LCOV - code coverage report
Current view: top level - drivers/clk/bcm - clk-raspberrypi.c (source / functions) Hit Total Coverage
Test: Real Lines: 83 99 83.8 %
Date: 2020-10-17 15:46:16 Functions: 6 11 54.5 %
Legend: Neither, QEMU, Real, Both Branches: 0 0 -

           Branch data     Line data    Source code
       1                 :            : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
       2                 :            : /*
       3                 :            :  * Raspberry Pi driver for firmware controlled clocks
       4                 :            :  *
       5                 :            :  * Even though clk-bcm2835 provides an interface to the hardware registers for
       6                 :            :  * the system clocks we've had to factor out 'pllb' as the firmware 'owns' it.
       7                 :            :  * We're not allowed to change it directly as we might race with the
       8                 :            :  * over-temperature and under-voltage protections provided by the firmware.
       9                 :            :  *
      10                 :            :  * Copyright (C) 2019 Nicolas Saenz Julienne <nsaenzjulienne@suse.de>
      11                 :            :  */
      12                 :            : 
      13                 :            : #include <linux/clkdev.h>
      14                 :            : #include <linux/clk-provider.h>
      15                 :            : #include <linux/io.h>
      16                 :            : #include <linux/module.h>
      17                 :            : #include <linux/platform_device.h>
      18                 :            : 
      19                 :            : #include <soc/bcm2835/raspberrypi-firmware.h>
      20                 :            : 
      21                 :            : enum rpi_firmware_clk_id {
      22                 :            :         RPI_FIRMWARE_EMMC_CLK_ID = 1,
      23                 :            :         RPI_FIRMWARE_UART_CLK_ID,
      24                 :            :         RPI_FIRMWARE_ARM_CLK_ID,
      25                 :            :         RPI_FIRMWARE_CORE_CLK_ID,
      26                 :            :         RPI_FIRMWARE_V3D_CLK_ID,
      27                 :            :         RPI_FIRMWARE_H264_CLK_ID,
      28                 :            :         RPI_FIRMWARE_ISP_CLK_ID,
      29                 :            :         RPI_FIRMWARE_SDRAM_CLK_ID,
      30                 :            :         RPI_FIRMWARE_PIXEL_CLK_ID,
      31                 :            :         RPI_FIRMWARE_PWM_CLK_ID,
      32                 :            :         RPI_FIRMWARE_HEVC_CLK_ID,
      33                 :            :         RPI_FIRMWARE_EMMC2_CLK_ID,
      34                 :            :         RPI_FIRMWARE_M2MC_CLK_ID,
      35                 :            :         RPI_FIRMWARE_PIXEL_BVB_CLK_ID,
      36                 :            :         RPI_FIRMWARE_NUM_CLK_ID,
      37                 :            : };
      38                 :            : 
      39                 :            : static char *rpi_firmware_clk_names[] = {
      40                 :            :         [RPI_FIRMWARE_EMMC_CLK_ID]      = "emmc",
      41                 :            :         [RPI_FIRMWARE_UART_CLK_ID]      = "uart",
      42                 :            :         [RPI_FIRMWARE_ARM_CLK_ID]       = "arm",
      43                 :            :         [RPI_FIRMWARE_CORE_CLK_ID]      = "core",
      44                 :            :         [RPI_FIRMWARE_V3D_CLK_ID]       = "v3d",
      45                 :            :         [RPI_FIRMWARE_H264_CLK_ID]      = "h264",
      46                 :            :         [RPI_FIRMWARE_ISP_CLK_ID]       = "isp",
      47                 :            :         [RPI_FIRMWARE_SDRAM_CLK_ID]     = "sdram",
      48                 :            :         [RPI_FIRMWARE_PIXEL_CLK_ID]     = "pixel",
      49                 :            :         [RPI_FIRMWARE_PWM_CLK_ID]       = "pwm",
      50                 :            :         [RPI_FIRMWARE_HEVC_CLK_ID]      = "hevc",
      51                 :            :         [RPI_FIRMWARE_EMMC2_CLK_ID]     = "emmc2",
      52                 :            :         [RPI_FIRMWARE_M2MC_CLK_ID]      = "m2mc",
      53                 :            :         [RPI_FIRMWARE_PIXEL_BVB_CLK_ID] = "pixel-bvb",
      54                 :            : };
      55                 :            : 
      56                 :            : #define RPI_FIRMWARE_STATE_ENABLE_BIT   BIT(0)
      57                 :            : #define RPI_FIRMWARE_STATE_WAIT_BIT     BIT(1)
      58                 :            : 
      59                 :            : /*
      60                 :            :  * Even though the firmware interface alters 'pllb' the frequencies are
      61                 :            :  * provided as per 'pllb_arm'. We need to scale before passing them trough.
