define CM_LOCK                 0x114
175 # define CM_LOCK_FLOCKH                 BIT(12)
176 # define CM_LOCK_FLOCKD                 BIT(11)
177 # define CM_LOCK_FLOCKC                 BIT(10)
178 # define CM_LOCK_FLOCKB                 BIT(9)
179 # define CM_LOCK_FLOCKA                 BIT(8)
180
181 #define CM_EVENT                0x118
182 #define CM_DSI1ECTL             0x158
183 #define CM_DSI1EDIV             0x15c
184 #define CM_DSI1PCTL             0x160
185 #define CM_DSI1PDIV             0x164
186 #define CM_DFTCTL               0x168
187 #define CM_DFTDIV               0x16c
188
189 #define CM_PLLB                 0x170
190 # define CM_PLLB_HOLDARM                BIT(1)
191 # define CM_PLLB_LOADARM                BIT(0)
192
193 #define A2W_PLLA_CTRL           0x1100
194 #define A2W_PLLC_CTRL           0x1120
195 #define A2W_PLLD_CTRL           0x1140
196 #define A2W_PLLH_CTRL           0x1160
197 #define A2W_PLLB_CTRL           0x11e0
198 # define A2W_PLL_CTRL_PRST_DISABLE      BIT(17)
199 # define A2W_PLL_CTRL_PWRDN             BIT(16)
200 # define A2W_PLL_CTRL_PDIV_MASK         0x000007000
201 # define A2W_PLL_CTRL_PDIV_SHIFT        12
202 # define A2W_PLL_CTRL_NDIV_MASK         0x0000003ff
203 # define A2W_PLL_CTRL_NDIV_SHIFT        0
204
205 #define A2W_PLLA_ANA0           0x1010
206 #define A2W_PLLC_ANA0           0x1030
207 #define A2W_PLLD_ANA0           0x1050
208 #define A2W_PLLH_ANA0           0x1070
209 #define A2W_PLLB_ANA0           0x10f0
210
211 #define A2W_PLL_KA_SHIFT        7
212 #define A2W_PLL_KA_MASK         GENMASK(9, 7)
213 #define A2W_PLL_KI_SHIFT        19
214 #define A2W_PLL_KI_MASK         GENMASK(21, 19)
215 #define A2W_PLL_KP_SHIFT        15
216 #define A2W_PLL_KP_MASK         GENMASK(18, 15)
217
218 #define A2W_PLLH_KA_SHIFT       19
219 #define A2W_PLLH_KA_MASK        GENMASK(21, 19)
220 #define A2W_PLLH_KI_LOW_SHIFT   22
221 #define A2W_PLLH_KI_LOW_MASK    GENMASK(23, 22)
222 #define A2W_PLLH_KI_HIGH_SHIFT  0
223 #define A2W_PLLH_KI_HIGH_MASK   GENMASK(0, 0)
224 #define A2W_PLLH_KP_SHIFT       1
225 #define A2W_PLLH_KP_MASK        GENMASK(4, 1)
226
227 #define A2W_XOSC_CTRL           0x1190
228 # define A2W_XOSC_CTRL_PLLB_ENABLE      BIT(7)
229 # define A2W_XOSC_CTRL_PLLA_ENABLE      BIT(6)
230 # define A2W_XOSC_CTRL_PLLD_ENABLE      BIT(5)
231 # define A2W_XOSC_CTRL_DDR_ENABLE       BIT(4)
232 # define A2W_XOSC_CTRL_CPR1_ENABLE      BIT(3)
233 # define A2W_XOSC_CTRL_USB_ENABLE       BIT(2)
234 # define A2W_XOSC_CTRL_HDMI_ENABLE      BIT(1)
235 # define A2W_XOSC_CTRL_PLLC_ENABLE      BIT(0)
236
237 #define A2W_PLLA_FRAC           0x1200
238 #define A2W_PLLC_FRAC           0x1220
239 #define A2W_PLLD_FRAC           0x1240
240 #define A2W_PLLH_FRAC           0x1260
241 #define A2W_PLLB_FRAC           0x12e0
242 # define A2W_PLL_FRAC_MASK              ((1 << A2W_PLL_FRAC_BITS) - 1)
243 # define A2W_PLL_FRAC_BITS              20
244
245 #define A2W_PLL_CHANNEL_DISABLE         BIT(8)
246 #define A2W_PLL_DIV_BITS                8
247 #define A2W_PLL_DIV_SHIFT               0
248
249 #define A2W_PLLA_DSI0           0x1300
250 #define A2W_PLLA_CORE           0x1400
251 #define A2W_PLLA_PER            0x1500
252 #define A2W_PLLA_CCP2           0x1600
253
254 #define A2W_PLLC_CORE2          0x1320
255 #define A2W_PLLC_CORE1          0x1420
256 #define A2W_PLLC_PER            0x1520
257 #define A2W_PLLC_CORE0          0x1620
258
259 #define A2W_PLLD_DSI0           0x1340
260 #define A2W_PLLD_CORE           0x1440
261 #define A2W_PLLD_PER            0x1540
262 #define A2W_PLLD_DSI1           0x1640
263
264 #define A2W_PLLH_AUX            0x1360
265 #define A2W_PLLH_RCAL           0x1460
266 #define A2W_PLLH_PIX            0x1560
267 #define A2W_PLLH_STS            0x1660
268
269 #define A2W_PLLH_CTRLR          0x1960
270 #define A2W_PLLH_FRACR          0x1a60
271 #define A2W_PLLH_AUXR           0x1b60
272 #define A2W_PLLH_RCALR          0x1c60
273 #define A2W_PLLH_PIXR           0x1d60
274 #define A2W_PLLH_STSR           0x1e60
275
276 #define A2W_PLLB_ARM            0x13e0
277 #define A2W_PLLB_SP0            0x14e0
278 #define A2W_PLLB_SP1            0x15e0
279 #define A2W_PLLB_SP2            0x16e0
280
281 #define LOCK_TIMEOUT_NS         100000000
282 #define BCM2835_MAX_FB_RATE     1750000000u
283
284 struct bcm2835_cprman {
285         struct device *dev;
286         void __iomem *regs;
287         spinlock_t regs_lock;
288         const char *osc_name;
289
290         struct clk_onecell_data onecell;
291         struct clk *clks[BCM2835_CLOCK_COUNT];
292 };
293
294 static inline void cprman_write(struct bcm2835_cprman *cprman, u32 reg, u32 val)
295 {
296         writel(CM_PASSWORD | val, cprman->regs + reg);
297 }
298
299 static inline u32 cprman_read(struct bcm2835_cprman *cprman, u32 reg)
300 {
301         return readl(cprman->regs + reg);
302 }
303
304 /*
305  * These are fixed clocks. They're probably not all root clocks and it may
306  * be possible to turn them on and off but until this is mapped out better
307  * it's the only way they can be used.
308  */
309 void __init bcm2835_init_clocks(void)
310 {
311         struct clk *clk;
312         int ret;
313
314         clk = clk_register_fixed_rate(NULL, "apb_pclk", NULL, CLK_IS_ROOT,
315                                         126000000);
316         if (IS_ERR(clk))
317                 pr_err("apb_pclk not registered\n");
318
319         clk = clk_register_fixed_rate(NULL, "uart0_pclk", NULL, CLK_IS_ROOT,
320                                         3000000);
321         if (IS_ERR(clk))
322                 pr_err("uart0_pclk not registered\n");
323         ret = clk_register_clkdev(clk, NULL, "20201000.uart");
324         if (ret)
325                 pr_err("uart0_pclk alias not registered\n");
326
327         clk = clk_register_fixed_rate(NULL, "uart1_pclk", NULL, CLK_IS_ROOT,
328                                         125000000);
329         if (IS_ERR(clk))
330                 pr_err("uart1_pclk not registered\n");
331         ret = clk_register_clkdev(clk, NULL, "20215000.uart");
332         if (ret)
333                 pr_err("uart1_pclk alias not registered\n");
334 }
335
336 struct bcm2835_pll_data {
337         const char *name;
338         u32 cm_ctrl_reg;
339         u32 a2w_ctrl_reg;
340         u32 frac_reg;
341         u32 ana_reg_base;
342         u32 reference_enable_mask;
343         /* Bit in CM_LOCK to indicate when the PLL has locked. */
344         u32 lock_mask;
345
346         const struct bcm2835_pll_ana_bits *ana;
347
348         unsigned long min_rate;
349         unsigned long max_rate;
350         /*
351          * Highest rate for the VCO before we have to use the
352          * pre-divide-by-2.
