xref: /linux/drivers/iio/adc/imx8qxp-adc.c (revision 24bce201d79807b668bf9d9e0aca801c5c0d5f78)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * NXP i.MX8QXP ADC driver
4  *
5  * Based on the work of Haibo Chen <haibo.chen@nxp.com>
6  * The initial developer of the original code is Haibo Chen.
7  * Portions created by Haibo Chen are Copyright (C) 2018 NXP.
8  * All Rights Reserved.
9  *
10  * Copyright (C) 2018 NXP
11  * Copyright (C) 2021 Cai Huoqing
12  */
13 #include <linux/bitfield.h>
14 #include <linux/bits.h>
15 #include <linux/clk.h>
16 #include <linux/completion.h>
17 #include <linux/delay.h>
18 #include <linux/err.h>
19 #include <linux/interrupt.h>
20 #include <linux/io.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/platform_device.h>
24 #include <linux/pm_runtime.h>
25 #include <linux/regulator/consumer.h>
26 
27 #include <linux/iio/iio.h>
28 
29 #define ADC_DRIVER_NAME		"imx8qxp-adc"
30 
31 /* Register map definition */
32 #define IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL		0x10
33 #define IMX8QXP_ADR_ADC_STAT		0x14
34 #define IMX8QXP_ADR_ADC_IE		0x18
35 #define IMX8QXP_ADR_ADC_DE		0x1c
36 #define IMX8QXP_ADR_ADC_CFG		0x20
37 #define IMX8QXP_ADR_ADC_FCTRL		0x30
38 #define IMX8QXP_ADR_ADC_SWTRIG		0x34
39 #define IMX8QXP_ADR_ADC_TCTRL(tid)	(0xc0 + (tid) * 4)
40 #define IMX8QXP_ADR_ADC_CMDH(cid)	(0x100 + (cid) * 8)
41 #define IMX8QXP_ADR_ADC_CMDL(cid)	(0x104 + (cid) * 8)
42 #define IMX8QXP_ADR_ADC_RESFIFO		0x300
43 #define IMX8QXP_ADR_ADC_TST		0xffc
44 
45 /* ADC bit shift */
46 #define IMX8QXP_ADC_IE_FWMIE_MASK		GENMASK(1, 0)
47 #define IMX8QXP_ADC_CTRL_FIFO_RESET_MASK	BIT(8)
48 #define IMX8QXP_ADC_CTRL_SOFTWARE_RESET_MASK	BIT(1)
49 #define IMX8QXP_ADC_CTRL_ADC_EN_MASK		BIT(0)
50 #define IMX8QXP_ADC_TCTRL_TCMD_MASK		GENMASK(31, 24)
51 #define IMX8QXP_ADC_TCTRL_TDLY_MASK		GENMASK(23, 16)
52 #define IMX8QXP_ADC_TCTRL_TPRI_MASK		GENMASK(15, 8)
53 #define IMX8QXP_ADC_TCTRL_HTEN_MASK		GENMASK(7, 0)
54 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_CSCALE_MASK		GENMASK(13, 8)
55 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_MODE_MASK		BIT(7)
56 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_DIFF_MASK		BIT(6)
57 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_ABSEL_MASK		BIT(5)
58 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_ADCH_MASK		GENMASK(2, 0)
59 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_NEXT_MASK		GENMASK(31, 24)
60 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_LOOP_MASK		GENMASK(23, 16)
61 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_AVGS_MASK		GENMASK(15, 12)
62 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_STS_MASK		BIT(8)
63 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_LWI_MASK		GENMASK(7, 7)
64 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_CMPEN_MASK		GENMASK(0, 0)
65 #define IMX8QXP_ADC_CFG_PWREN_MASK		BIT(28)
66 #define IMX8QXP_ADC_CFG_PUDLY_MASK		GENMASK(23, 16)
67 #define IMX8QXP_ADC_CFG_REFSEL_MASK		GENMASK(7, 6)
68 #define IMX8QXP_ADC_CFG_PWRSEL_MASK		GENMASK(5, 4)
69 #define IMX8QXP_ADC_CFG_TPRICTRL_MASK		GENMASK(3, 0)
70 #define IMX8QXP_ADC_FCTRL_FWMARK_MASK		GENMASK(20, 16)
71 #define IMX8QXP_ADC_FCTRL_FCOUNT_MASK		GENMASK(4, 0)
72 #define IMX8QXP_ADC_RESFIFO_VAL_MASK		GENMASK(18, 3)
73 
74 /* ADC PARAMETER*/
75 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_CHANNEL_SCALE_FULL		GENMASK(5, 0)
76 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_SEL_A_A_B_CHANNEL		0
77 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_STANDARD_RESOLUTION		0
78 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_MODE_SINGLE			0
79 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_LWI_INCREMENT_DIS		0
80 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_CMPEN_DIS			0
81 #define IMX8QXP_ADC_PAUSE_EN				BIT(31)
82 #define IMX8QXP_ADC_TCTRL_TPRI_PRIORITY_HIGH		0
83 
84 #define IMX8QXP_ADC_TCTRL_HTEN_HW_TIRG_DIS		0
85 
86 #define IMX8QXP_ADC_TIMEOUT		msecs_to_jiffies(100)
87 
88 struct imx8qxp_adc {
89 	struct device *dev;
90 	void __iomem *regs;
91 	struct clk *clk;
92 	struct clk *ipg_clk;
93 	struct regulator *vref;
94 	/* Serialise ADC channel reads */
95 	struct mutex lock;
96 	struct completion completion;
97 };
98 
99 #define IMX8QXP_ADC_CHAN(_idx) {				\
100 	.type = IIO_VOLTAGE,					\
101 	.indexed = 1,						\
102 	.channel = (_idx),					\
103 	.info_mask_separate = BIT(IIO_CHAN_INFO_RAW),		\
104 	.info_mask_shared_by_type = BIT(IIO_CHAN_INFO_SCALE) |	\