      62                 :            :  */
      63                 :            : #define RPI_FIRMWARE_PLLB_ARM_DIV_RATE  2
      64                 :            : 
      65                 :            : #define A2W_PLL_FRAC_BITS               20
      66                 :            : 
      67                 :            : struct raspberrypi_clk {
      68                 :            :         struct device *dev;
      69                 :            :         struct rpi_firmware *firmware;
      70                 :            :         struct platform_device *cpufreq;
      71                 :            : };
      72                 :            : 
      73                 :            : struct raspberrypi_clk_data {
      74                 :            :         struct clk_hw hw;
      75                 :            :         unsigned id;
      76                 :            : 
      77                 :            :         struct raspberrypi_clk *rpi;
      78                 :            : };
      79                 :            : 
      80                 :            : /*
      81                 :            :  * Structure of the message passed to Raspberry Pi's firmware in order to
      82                 :            :  * change clock rates. The 'disable_turbo' option is only available to the ARM
      83                 :            :  * clock (pllb) which we enable by default as turbo mode will alter multiple
      84                 :            :  * clocks at once.
      85                 :            :  *
      86                 :            :  * Even though we're able to access the clock registers directly we're bound to
      87                 :            :  * use the firmware interface as the firmware ultimately takes care of
      88                 :            :  * mitigating overheating/undervoltage situations and we would be changing
      89                 :            :  * frequencies behind his back.
      90                 :            :  *
      91                 :            :  * For more information on the firmware interface check:
      92                 :            :  * https://github.com/raspberrypi/firmware/wiki/Mailbox-property-interface
      93                 :            :  */
      94                 :            : struct raspberrypi_firmware_prop {
      95                 :            :         __le32 id;
      96                 :            :         __le32 val;
      97                 :            :         __le32 disable_turbo;
      98                 :            : } __packed;
      99                 :            : 
     100                 :          2 : static int raspberrypi_clock_property(struct rpi_firmware *firmware,
     101                 :            :                                       const struct raspberrypi_clk_data *data,
     102                 :            :                                       u32 tag, u32 *val)
     103                 :            : {
     104                 :          2 :         struct raspberrypi_firmware_prop msg = {
     105                 :          2 :                 .id = cpu_to_le32(data->id),
     106                 :          2 :                 .val = cpu_to_le32(*val),
     107                 :            :                 .disable_turbo = cpu_to_le32(0),
     108                 :            :         };
     109                 :            :         int ret;
     110                 :            : 
     111                 :          2 :         ret = rpi_firmware_property(firmware, tag, &msg, sizeof(msg));
     112                 :          2 :         if (ret)
     113                 :            :                 return ret;
     114                 :            : 
     115                 :          2 :         *val = le32_to_cpu(msg.val);
     116                 :            : 
     117                 :          2 :         return 0;
     118                 :            : }
     119                 :            : 
     120                 :          2 : static int raspberrypi_fw_is_prepared(struct clk_hw *hw)
     121                 :            : {
     122                 :            :         struct raspberrypi_clk_data *data =
     123                 :            :                 container_of(hw, struct raspberrypi_clk_data, hw);
     124                 :          2 :         struct raspberrypi_clk *rpi = data->rpi;
     125                 :          2 :         u32 val = 0;
     126                 :            :         int ret;
     127                 :            : 
     128                 :          2 :         ret = raspberrypi_clock_property(rpi->firmware, data,
     129                 :            :                                          RPI_FIRMWARE_GET_CLOCK_STATE, &val);
     130                 :          2 :         if (ret)
     131                 :            :                 return 0;
     132                 :            : 
     133                 :          2 :         return !!(val & RPI_FIRMWARE_STATE_ENABLE_BIT);
     134                 :            : }
     135                 :            : 
     136                 :            : 
     137                 :          2 : static unsigned long raspberrypi_fw_get_rate(struct clk_hw *hw,
     138                 :            :                                              unsigned long parent_rate)
     139                 :            : {
     140                 :            :         struct raspberrypi_clk_data *data =
     141                 :            :                 container_of(hw, struct raspberrypi_clk_data, hw);
     142                 :          2 :         struct raspberrypi_clk *rpi = data->rpi;
     143                 :          2 :         u32 val = 0;
     144                 :            :         int ret;
     145                 :            : 
     146                 :          2 :         ret = raspberrypi_clock_property(rpi->firmware, data,