353          */
354         unsigned long max_fb_rate;
355 };
356
357 struct bcm2835_pll_ana_bits {
358         u32 mask0;
359         u32 set0;
360         u32 mask1;
361         u32 set1;
362         u32 mask3;
363         u32 set3;
364         u32 fb_prediv_mask;
365 };
366
367 static const struct bcm2835_pll_ana_bits bcm2835_ana_default = {
368         .mask0 = 0,
369         .set0 = 0,
370         .mask1 = ~(A2W_PLL_KI_MASK | A2W_PLL_KP_MASK),
371         .set1 = (2 << A2W_PLL_KI_SHIFT) | (8 << A2W_PLL_KP_SHIFT),
372         .mask3 = ~A2W_PLL_KA_MASK,
373         .set3 = (2 << A2W_PLL_KA_SHIFT),
374         .fb_prediv_mask = BIT(14),
375 };
376
377 static const struct bcm2835_pll_ana_bits bcm2835_ana_pllh = {
378         .mask0 = ~(A2W_PLLH_KA_MASK | A2W_PLLH_KI_LOW_MASK),
379         .set0 = (2 << A2W_PLLH_KA_SHIFT) | (2 << A2W_PLLH_KI_LOW_SHIFT),
380         .mask1 = ~(A2W_PLLH_KI_HIGH_MASK | A2W_PLLH_KP_MASK),
381         .set1 = (6 << A2W_PLLH_KP_SHIFT),
382         .mask3 = 0,
383         .set3 = 0,
384         .fb_prediv_mask = BIT(11),
385 };
386
387 /*
388  * PLLA is the auxiliary PLL, used to drive the CCP2 (Compact Camera
389  * Port 2) transmitter clock.
390  *
391  * It is in the PX LDO power domain, which is on when the AUDIO domain
392  * is on.
393  */
394 static const struct bcm2835_pll_data bcm2835_plla_data = {
395         .name = "plla",
396         .cm_ctrl_reg = CM_PLLA,
397         .a2w_ctrl_reg = A2W_PLLA_CTRL,
398         .frac_reg = A2W_PLLA_FRAC,
399         .ana_reg_base = A2W_PLLA_ANA0,
400         .reference_enable_mask = A2W_XOSC_CTRL_PLLA_ENABLE,
401         .lock_mask = CM_LOCK_FLOCKA,
402
403         .ana = &bcm2835_ana_default,
404
405         .min_rate = 600000000u,
406         .max_rate = 2400000000u,
407         .max_fb_rate = BCM2835_MAX_FB_RATE,
408 };
409
410 /* PLLB is used for the ARM's clock. */
411 static const struct bcm2835_pll_data bcm2835_pllb_data = {
412         .name = "pllb",
413         .cm_ctrl_reg = CM_PLLB,
414         .a2w_ctrl_reg = A2W_PLLB_CTRL,
415         .frac_reg = A2W_PLLB_FRAC,
416         .ana_reg_base = A2W_PLLB_ANA0,
417         .reference_enable_mask = A2W_XOSC_CTRL_PLLB_ENABLE,
418         .lock_mask = CM_LOCK_FLOCKB,
419
420         .ana = &bcm2835_ana_default,
421
422         .min_rate = 600000000u,
423         .max_rate = 3000000000u,
424         .max_fb_rate = BCM2835_MAX_FB_RATE,
425 };
426
427 /*
428  * PLLC is the core PLL, used to drive the core VPU clock.
429  *
430  * It is in the PX LDO power domain, which is on when the AUDIO domain
431  * is on.
432 */
433 static const struct bcm2835_pll_data bcm2835_pllc_data = {
434         .name = "pllc",
435         .cm_ctrl_reg = CM_PLLC,
436         .a2w_ctrl_reg = A2W_PLLC_CTRL,
437         .frac_reg = A2W_PLLC_FRAC,
438         .ana_reg_base = A2W_PLLC_ANA0,
439         .reference_enable_mask = A2W_XOSC_CTRL_PLLC_ENABLE,
440         .lock_mask = CM_LOCK_FLOCKC,
441
442         .ana = &bcm2835_ana_default,
443
444         .min_rate = 600000000u,
445         .max_rate = 3000000000u,
446         .max_fb_rate = BCM2835_MAX_FB_RATE,
447 };
448
449 /*
450  * PLLD is the display PLL, used to drive DSI display panels.
451  *
452  * It is in the PX LDO power domain, which is on when the AUDIO domain
453  * is on.
454  */
455 static const struct bcm2835_pll_data bcm2835_plld_data = {
456         .name = "plld",
457         .cm_ctrl_reg = CM_PLLD,
458         .a2w_ctrl_reg = A2W_PLLD_CTRL,
459         .frac_reg = A2W_PLLD_FRAC,
460         .ana_reg_base = A2W_PLLD_ANA0,
461         .reference_enable_mask = A2W_XOSC_CTRL_DDR_ENABLE,
462         .lock_mask = CM_LOCK_FLOCKD,
463
464         .ana = &bcm2835_ana_default,
465
466         .min_rate = 600000000u,
467         .max_rate = 2400000000u,
468         .max_fb_rate = BCM2835_MAX_FB_RATE,
469 };
470
471 /*
472  * PLLH is used to supply the pixel clock or the AUX clock for the TV
473  * encoder.
474  *
475  * It is in the HDMI power domain.