     147                 :            :                                          RPI_FIRMWARE_GET_CLOCK_RATE, &val);
     148                 :          2 :         if (ret)
     149                 :          0 :                 return ret;
     150                 :            : 
     151                 :          2 :         return val;
     152                 :            : }
     153                 :            : 
     154                 :          2 : static int raspberrypi_fw_set_rate(struct clk_hw *hw, unsigned long rate,
     155                 :            :                                    unsigned long parent_rate)
     156                 :            : {
     157                 :            :         struct raspberrypi_clk_data *data =
     158                 :            :                 container_of(hw, struct raspberrypi_clk_data, hw);
     159                 :          2 :         struct raspberrypi_clk *rpi = data->rpi;
     160                 :          2 :         u32 _rate = rate;
     161                 :            :         int ret;
     162                 :            : 
     163                 :          2 :         ret = raspberrypi_clock_property(rpi->firmware, data,
     164                 :            :                                          RPI_FIRMWARE_SET_CLOCK_RATE, &_rate);
     165                 :          2 :         if (ret)
     166                 :          0 :                 dev_err_ratelimited(rpi->dev, "Failed to change %s frequency: %d",
     167                 :            :                                     clk_hw_get_name(hw), ret);
     168                 :            : 
     169                 :          2 :         return ret;
     170                 :            : }
     171                 :            : 
     172                 :          2 : static int raspberrypi_fw_dumb_determine_rate(struct clk_hw *hw,
     173                 :            :                                               struct clk_rate_request *req)
     174                 :            : {
     175                 :            :         /*
     176                 :            :          * The firmware will do the rounding but that isn't part of
     177                 :            :          * the interface with the firmware, so we just do our best
     178                 :            :          * here.
     179                 :            :          */
     180                 :          2 :         req->rate = clamp(req->rate, req->min_rate, req->max_rate);
     181                 :          2 :         return 0;
     182                 :            : }
     183                 :            : 
     184                 :            : static const struct clk_ops raspberrypi_firmware_clk_ops = {
     185                 :            :         .is_prepared    = raspberrypi_fw_is_prepared,
     186                 :            :         .recalc_rate    = raspberrypi_fw_get_rate,
     187                 :            :         .determine_rate = raspberrypi_fw_dumb_determine_rate,
     188                 :            :         .set_rate       = raspberrypi_fw_set_rate,
     189                 :            : };
     190                 :            : 
     191                 :          2 : static struct clk_hw *raspberrypi_clk_register(struct raspberrypi_clk *rpi,
     192                 :            :                                                unsigned int parent,
     193                 :            :                                                unsigned int id)
     194                 :            : {
     195                 :            :         struct raspberrypi_clk_data *data;
     196                 :          2 :         struct clk_init_data init = {};
     197                 :            :         u32 min_rate, max_rate;
     198                 :            :         int ret;
     199                 :            : 
     200                 :          2 :         data = devm_kzalloc(rpi->dev, sizeof(*data), GFP_KERNEL);
     201                 :          2 :         if (!data)
     202                 :            :                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
     203                 :          2 :         data->rpi = rpi;
     204                 :          2 :         data->id = id;
     205                 :            : 
     206                 :          2 :         init.name = devm_kasprintf(rpi->dev, GFP_KERNEL,
     207                 :            :                                    "fw-clk-%s",
     208                 :            :                                    rpi_firmware_clk_names[id]);
     209                 :          2 :         init.ops = &raspberrypi_firmware_clk_ops;
     210                 :          2 :         init.flags = CLK_GET_RATE_NOCACHE;
     211                 :            : 
     212                 :          2 :         data->hw.init = &init;
     213                 :            : 
     214                 :          2 :         ret = raspberrypi_clock_property(rpi->firmware, data,
     215                 :            :                                          RPI_FIRMWARE_GET_MIN_CLOCK_RATE,
     216                 :            :                                          &min_rate);
     217                 :          2 :         if (ret) {
     218                 :          0 :                 dev_err(rpi->dev, "Failed to get %s min freq: %d\n",
     219                 :            :                         init.name, ret);
     220                 :          0 :                 return ERR_PTR(ret);
     221                 :            :         }
     222                 :            : 
     223                 :          2 :         ret = raspberrypi_clock_property(rpi->firmware, data,
     224                 :            :                                          RPI_FIRMWARE_GET_MAX_CLOCK_RATE,