476  */
477 static const struct bcm2835_pll_data bcm2835_pllh_data = {
478         "pllh",
479         .cm_ctrl_reg = CM_PLLH,
480         .a2w_ctrl_reg = A2W_PLLH_CTRL,
481         .frac_reg = A2W_PLLH_FRAC,
482         .ana_reg_base = A2W_PLLH_ANA0,
483         .reference_enable_mask = A2W_XOSC_CTRL_PLLC_ENABLE,
484         .lock_mask = CM_LOCK_FLOCKH,
485
486         .ana = &bcm2835_ana_pllh,
487
488         .min_rate = 600000000u,
489         .max_rate = 3000000000u,
490         .max_fb_rate = BCM2835_MAX_FB_RATE,
491 };
492
493 struct bcm2835_pll_divider_data {
494         const char *name;
495         const struct bcm2835_pll_data *source_pll;
496         u32 cm_reg;
497         u32 a2w_reg;
498
499         u32 load_mask;
500         u32 hold_mask;
501         u32 fixed_divider;
502 };
503
504 static const struct bcm2835_pll_divider_data bcm2835_plla_core_data = {
505         .name = "plla_core",
506         .source_pll = &bcm2835_plla_data,
507         .cm_reg = CM_PLLA,
508         .a2w_reg = A2W_PLLA_CORE,
509         .load_mask = CM_PLLA_LOADCORE,
510         .hold_mask = CM_PLLA_HOLDCORE,
511         .fixed_divider = 1,
512 };
513
514 static const struct bcm2835_pll_divider_data bcm2835_plla_per_data = {
515         .name = "plla_per",
516         .source_pll = &bcm2835_plla_data,
517         .cm_reg = CM_PLLA,
518         .a2w_reg = A2W_PLLA_PER,
519         .load_mask = CM_PLLA_LOADPER,
520         .hold_mask = CM_PLLA_HOLDPER,
521         .fixed_divider = 1,
522 };
523
524 static const struct bcm2835_pll_divider_data bcm2835_pllb_arm_data = {
525         .name = "pllb_arm",
526         .source_pll = &bcm2835_pllb_data,
527         .cm_reg = CM_PLLB,
528         .a2w_reg = A2W_PLLB_ARM,
529         .load_mask = CM_PLLB_LOADARM,
530         .hold_mask = CM_PLLB_HOLDARM,
531         .fixed_divider = 1,
532 };
533
534 static const struct bcm2835_pll_divider_data bcm2835_pllc_core0_data = {
535         .name = "pllc_core0",
536         .source_pll = &bcm2835_pllc_data,
537         .cm_reg = CM_PLLC,
538         .a2w_reg = A2W_PLLC_CORE0,
539         .load_mask = CM_PLLC_LOADCORE0,
540         .hold_mask = CM_PLLC_HOLDCORE0,
541         .fixed_divider = 1,
542 };
543
544 static const struct bcm2835_pll_divider_data bcm2835_pllc_core1_data = {
545         .name = "pllc_core1", .source_pll = &bcm2835_pllc_data,
546         .cm_reg = CM_PLLC, A2W_PLLC_CORE1,
547         .load_mask = CM_PLLC_LOADCORE1,
548         .hold_mask = CM_PLLC_HOLDCORE1,
549         .fixed_divider = 1,
550 };
551
552 static const struct bcm2835_pll_divider_data bcm2835_pllc_core2_data = {
553         .name = "pllc_core2",
554         .source_pll = &bcm2835_pllc_data,
555         .cm_reg = CM_PLLC,
556         .a2w_reg = A2W_PLLC_CORE2,
557         .load_mask = CM_PLLC_LOADCORE2,
558         .hold_mask = CM_PLLC_HOLDCORE2,
559         .fixed_divider = 1,
560 };
561
562 static const struct bcm2835_pll_divider_data bcm2835_pllc_per_data = {
563         .name = "pllc_per",
564         .source_pll = &bcm2835_pllc_data,
565         .cm_reg = CM_PLLC,
566         .a2w_reg = A2W_PLLC_PER,
567         .load_mask = CM_PLLC_LOADPER,
568         .hold_mask = CM_PLLC_HOLDPER,
569         .fixed_divider = 1,
570 };
571
572 static const struct bcm2835_pll_divider_data bcm2835_plld_core_data = {
573         .name = "plld_core",
574         .source_pll = &bcm2835_plld_data,
575         .cm_reg = CM_PLLD,
576         .a2w_reg = A2W_PLLD_CORE,
577         .load_mask = CM_PLLD_LOADCORE,
578         .hold_mask = CM_PLLD_HOLDCORE,
579         .fixed_divider = 1,
580 };
581
582 static const struct bcm2835_pll_divider_data bcm2835_plld_per_data = {
583         .name = "plld_per",
584         .source_pll = &bcm2835_plld_data,
585         .cm_reg = CM_PLLD,
586         .a2w_reg = A2W_PLLD_PER,
587         .load_mask = CM_PLLD_LOADPER,
588         .hold_mask = CM_PLLD_HOLDPER,
589         .fixed_divider = 1,
590 };
591
592 static const struct bcm2835_pll_divider_data bcm2835_pllh_rcal_data = {
593         .name = "pllh_rcal",
594         .source_pll = &bcm2835_pllh_data,
595         .cm_reg = CM_PLLH,
596         .a2w_reg = A2W_PLLH_RCAL,
597         .load_mask = CM_PLLH_LOADRCAL,
598         .hold_mask = 0,
599         .fixed_divider = 10,
600 };
601
602 static const struct bcm2835_pll_divider_data bcm2835_pllh_aux_data = {
603         .name = "pllh_aux",
604         .source_pll = &bcm2835_pllh_data,
605         .cm_reg = CM_PLLH,
606         .a2w_reg = A2W_PLLH_AUX,
607         .load_mask = CM_PLLH_LOADAUX,
608         .hold_mask = 0,
609         .fixed_divider = 10,
610 };
611
612 static const struct bcm2835_pll_divider_data bcm2835_pllh_pix_data = {
613         .name = "pllh_pix",
614         .source_pll = &bcm2835_pllh_data,
615         .cm_reg = CM_PLLH,
616         .a2w_reg = A2W_PLLH_PIX,
617         .load_mask = CM_PLLH_LOADPIX,
618         .hold_mask = 0,
619         .fixed_divider = 10,
620 };
621
622 struct bcm2835_clock_data {
623         const char *name;
624
625         const char *const *parents;
626         int num_mux_parents;
627
628         u32 ctl_reg;
629         u32 div_reg;
630
631         /* Number of integer bits in the divider */
632         u32 int_bits;
633         /* Number of fractional bits in the divider */
634         u32 frac_bits;
635
636         bool is_vpu_clock;
637 };
638
639 static const char *const bcm2835_clock_per_parents[] = {
640         "gnd",
641         "xosc",
642         "testdebug0",
643         "testdebug1",
644         "plla_per",
645         "pllc_per",
646         "plld_per",
647         "pllh_aux",
648 };
649
650 static const char *const bcm2835_clock_vpu_parents[] = {
651         "gnd",
652         "xosc",
653         "testdebug0",
654         "testdebug1",
655         "plla_core",
656         "pllc_core0",
657         "plld_core",
658         "pllh_aux",
659         "pllc_core1",
660         "pllc_core2",
661 };
662
663 static const char *const bcm2835_clock_osc_parents[] = {
664         "gnd",
665         "xosc",
666         "testdebug0",
667         "testdebug1"
668 };
669
670 /*
671  * Used for a 1Mhz clock for the system clocksource, and also used by
672  * the watchdog timer and the camera pulse generator.
673  */
674 static const struct bcm2835_clock_data bcm2835_clock_timer_data = {
675         .name = "timer",
676         .num_mux_parents = ARRAY_SIZE(bcm2835_clock_osc_parents),
677         .parents = bcm2835_clock_osc_parents,
678         .ctl_reg = CM_TIMERCTL,
679         .div_reg = CM_TIMERDIV,
680         .int_bits = 6,
681         .frac_bits = 12,
682 };
683
684 /* One Time Programmable Memory clock.  Maximum 10Mhz. */
685 static const struct bcm2835_clock_data bcm2835_clock_otp_data = {
686         .name = "otp",
687         .num_mux_parents = ARRAY_SIZE(bcm2835_clock_osc_parents),
688         .parents = bcm2835_clock_osc_parents,
689         .ctl_reg = CM_OTPCTL,
690         .div_reg = CM_OTPDIV,
691         .int_bits = 4,
692         .frac_bits = 0,
693 };
694
695 /*
696  * VPU clock.  This doesn't have an enable bit, since it drives the
697  * bus for everything else, and is special so it doesn't need to be
698  * gated for rate changes.  It is also known as "clk_audio" in various
699  * hardware documentation.
700  */
701 static const struct bcm2835_clock_data bcm2835_clock_vpu_data = {
702         .name = "vpu",
703         .num_mux_parents = ARRAY_SIZE(bcm2835_clock_vpu_parents),
704         .parents = bcm2835_clock_vpu_parents,
705         .ctl_reg = CM_VPUCTL,
706         .div_reg = CM_VPUDIV,
707         .int_bits = 12,
708         .frac_bits = 8,
709         .is_vpu_clock = true,
710 };
711
712 static const struct bcm2835_clock_data bcm2835_clock_v3d_data = {
713         .name = "v3d",
714         .num_mux_parents = ARRAY_SIZE(bcm2835_clock_vpu_parents),
715         .parents = bcm2835_clock_vpu_parents,
716         .ctl_reg = CM_V3DCTL,
717         .div_reg = CM_V3DDIV,
718         .int_bits = 4,
719         .frac_bits = 8,
720 };
721
722 static const struct bcm2835_clock_data bcm2835_clock_isp_data = {
723         .name = "isp",
724         .num_mux_parents = ARRAY_SIZE(bcm2835_clock_vpu_parents),
725         .parents = bcm2835_clock_vpu_parents,
726         .ctl_reg = CM_ISPCTL,
727         .div_reg = CM_ISPDIV,
728         .int_bits = 4,
729         .frac_bits = 8,
730 };
731
732 static const struct bcm2835_clock_data bcm2835_clock_h264_data = {
733         .name = "h264",
734         .num_mux_parents = ARRAY_SIZE(bcm2835_clock_vpu_parents),
735         .parents = bcm2835_clock_vpu_parents,
736         .ctl_reg = CM_H264CTL,
737         .div_reg = CM_H264DIV,
738         .int_bits = 4,
739         .frac_bits = 8,
740 };
741
742 /* TV encoder clock.  Only operating frequency is 108Mhz.  */
743 static const struct bcm2835_clock_data bcm2835_clock_vec_data = {
744         .name = "vec",
745         .num_mux_parents = ARRAY_SIZE(bcm2835_clock_per_parents),
746         .parents = bcm2835_clock_per_parents,
747         .ctl_reg = CM_VECCTL,
748         .div_reg = CM_VECDIV,
749         .int_bits = 4,
750         .frac_bits = 0,
751 };
752
753 static const struct bcm2835_clock_data bcm2835_clock_uart_data = {
754         .name = "uart",
755         .num_mux_parents = ARRAY_SIZE(bcm2835_clock_per_parents),
756         .parents = bcm2835_clock_per_parents,
757         .ctl_reg = CM_UARTCTL,
758         .div_reg = CM_UARTDIV,
759         .int_bits = 10,
760         .frac_bits = 12,
761 };
762
763 /* HDMI state machine */
764 static const struct bcm2835_clock_data bcm2835_clock_hsm_data = {
765         .name = "hsm",
766         .num_mux_parents = ARRAY_SIZE(bcm2835_clock_per_parents),
767         .parents = bcm2835_clock_per_parents,
768         .ctl_reg = CM_HSMCTL,
769         .div_reg = CM_HSMDIV,
770         .int_bits = 4,
771         .frac_bits = 8,
772 };
773
774 /*
775  * Secondary SDRAM clock.  Used for low-voltage modes when the PLL in
776  * the SDRAM controller can't be used.
777  */
778 static const struct bcm2835_clock_data bcm2835_clock_sdram_data = {
779         .name = "sdram",
780         .num_mux_parents = ARRAY_SIZE(bcm2835_clock_vpu_parents),
781         .parents = bcm2835_clock_vpu_parents,
782         .ctl_reg = CM_SDCCTL,
783         .div_reg = CM_SDCDIV,
784         .int_bits = 6,
785         .frac_bits = 0,
786 };
787
788 /* Clock for the temperature sensor.  Generally run at 2Mhz, max 5Mhz. */
789 static const struct bcm2835_clock_data bcm2835_clock_tsens_data = {
790         .name = "tsens",
791         .num_mux_parents = ARRAY_SIZE(bcm2835_clock_osc_parents),
792         .parents = bcm2835_clock_osc_parents,
793         .ctl_reg = CM_TSENSCTL,
794         .div_reg = CM_TSENSDIV,
795         .int_bits = 5,
796         .frac_bits = 0,
797 };
798
799 /* Arasan EMMC clock */
800 static const struct bcm2835_clock_data bcm2835_clock_emmc_data = {
801         .name = "emmc",
802         .num_mux_parents = ARRAY_SIZE(bcm2835_clock_per_parents),
803         .parents = bcm2835_clock_per_parents,
804         .ctl_reg = CM_EMMCCTL,
805         .div_reg = CM_EMMCDIV,
806         .int_bits = 4,
807         .frac_bits = 8,
808 };
809
810 struct bcm2835_pll {
811         struct clk_hw hw;
812         struct bcm2835_cprman *cprman;
813         const struct bcm2835_pll_data *data;
814 };
815
816 static int bcm2835_pll_is_on(struct clk_hw *hw)
817 {
818         struct bcm2835_pll *pll = container_of(hw, struct bcm2835_pll, hw);
819         struct bcm2835_cprman *cprman = pll->cprman;
820         const struct bcm2835_pll_data *data = pll->data;
821
822         return cprman_read(cprman, data->a2w_ctrl_reg) &
823                 A2W_PLL_CTRL_PRST_DISABLE;
824 }
825
826 static void bcm2835_pll_choose_ndiv_and_fdiv(unsigned long rate,
827                                              unsigned long parent_rate,
828                                              u32 *ndiv, u32 *fdiv)
829 {
830         u64 div;
831
832         div = (u64)rate << A2W_PLL_FRAC_BITS;
833         do_div(div, parent_rate);
834
835         *ndiv = div >> A2W_PLL_FRAC_BITS;
836         *fdiv = div & ((1 << A2W_PLL_FRAC_BITS) - 1);
837 }
838
839 static long bcm2835_pll_rate_from_divisors(unsigned long parent_rate,
840                                            u32 ndiv, u32 fdiv, u32 pdiv)
841 {
842         u64 rate;
843
844         if (pdiv == 0)
845                 return 0;
846
847         rate = (u64)parent_rate * ((ndiv << A2W_PLL_FRAC_BITS) + fdiv);
848         do_div(rate, pdiv);
849         return rate >> A2W_PLL_FRAC_BITS;
850 }
851
852 static long bcm2835_pll_round_rate(struct clk_hw *hw, unsigned long rate,
853                                    unsigned long *parent_rate)
854 {
855         u32 ndiv, fdiv;
856
857         bcm2835_pll_choose_ndiv_and_fdiv(rate, *parent_rate, &ndiv, &fdiv);
858
859         return bcm2835_pll_rate_from_divisors(*parent_rate, ndiv, fdiv, 1);
860 }
861
862 static unsigned long bcm2835_pll_get_rate(struct clk_hw *hw,
863                                           unsigned long parent_rate)
864 {
865         struct bcm2835_pll *pll = container_of(hw, struct bcm2835_pll, hw);
866         struct bcm2835_cprman *cprman = pll->cprman;
867         const struct bcm2835_pll_data *data = pll->data;
868         u32 a2wctrl = cprman_read(cprman, data->a2w_ctrl_reg);
869         u32 ndiv, pdiv, fdiv;
870         bool using_prediv;
871
872         if (parent_rate == 0)
873                 return 0;
874
875         fdiv = cprman_read(cprman, data->frac_reg) & A2W_PLL_FRAC_MASK;
876         ndiv = (a2wctrl & A2W_PLL_CTRL_NDIV_MASK) >> A2W_PLL_CTRL_NDIV_SHIFT;
877         pdiv = (a2wctrl & A2W_PLL_CTRL_PDIV_MASK) >> A2W_PLL_CTRL_PDIV_SHIFT;
878         using_prediv = cprman_read(cprman, data->ana_reg_base + 4) &
879                 data->ana->fb_prediv_mask;
880
881         if (using_prediv)
882                 ndiv *= 2;
883
884         return bcm2835_pll_rate_from_divisors(parent_rate, ndiv, fdiv, pdiv);
885 }
886
887 static void bcm2835_pll_off(struct clk_hw *hw)
888 {
889         struct bcm2835_pll *pll = container_of(hw, struct bcm2835_pll, hw);
890         struct bcm2835_cprman *cprman = pll->cprman;
891         const struct bcm2835_pll_data *data = pll->data;
892
893         cprman_write(cprman, data->cm_ctrl_reg, CM_PLL_ANARST);
894         cprman_write(cprman, data->a2w_ctrl_reg, A2W_PLL_CTRL_PWRDN);
895 }
896
897 static int bcm2835_pll_on(struct clk_hw *hw)
898 {
899         struct bcm2835_pll *pll = container_of(hw, struct bcm2835_pll, hw);
900         struct bcm2835_cprman *cprman = pll->cprman;
901         const struct bcm2835_pll_data *data = pll->data;
902         ktime_t timeout;
903
904         /* Take the PLL out of reset. */
905         cprman_write(cprman, data->cm_ctrl_reg,
906                      cprman_read(cprman, data->cm_ctrl_reg) & ~CM_PLL_ANARST);
907
908         /* Wait for the PLL to lock. */
909         timeout = ktime_add_ns(ktime_get(), LOCK_TIMEOUT_NS);
910         while (!(cprman_read(cprman, CM_LOCK) & data->lock_mask)) {
911                 if (ktime_after(ktime_get(), timeout)) {
912                         dev_err(cprman->dev, "%s: couldn't lock PLL\n",
913                                 clk_hw_get_name(hw));
914                         return -ETIMEDOUT;
915                 }
916
917                 cpu_relax();
918         }
919
920         return 0;
921 }
922
923 static void
924 bcm2835_pll_write_ana(struct bcm2835_cprman *cprman, u32 ana_reg_base, u32 *ana)
925 {
926         int i;
927
928         /*
929          * ANA register setup is done as a series of writes to
930          * ANA3-ANA0, in that order.  This lets us write all 4
931          * registers as a single cycle of the serdes interface (taking
932          * 100 xosc clocks), whereas if we were to update ana0, 1, and
933          * 3 individually through their partial-write registers, each
934          * would be their own serdes cycle.