     225                 :            :                                          &max_rate);
     226                 :          2 :         if (ret) {
     227                 :          0 :                 dev_err(rpi->dev, "Failed to get %s max freq: %d\n",
     228                 :            :                         init.name, ret);
     229                 :          0 :                 return ERR_PTR(ret);
     230                 :            :         }
     231                 :            : 
     232                 :          2 :         ret = devm_clk_hw_register(rpi->dev, &data->hw);
     233                 :          2 :         if (ret)
     234                 :          0 :                 return ERR_PTR(ret);
     235                 :            : 
     236                 :          2 :         clk_hw_set_rate_range(&data->hw, min_rate, max_rate);
     237                 :            : 
     238                 :          2 :         if (id == RPI_FIRMWARE_ARM_CLK_ID) {
     239                 :          2 :                 ret = devm_clk_hw_register_clkdev(rpi->dev, &data->hw,
     240                 :            :                                                   NULL, "cpu0");
     241                 :          2 :                 if (ret) {
     242                 :          0 :                         dev_err(rpi->dev, "Failed to initialize clkdev\n");
     243                 :          0 :                         return ERR_PTR(ret);
     244                 :            :                 }
     245                 :            :         }
     246                 :            : 
     247                 :          2 :         return &data->hw;
     248                 :            : }
     249                 :            : 
     250                 :          3 : static int raspberrypi_discover_clocks(struct raspberrypi_clk *rpi,
     251                 :            :                                        struct clk_hw_onecell_data *data)
     252                 :            : {
     253                 :            :         struct rpi_firmware_get_clocks_response *clks;
     254                 :            :         int ret;
     255                 :            : 
     256                 :          3 :         clks = devm_kcalloc(rpi->dev,
     257                 :            :                             sizeof(*clks), RPI_FIRMWARE_NUM_CLK_ID,
     258                 :            :                             GFP_KERNEL);
     259                 :          3 :         if (!clks)
     260                 :            :                 return -ENOMEM;
     261                 :            : 
     262                 :          3 :         ret = rpi_firmware_property(rpi->firmware, RPI_FIRMWARE_GET_CLOCKS,
     263                 :            :                                     clks,
     264                 :            :                                     sizeof(*clks) * RPI_FIRMWARE_NUM_CLK_ID);
     265                 :          3 :         if (ret)
     266                 :            :                 return ret;
     267                 :            : 
     268                 :          3 :         while (clks->id) {
     269                 :            :                 struct clk_hw *hw;
     270                 :            : 
     271                 :          2 :                 switch (clks->id) {
     272                 :            :                 case RPI_FIRMWARE_ARM_CLK_ID:
     273                 :            :                 case RPI_FIRMWARE_CORE_CLK_ID:
     274                 :            :                 case RPI_FIRMWARE_M2MC_CLK_ID:
     275                 :            :                 case RPI_FIRMWARE_V3D_CLK_ID:
     276                 :          2 :                         hw = raspberrypi_clk_register(rpi, clks->parent,
     277                 :            :                                                       clks->id);
     278                 :          2 :                         if (IS_ERR(hw))
     279                 :          0 :                                 return PTR_ERR(hw);
     280                 :            : 
     281                 :          2 :                         data->hws[clks->id] = hw;
     282                 :          2 :                         data->num = clks->id + 1;
     283                 :            :                         fallthrough;
     284                 :            : 
     285                 :            :                 default:
     286                 :          2 :                         clks++;
     287                 :          2 :                         break;
     288                 :            :                 }
     289                 :            :         }
     290                 :            : 
     291                 :            :         return 0;
     292                 :            : }
     293                 :            : 
     294                 :          3 : static int raspberrypi_clk_probe(struct platform_device *pdev)
     295                 :            : {
     296                 :            :         struct clk_hw_onecell_data *clk_data;
     297                 :            :         struct device_node *firmware_node;
     298                 :          3 :         struct device *dev = &pdev->dev;
     299                 :            :         struct rpi_firmware *firmware;
     300                 :            :         struct raspberrypi_clk *rpi;
     301                 :            :         int ret;
     302                 :            : 
     303                 :            :         /*
     304                 :            :          * We can be probed either through the an old-fashioned
     305                 :            :          * platform device registration or through a DT node that is a
     306                 :            :          * child of the firmware node. Handle both cases.