935          */
936         for (i = 3; i >= 0; i--)
937                 cprman_write(cprman, ana_reg_base + i * 4, ana[i]);
938 }
939
940 static int bcm2835_pll_set_rate(struct clk_hw *hw,
941                                 unsigned long rate, unsigned long parent_rate)
942 {
943         struct bcm2835_pll *pll = container_of(hw, struct bcm2835_pll, hw);
944         struct bcm2835_cprman *cprman = pll->cprman;
945         const struct bcm2835_pll_data *data = pll->data;
946         bool was_using_prediv, use_fb_prediv, do_ana_setup_first;
947         u32 ndiv, fdiv, a2w_ctl;
948         u32 ana[4];
949         int i;
950
951         if (rate < data->min_rate || rate > data->max_rate) {
952                 dev_err(cprman->dev, "%s: rate out of spec: %lu vs (%lu, %lu)\n",
953                         clk_hw_get_name(hw), rate,
954                         data->min_rate, data->max_rate);
955                 return -EINVAL;
956         }
957
958         if (rate > data->max_fb_rate) {
959                 use_fb_prediv = true;
960                 rate /= 2;
961         } else {
962                 use_fb_prediv = false;
963         }
964
965         bcm2835_pll_choose_ndiv_and_fdiv(rate, parent_rate, &ndiv, &fdiv);
966
967         for (i = 3; i >= 0; i--)
968                 ana[i] = cprman_read(cprman, data->ana_reg_base + i * 4);
969
970         was_using_prediv = ana[1] & data->ana->fb_prediv_mask;
971
972         ana[0] &= ~data->ana->mask0;
973         ana[0] |= data->ana->set0;
974         ana[1] &= ~data->ana->mask1;
975         ana[1] |= data->ana->set1;
976         ana[3] &= ~data->ana->mask3;
977         ana[3] |= data->ana->set3;
978
979         if (was_using_prediv && !use_fb_prediv) {
980                 ana[1] &= ~data->ana->fb_prediv_mask;
981                 do_ana_setup_first = true;
982         } else if (!was_using_prediv && use_fb_prediv) {
983                 ana[1] |= data->ana->fb_prediv_mask;
984                 do_ana_setup_first = false;
985         } else {
986                 do_ana_setup_first = true;
987         }
988
989         /* Unmask the reference clock from the oscillator. */
990         cprman_write(cprman, A2W_XOSC_CTRL,
991                      cprman_read(cprman, A2W_XOSC_CTRL) |
992                      data->reference_enable_mask);
993
994         if (do_ana_setup_first)
995                 bcm2835_pll_write_ana(cprman, data->ana_reg_base, ana);
996
997         /* Set the PLL multiplier from the oscillator. */
998         cprman_write(cprman, data->frac_reg, fdiv);
999
1000         a2w_ctl = cprman_read(cprman, data->a2w_ctrl_reg);
1001         a2w_ctl &= ~A2W_PLL_CTRL_NDIV_MASK;
1002         a2w_ctl |= ndiv << A2W_PLL_CTRL_NDIV_SHIFT;
1003         a2w_ctl &= ~A2W_PLL_CTRL_PDIV_MASK;
1004         a2w_ctl |= 1 << A2W_PLL_CTRL_PDIV_SHIFT;
1005         cprman_write(cprman, data->a2w_ctrl_reg, a2w_ctl);
1006
1007         if (!do_ana_setup_first)
1008                 bcm2835_pll_write_ana(cprman, data->ana_reg_base, ana);
1009
1010         return 0;
1011 }
1012
1013 static const struct clk_ops bcm2835_pll_clk_ops = {
1014         .is_prepared = bcm2835_pll_is_on,
1015         .prepare = bcm2835_pll_on,
1016         .unprepare = bcm2835_pll_off,
1017         .recalc_rate = bcm2835_pll_get_rate,
1018         .set_rate = bcm2835_pll_set_rate,
1019         .round_rate = bcm2835_pll_round_rate,
1020 };
1021
1022 struct bcm2835_pll_divider {
1023         struct clk_divider div;
1024         struct bcm2835_cprman *cprman;
1025         const struct bcm2835_pll_divider_data *data;
1026 };
1027
1028 static struct bcm2835_pll_divider *
1029 bcm2835_pll_divider_from_hw(struct clk_hw *hw)
1030 {
1031         return container_of(hw, struct bcm2835_pll_divider, div.hw);
1032 }
1033
1034 static int bcm2835_pll_divider_is_on(struct clk_hw *hw)
1035 {
1036         struct bcm2835_pll_divider *divider = bcm2835_pll_divider_from_hw(hw);
1037         struct bcm2835_cprman *cprman = divider->cprman;
1038         const struct bcm2835_pll_divider_data *data = divider->data;
1039
1040         return !(cprman_read(cprman, data->a2w_reg) & A2W_PLL_CHANNEL_DISABLE);
1041 }
1042
1043 static long bcm2835_pll_divider_round_rate(struct clk_hw *hw,
1044                                            unsigned long rate,
1045                                            unsigned long *parent_rate)
1046 {
1047         return clk_divider_ops.round_rate(hw, rate, parent_rate);
1048 }
1049
1050 static unsigned long bcm2835_pll_divider_get_rate(struct clk_hw *hw,
1051                                                   unsigned long parent_rate)
1052 {
1053         struct bcm2835_pll_divider *divider = bcm2835_pll_divider_from_hw(hw);
1054         struct bcm2835_cprman *cprman = divider->cprman;
1055         const struct bcm2835_pll_divider_data *data = divider->data;
1056         u32 div = cprman_read(cprman, data->a2w_reg);
1057
1058         div &= (1 << A2W_PLL_DIV_BITS) - 1;
1059         if (div == 0)
1060                 div = 256;
1061
1062         return parent_rate / div;
1063 }
1064
1065 static void bcm2835_pll_divider_off(struct clk_hw *hw)
1066 {
1067         struct bcm2835_pll_divider *divider = bcm2835_pll_divider_from_hw(hw);
1068         struct bcm2835_cprman *cprman = divider->cprman;
1069         const struct bcm2835_pll_divider_data *data = divider->data;
1070
1071         spin_lock(&cprman->regs_lock);
1072         cprman_write(cprman, data->cm_reg,
1073                      (cprman_read(cprman, data->cm_reg) &
1074                       ~data->load_mask) | data->hold_mask);
1075         cprman_write(cprman, data->a2w_reg, A2W_PLL_CHANNEL_DISABLE);
1076         spin_unlock(&cprman->regs_lock);
1077 }
1078
1079 static int bcm2835_pll_divider_on(struct clk_hw *hw)
1080 {
1081         struct bcm2835_pll_divider *divider = bcm2835_pll_divider_from_hw(hw);
1082         struct bcm2835_cprman *cprman = divider->cprman;
1083         const struct bcm2835_pll_divider_data *data = divider->data;
1084
1085         spin_lock(&cprman->regs_lock);
1086         cprman_write(cprman, data->a2w_reg,
1087                      cprman_read(cprman, data->a2w_reg) &
1088                      ~A2W_PLL_CHANNEL_DISABLE);
1089
1090         cprman_write(cprman, data->cm_reg,
1091                      cprman_read(cprman, data->cm_reg) & ~data->hold_mask);
1092         spin_unlock(&cprman->regs_lock);
1093
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 static int bcm2835_pll_divider_set_rate(struct clk_hw *hw,
1098                                         unsigned long rate,
1099                                         unsigned long parent_rate)
1100 {
1101         struct bcm2835_pll_divider *divider = bcm2835_pll_divider_from_hw(hw);
1102         struct bcm2835_cprman *cprman = divider->cprman;
1103         const struct bcm2835_pll_divider_data *data = divider->data;
1104         u32 cm, div, max_div = 1 << A2W_PLL_DIV_BITS;
1105
1106         div = DIV_ROUND_UP_ULL(parent_rate, rate);
1107
1108         div = min(div, max_div);
1109         if (div == max_div)
1110                 div = 0;
1111
1112         cprman_write(cprman, data->a2w_reg, div);
1113         cm = cprman_read(cprman, data->cm_reg);
1114         cprman_write(cprman, data->cm_reg, cm | data->load_mask);
1115         cprman_write(cprman, data->cm_reg, cm & ~data->load_mask);
1116
1117         return 0;
1118 }
1119
1120 static const struct clk_ops bcm2835_pll_divider_clk_ops = {
1121         .is_prepared = bcm2835_pll_divider_is_on,
1122         .prepare = bcm2835_pll_divider_on,
1123         .unprepare = bcm2835_pll_divider_off,
1124         .recalc_rate = bcm2835_pll_divider_get_rate,
1125         .set_rate = bcm2835_pll_divider_set_rate,
1126         .round_rate = bcm2835_pll_divider_round_rate,
1127 };
1128
1129 /*
1130  * The CM dividers do fixed-point division, so we can't use the
1131  * generic integer divider code like the PLL dividers do (and we can't
1132  * fake it by having some fixed shifts preceding it in the clock tree,
1133  * because we'd run out of bits in a 32-bit unsigned long).
1134  */
1135 struct bcm2835_clock {
1136         struct clk_hw hw;
1137         struct bcm2835_cprman *cprman;
1138         const struct bcm2835_clock_data *data;
1139 };
1140
1141 static struct bcm2835_clock *bcm2835_clock_from_hw(struct clk_hw *hw)
1142 {
1143         return container_of(hw, struct bcm2835_clock, hw);
1144 }
1145
1146 static int bcm2835_clock_is_on(struct clk_hw *hw)
1147 {
1148         struct bcm2835_clock *clock = bcm2835_clock_from_hw(hw);
1149         struct bcm2835_cprman *cprman = clock->cprman;
1150         const struct bcm2835_clock_data *data = clock->data;
1151
1152         return (cprman_read(cprman, data->ctl_reg) & CM_ENABLE) != 0;
1153 }
1154
1155 static u32 bcm2835_clock_choose_div(struct clk_hw *hw,
1156                                     unsigned long rate,
1157                                     unsigned long parent_rate)
1158 {
1159         struct bcm2835_clock *clock = bcm2835_clock_from_hw(hw);
1160         const struct bcm2835_clock_data *data = clock->data;
1161         u32 unused_frac_mask = GENMASK(CM_DIV_FRAC_BITS - data->frac_bits, 0);
1162         u64 temp = (u64)parent_rate << CM_DIV_FRAC_BITS;
1163         u32 div;
1164
1165         do_div(temp, rate);
1166         div = temp;
1167
1168         /* Round and mask off the unused bits */
1169         if (unused_frac_mask != 0) {
1170                 div += unused_frac_mask >> 1;
1171                 div &= ~unused_frac_mask;
1172         }
1173
1174         /* Clamp to the limits. */
1175         div = max(div, unused_frac_mask + 1);
1176         div = min_t(u32, div, GENMASK(data->int_bits + CM_DIV_FRAC_BITS - 1,
1177                                       CM_DIV_FRAC_BITS - data->frac_bits));
1178
1179         return div;
1180 }
1181
1182 static long bcm2835_clock_rate_from_divisor(struct bcm2835_clock *clock,
1183                                             unsigned long parent_rate,
1184                                             u32 div)
1185 {
1186         const struct bcm2835_clock_data *data = clock->data;
1187         u64 temp;
1188
1189         /*
1190          * The divisor is a 12.12 fixed point field, but only some of
1191          * the bits are populated in any given clock.