     307                 :            :          */
     308                 :          3 :         if (dev->of_node)
     309                 :          3 :                 firmware_node = of_get_parent(dev->of_node);
     310                 :            :         else
     311                 :          0 :                 firmware_node = of_find_compatible_node(NULL, NULL,
     312                 :            :                                                         "raspberrypi,bcm2835-firmware");
     313                 :          3 :         if (!firmware_node) {
     314                 :          0 :                 dev_err(dev, "Missing firmware node\n");
     315                 :          0 :                 return -ENOENT;
     316                 :            :         }
     317                 :            : 
     318                 :          3 :         firmware = rpi_firmware_get(firmware_node);
     319                 :          3 :         of_node_put(firmware_node);
     320                 :          3 :         if (!firmware)
     321                 :            :                 return -EPROBE_DEFER;
     322                 :            : 
     323                 :            :         rpi = devm_kzalloc(dev, sizeof(*rpi), GFP_KERNEL);
     324                 :          3 :         if (!rpi)
     325                 :            :                 return -ENOMEM;
     326                 :            : 
     327                 :          3 :         rpi->dev = dev;
     328                 :          3 :         rpi->firmware = firmware;
     329                 :            :         platform_set_drvdata(pdev, rpi);
     330                 :            : 
     331                 :          3 :         clk_data = devm_kzalloc(dev, struct_size(clk_data, hws,
     332                 :            :                                                  RPI_FIRMWARE_NUM_CLK_ID),
     333                 :            :                                 GFP_KERNEL);
     334                 :          3 :         if (!clk_data)
     335                 :            :                 return -ENOMEM;
     336                 :            : 
     337                 :          3 :         ret = raspberrypi_discover_clocks(rpi, clk_data);
     338                 :          3 :         if (ret)
     339                 :            :                 return ret;
     340                 :            : 
     341                 :          3 :         ret = devm_of_clk_add_hw_provider(dev, of_clk_hw_onecell_get,
     342                 :            :                                           clk_data);
     343                 :          3 :         if (ret)
     344                 :            :                 return ret;
     345                 :            : 
     346                 :          3 :         rpi->cpufreq = platform_device_register_data(dev, "raspberrypi-cpufreq",
     347                 :            :                                                      -1, NULL, 0);
     348                 :            : 
     349                 :          3 :         return 0;
     350                 :            : }
     351                 :            : 
     352                 :          0 : static int raspberrypi_clk_remove(struct platform_device *pdev)
     353                 :            : {
     354                 :            :         struct raspberrypi_clk *rpi = platform_get_drvdata(pdev);
     355                 :            : 
     356                 :          0 :         platform_device_unregister(rpi->cpufreq);
     357                 :            : 
     358                 :          0 :         return 0;
     359                 :            : }
     360                 :            : 
     361                 :            : static const struct of_device_id raspberrypi_clk_match[] = {
     362                 :            :         { .compatible = "raspberrypi,firmware-clocks" },
     363                 :            :         { },
     364                 :            : };
     365                 :            : MODULE_DEVICE_TABLE(of, raspberrypi_clk_match);
     366                 :            : 
     367                 :            : static struct platform_driver raspberrypi_clk_driver = {
     368                 :            :         .driver = {
     369                 :            :                 .name = "raspberrypi-clk",
     370                 :            :                 .of_match_table = raspberrypi_clk_match,
     371                 :            :         },
     372                 :            :         .probe          = raspberrypi_clk_probe,
     373                 :            :         .remove         = raspberrypi_clk_remove,
     374                 :            : };
     375                 :          3 : module_platform_driver(raspberrypi_clk_driver);
     376                 :            : 
     377                 :            : MODULE_AUTHOR("Nicolas Saenz Julienne <nsaenzjulienne@suse.de>");
     378                 :            : MODULE_DESCRIPTION("Raspberry Pi firmware clock driver");
     379                 :            : MODULE_LICENSE("GPL");
     380                 :            : MODULE_ALIAS("platform:raspberrypi-clk");
    

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