1192          */
1193         div >>= CM_DIV_FRAC_BITS - data->frac_bits;
1194         div &= (1 << (data->int_bits + data->frac_bits)) - 1;
1195
1196         if (div == 0)
1197                 return 0;
1198
1199         temp = (u64)parent_rate << data->frac_bits;
1200
1201         do_div(temp, div);
1202
1203         return temp;
1204 }
1205
1206 static long bcm2835_clock_round_rate(struct clk_hw *hw,
1207                                      unsigned long rate,
1208                                      unsigned long *parent_rate)
1209 {
1210         struct bcm2835_clock *clock = bcm2835_clock_from_hw(hw);
1211         u32 div = bcm2835_clock_choose_div(hw, rate, *parent_rate);
1212
1213         return bcm2835_clock_rate_from_divisor(clock, *parent_rate, div);
1214 }
1215
1216 static unsigned long bcm2835_clock_get_rate(struct clk_hw *hw,
1217                                             unsigned long parent_rate)
1218 {
1219         struct bcm2835_clock *clock = bcm2835_clock_from_hw(hw);
1220         struct bcm2835_cprman *cprman = clock->cprman;
1221         const struct bcm2835_clock_data *data = clock->data;
1222         u32 div = cprman_read(cprman, data->div_reg);
1223
1224         return bcm2835_clock_rate_from_divisor(clock, parent_rate, div);
1225 }
1226
1227 static void bcm2835_clock_wait_busy(struct bcm2835_clock *clock)
1228 {
1229         struct bcm2835_cprman *cprman = clock->cprman;
1230         const struct bcm2835_clock_data *data = clock->data;
1231         ktime_t timeout = ktime_add_ns(ktime_get(), LOCK_TIMEOUT_NS);
1232
1233         while (cprman_read(cprman, data->ctl_reg) & CM_BUSY) {
1234                 if (ktime_after(ktime_get(), timeout)) {
1235                         dev_err(cprman->dev, "%s: couldn't lock PLL\n",
1236                                 clk_hw_get_name(&clock->hw));
1237                         return;
1238                 }
1239                 cpu_relax();
1240         }
1241 }
1242
1243 static void bcm2835_clock_off(struct clk_hw *hw)
1244 {
1245         struct bcm2835_clock *clock = bcm2835_clock_from_hw(hw);
1246         struct bcm2835_cprman *cprman = clock->cprman;
1247         const struct bcm2835_clock_data *data = clock->data;
1248
1249         spin_lock(&cprman->regs_lock);
1250         cprman_write(cprman, data->ctl_reg,
1251                      cprman_read(cprman, data->ctl_reg) & ~CM_ENABLE);
1252         spin_unlock(&cprman->regs_lock);
1253
1254         /* BUSY will remain high until the divider completes its cycle. */
1255         bcm2835_clock_wait_busy(clock);
1256 }
1257
1258 static int bcm2835_clock_on(struct clk_hw *hw)
1259 {
1260         struct bcm2835_clock *clock = bcm2835_clock_from_hw(hw);
1261         struct bcm2835_cprman *cprman = clock->cprman;
1262         const struct bcm2835_clock_data *data = clock->data;
1263
1264         spin_lock(&cprman->regs_lock);
1265         cprman_write(cprman, data->ctl_reg,
1266                      cprman_read(cprman, data->ctl_reg) |
1267                      CM_ENABLE |
1268                      CM_GATE);
1269         spin_unlock(&cprman->regs_lock);
1270
1271         return 0;
1272 }
1273
1274 static int bcm2835_clock_set_rate(struct clk_hw *hw,
1275                                   unsigned long rate, unsigned long parent_rate)
1276 {
1277         struct bcm2835_clock *clock = bcm2835_clock_from_hw(hw);
1278         struct bcm2835_cprman *cprman = clock->cprman;
1279         const struct bcm2835_clock_data *data = clock->data;
1280         u32 div = bcm2835_clock_choose_div(hw, rate, parent_rate);
1281
1282         cprman_write(cprman, data->div_reg, div);
1283
1284         return 0;
1285 }
1286
1287 static const struct clk_ops bcm2835_clock_clk_ops = {
1288         .is_prepared = bcm2835_clock_is_on,
1289         .prepare = bcm2835_clock_on,
1290         .unprepare = bcm2835_clock_off,
1291         .recalc_rate = bcm2835_clock_get_rate,
1292         .set_rate = bcm2835_clock_set_rate,
1293         .round_rate = bcm2835_clock_round_rate,
1294 };
1295
1296 static int bcm2835_vpu_clock_is_on(struct clk_hw *hw)
1297 {
1298         return true;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * The VPU clock can never be disabled (it doesn't have an ENABLE
1303  * bit), so it gets its own set of clock ops.
1304  */
1305 static const struct clk_ops bcm2835_vpu_clock_clk_ops = {
1306         .is_prepared = bcm2835_vpu_clock_is_on,
1307         .recalc_rate = bcm2835_clock_get_rate,
1308         .set_rate = bcm2835_clock_set_rate,
1309         .round_rate = bcm2835_clock_round_rate,
1310 };
1311
1312 static struct clk *bcm2835_register_pll(struct bcm2835_cprman *cprman,
1313                                         const struct bcm2835_pll_data *data)
1314 {
1315         struct bcm2835_pll *pll;
1316         struct clk_init_data init;
1317
1318         memset(&init, 0, sizeof(init));
1319
1320         /* All of the PLLs derive from the external oscillator. */
1321         init.parent_names = &cprman->osc_name;
1322         init.num_parents = 1;
1323         init.name = data->name;
1324         init.ops = &bcm2835_pll_clk_ops;
1325         init.flags = CLK_IGNORE_UNUSED;
1326
1327         pll = kzalloc(sizeof(*pll), GFP_KERNEL);
1328         if (!pll)
1329                 return NULL;
1330
1331         pll->cprman = cprman;
1332         pll->data = data;
1333         pll->hw.init = &init;
1334
1335         return devm_clk_register(cprman->dev, &pll->hw);
1336 }
1337
1338 static struct clk *
1339 bcm2835_register_pll_divider(struct bcm2835_cprman *cprman,
1340                              const struct bcm2835_pll_divider_data *data)
1341 {
1342         struct bcm2835_pll_divider *divider;
1343         struct clk_init_data init;
1344         struct clk *clk;
1345         const char *divider_name;
1346
1347         if (data->fixed_divider != 1) {
1348                 divider_name = devm_kasprintf(cprman->dev, GFP_KERNEL,
1349                                               "%s_prediv", data->name);
1350                 if (!divider_name)
1351                         return NULL;
1352         } else {
1353                 divider_name = data->name;
1354         }
1355
1356         memset(&init, 0, sizeof(init));
1357
1358         init.parent_names = &data->source_pll->name;
1359         init.num_parents = 1;
1360         init.name = divider_name;
1361         init.ops = &bcm2835_pll_divider_clk_ops;
1362         init.flags = CLK_SET_RATE_PARENT | CLK_IGNORE_UNUSED;
1363
1364         divider = devm_kzalloc(cprman->dev, sizeof(*divider), GFP_KERNEL);
1365         if (!divider)
1366                 return NULL;
1367
1368         divider->div.reg = cprman->regs + data->a2w_reg;
1369         divider->div.shift = A2W_PLL_DIV_SHIFT;
1370         divider->div.width = A2W_PLL_DIV_BITS;
1371         divider->div.flags = 0;
1372         divider->div.lock = &cprman->regs_lock;
1373         divider->div.hw.init = &init;
1374         divider->div.table = NULL;
1375
1376         divider->cprman = cprman;
1377         divider->data = data;
1378
1379         clk = devm_clk_register(cprman->dev, &divider->div.hw);
1380         if (IS_ERR(clk))
1381                 return clk;
1382
1383         /*
1384          * PLLH's channels have a fixed divide by 10 afterwards, which
1385          * is what our consumers are actually using.
1386          */
1387         if (data->fixed_divider != 1) {
1388                 return clk_register_fixed_factor(cprman->dev, data->name,
1389                                                  divider_name,
1390                                                  CLK_SET_RATE_PARENT,
1391                                                  1,
1392                                                  data->fixed_divider);
1393         }
1394
1395         return clk;
1396 }
1397
1398 static struct clk *bcm2835_register_clock(struct bcm2835_cprman *cprman,
1399                                           const struct bcm2835_clock_data *data)
1400 {
1401         struct bcm2835_clock *clock;
1402         struct clk_init_data init;
1403         const char *parent;
1404
1405         /*
1406          * Most of the clock generators have a mux field, so we
1407          * instantiate a generic mux as our parent to handle it.
1408          */
1409         if (data->num_mux_parents) {
1410                 const char *parents[1 << CM_SRC_BITS];
1411                 int i;
1412
1413                 parent = devm_kasprintf(cprman->dev, GFP_KERNEL,
1414                                         "mux_%s", data->name);
1415                 if (!parent)
1416                         return NULL;
1417
1418                 /*
1419                  * Replace our "xosc" references with the oscillator's
1420                  * actual name.
1421                  */
1422                 for (i = 0; i < data->num_mux_parents; i++) {
1423                         if (strcmp(data->parents[i], "xosc") == 0)
1424                                 parents[i] = cprman->osc_name;
1425                         else
1426                                 parents[i] = data->parents[i];
1427                 }
1428
1429                 clk_register_mux(cprman->dev, parent,
1430                                  parents, data->num_mux_parents,
1431                                  CLK_SET_RATE_PARENT,
1432                                  cprman->regs + data->ctl_reg,
1433                                  CM_SRC_SHIFT, CM_SRC_BITS,
1434                                  0, &cprman->regs_lock);
1435         } else {
1436                 parent = data->parents[0];
1437         }
1438
1439         memset(&init, 0, sizeof(init));
1440         init.parent_names = &parent;
1441         init.num_parents = 1;
1442         init.name = data->name;
1443         init.flags = CLK_IGNORE_UNUSED;
1444
1445         if (data->is_vpu_clock) {
1446                 init.ops = &bcm2835_vpu_clock_clk_ops;
1447         } else {
1448                 init.ops = &bcm2835_clock_clk_ops;
1449                 init.flags |= CLK_SET_RATE_GATE | CLK_SET_PARENT_GATE;
1450         }
1451
1452         clock = devm_kzalloc(cprman->dev, sizeof(*clock), GFP_KERNEL);
1453         if (!clock)
1454                 return NULL;
1455
1456         clock->cprman = cprman;
1457         clock->data = data;
1458         clock->hw.init = &init;
1459
1460         return devm_clk_register(cprman->dev, &clock->hw);
1461 }
1462
1463 static int bcm2835_clk_probe(struct platform_device *pdev)
1464 {
1465         struct device *dev = &pdev->dev;
1466         struct clk **clks;
1467         struct bcm2835_cprman *cprman;
1468         struct resource *res;
1469
1470         cprman = devm_kzalloc(dev, sizeof(*cprman), GFP_KERNEL);
1471         if (!cprman)
1472                 return -ENOMEM;
1473
1474         spin_lock_init(&cprman->regs_lock);
1475         cprman->dev = dev;
1476         res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
1477         cprman->regs = devm_ioremap_resource(dev, res);
1478         if (IS_ERR(cprman->regs))
1479                 return PTR_ERR(cprman->regs);
1480
1481         cprman->osc_name = of_clk_get_parent_name(dev->of_node, 0);
1482         if (!cprman->osc_name)
1483                 return -ENODEV;
1484
1485         platform_set_drvdata(pdev, cprman);
1486
1487         cprman->onecell.clk_num = BCM2835_CLOCK_COUNT;
1488         cprman->onecell.clks = cprman->clks;
1489         clks = cprman->clks;
1490
1491         clks[BCM2835_PLLA] = bcm2835_register_pll(cprman, &bcm2835_plla_data);
1492         clks[BCM2835_PLLB] = bcm2835_register_pll(cprman, &bcm2835_pllb_data);
1493         clks[BCM2835_PLLC] = bcm2835_register_pll(cprman, &bcm2835_pllc_data);
1494         clks[BCM2835_PLLD] = bcm2835_register_pll(cprman, &bcm2835_plld_data);
1495         clks[BCM2835_PLLH] = bcm2835_register_pll(cprman, &bcm2835_pllh_data);
1496
1497         clks[BCM2835_PLLA_CORE] =
1498                 bcm2835_register_pll_divider(cprman, &bcm2835_plla_core_data);
1499         clks[BCM2835_PLLA_PER] =
1500                 bcm2835_register_pll_divider(cprman, &bcm2835_plla_per_data);
1501         clks[BCM2835_PLLC_CORE0] =
1502                 bcm2835_register_pll_divider(cprman, &bcm2835_pllc_core0_data);
1503         clks[BCM2835_PLLC_CORE1] =
1504                 bcm2835_register_pll_divider(cprman, &bcm2835_pllc_core1_data);
1505         clks[BCM2835_PLLC_CORE2] =
1506                 bcm2835_register_pll_divider(cprman, &bcm2835_pllc_core2_data);
1507         clks[BCM2835_PLLC_PER] =
1508                 bcm2835_register_pll_divider(cprman, &bcm2835_pllc_per_data);
1509         clks[BCM2835_PLLD_CORE] =
1510                 bcm2835_register_pll_divider(cprman, &bcm2835_plld_core_data);
1511         clks[BCM2835_PLLD_PER] =
1512                 bcm2835_register_pll_divider(cprman, &bcm2835_plld_per_data);
1513         clks[BCM2835_PLLH_RCAL] =
1514                 bcm2835_register_pll_divider(cprman, &bcm2835_pllh_rcal_data);
1515         clks[BCM2835_PLLH_AUX] =
1516                 bcm2835_register_pll_divider(cprman, &bcm2835_pllh_aux_data);
1517         clks[BCM2835_PLLH_PIX] =
1518                 bcm2835_register_pll_divider(cprman, &bcm2835_pllh_pix_data);
1519
1520         clks[BCM2835_CLOCK_TIMER] =
1521                 bcm2835_register_clock(cprman, &bcm2835_clock_timer_data);
1522         clks[BCM2835_CLOCK_OTP] =
1523                 bcm2835_register_clock(cprman, &bcm2835_clock_otp_data);
1524         clks[BCM2835_CLOCK_TSENS] =
1525                 bcm2835_register_clock(cprman, &bcm2835_clock_tsens_data);
1526         clks[BCM2835_CLOCK_VPU] =
1527                 bcm2835_register_clock(cprman, &bcm2835_clock_vpu_data);
1528         clks[BCM2835_CLOCK_V3D] =
1529                 bcm2835_register_clock(cprman, &bcm2835_clock_v3d_data);
1530         clks[BCM2835_CLOCK_ISP] =
1531                 bcm2835_register_clock(cprman, &bcm2835_clock_isp_data);
1532         clks[BCM2835_CLOCK_H264] =
1533                 bcm2835_register_clock(cprman, &bcm2835_clock_h264_data);
1534         clks[BCM2835_CLOCK_V3D] =
1535                 bcm2835_register_clock(cprman, &bcm2835_clock_v3d_data);
1536         clks[BCM2835_CLOCK_SDRAM] =
1537                 bcm2835_register_clock(cprman, &bcm2835_clock_sdram_data);
1538         clks[BCM2835_CLOCK_UART] =
1539                 bcm2835_register_clock(cprman, &bcm2835_clock_uart_data);
1540         clks[BCM2835_CLOCK_VEC] =
1541                 bcm2835_register_clock(cprman, &bcm2835_clock_vec_data);
1542         clks[BCM2835_CLOCK_HSM] =
1543                 bcm2835_register_clock(cprman, &bcm2835_clock_hsm_data);
1544         clks[BCM2835_CLOCK_EMMC] =
1545                 bcm2835_register_clock(cprman, &bcm2835_clock_emmc_data);
1546
1547         /*
1548          * CM_PERIICTL (and CM_PERIACTL, CM_SYSCTL and CM_VPUCTL if
1549          * you have the debug bit set in the power manager, which we
1550          * don't bother exposing) are individual gates off of the
1551          * non-stop vpu clock.
1552          */
1553         clks[BCM2835_CLOCK_PERI_IMAGE] =
1554                 clk_register_gate(dev, "peri_image", "vpu",
1555                                   CLK_IGNORE_UNUSED | CLK_SET_RATE_GATE,
1556                                   cprman->regs + CM_PERIICTL, CM_GATE_BIT,
1557                                   0, &cprman->regs_lock);
1558
1559         return of_clk_add_provider(dev->of_node, of_clk_src_onecell_get,
1560                                    &cprman->onecell);
1561 }
1562
1563 static const struct of_device_id bcm2835_clk_of_match[] = {
1564         { .compatible = "brcm,bcm2835-cprman", },
1565         {}
1566 };
1567 MODULE_DEVICE_TABLE(of, bcm2835_clk_of_match);
1568
1569 static struct platform_driver bcm2835_clk_driver = {
1570         .driver = {
1571                 .name = "bcm2835-clk",
1572                 .of_match_table = bcm2835_clk_of_match,
1573         },
1574         .probe          = bcm2835_clk_probe,
1575 };
1576
1577 builtin_platform_driver(bcm2835_clk_driver);
1578
1579 MODULE_AUTHOR("Eric Anholt <eric@anholt.net>");
1580 MODULE_DESCRIPTION("BCM2835 clock driver");
1581 MODULE_LICENSE("GPL v2");