105 				BIT(IIO_CHAN_INFO_SAMP_FREQ),	\
106 }
107 
108 static const struct iio_chan_spec imx8qxp_adc_iio_channels[] = {
109 	IMX8QXP_ADC_CHAN(0),
110 	IMX8QXP_ADC_CHAN(1),
111 	IMX8QXP_ADC_CHAN(2),
112 	IMX8QXP_ADC_CHAN(3),
113 	IMX8QXP_ADC_CHAN(4),
114 	IMX8QXP_ADC_CHAN(5),
115 	IMX8QXP_ADC_CHAN(6),
116 	IMX8QXP_ADC_CHAN(7),
117 };
118 
119 static void imx8qxp_adc_reset(struct imx8qxp_adc *adc)
120 {
121 	u32 ctrl;
122 
123 	/*software reset, need to clear the set bit*/
124 	ctrl = readl(adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
125 	ctrl |= FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CTRL_SOFTWARE_RESET_MASK, 1);
126 	writel(ctrl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
127 	udelay(10);
128 	ctrl &= ~FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CTRL_SOFTWARE_RESET_MASK, 1);
129 	writel(ctrl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
130 
131 	/* reset the fifo */
132 	ctrl |= FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CTRL_FIFO_RESET_MASK, 1);
133 	writel(ctrl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
134 }
135 
136 static void imx8qxp_adc_reg_config(struct imx8qxp_adc *adc, int channel)
137 {
138 	u32 adc_cfg, adc_tctrl, adc_cmdl, adc_cmdh;
139 
140 	/* ADC configuration */
141 	adc_cfg = FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CFG_PWREN_MASK, 1) |
142 		  FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CFG_PUDLY_MASK, 0x80)|
143 		  FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CFG_REFSEL_MASK, 0) |
144 		  FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CFG_PWRSEL_MASK, 3) |
145 		  FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CFG_TPRICTRL_MASK, 0);
146 	writel(adc_cfg, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CFG);
147 
148 	/* config the trigger control */
149 	adc_tctrl = FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_TCTRL_TCMD_MASK, 1) |
150 		    FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_TCTRL_TDLY_MASK, 0) |
151 		    FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_TCTRL_TPRI_MASK, IMX8QXP_ADC_TCTRL_TPRI_PRIORITY_HIGH) |
152 		    FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_TCTRL_HTEN_MASK, IMX8QXP_ADC_TCTRL_HTEN_HW_TIRG_DIS);
153 	writel(adc_tctrl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_TCTRL(0));
154 
155 	/* config the cmd */
156 	adc_cmdl = FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDL_CSCALE_MASK, IMX8QXP_ADC_CMDL_CHANNEL_SCALE_FULL) |
157 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDL_MODE_MASK, IMX8QXP_ADC_CMDL_STANDARD_RESOLUTION) |
158 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDL_DIFF_MASK, IMX8QXP_ADC_CMDL_MODE_SINGLE) |
159 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDL_ABSEL_MASK, IMX8QXP_ADC_CMDL_SEL_A_A_B_CHANNEL) |
160 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDL_ADCH_MASK, channel);
161 	writel(adc_cmdl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CMDL(0));
162 
163 	adc_cmdh = FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDH_NEXT_MASK, 0) |
164 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDH_LOOP_MASK, 0) |
165 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDH_AVGS_MASK, 7) |
166 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDH_STS_MASK, 0) |
167 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDH_LWI_MASK, IMX8QXP_ADC_CMDH_LWI_INCREMENT_DIS) |
168 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDH_CMPEN_MASK, IMX8QXP_ADC_CMDH_CMPEN_DIS);
169 	writel(adc_cmdh, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CMDH(0));
170 }
171 
172 static void imx8qxp_adc_fifo_config(struct imx8qxp_adc *adc)
173 {
174 	u32 fifo_ctrl, interrupt_en;
175 
176 	fifo_ctrl = readl(adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_FCTRL);
177 	fifo_ctrl &= ~IMX8QXP_ADC_FCTRL_FWMARK_MASK;
178 	/* set the watermark level to 1 */
179 	fifo_ctrl |= FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_FCTRL_FWMARK_MASK, 0);
180 	writel(fifo_ctrl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_FCTRL);
181 
182 	/* FIFO Watermark Interrupt Enable */
183 	interrupt_en = readl(adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_IE);
184 	interrupt_en |= FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_IE_FWMIE_MASK, 1);
185 	writel(interrupt_en, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_IE);
186 }
187 
188 static void imx8qxp_adc_disable(struct imx8qxp_adc *adc)
189 {
190 	u32 ctrl;
191 
192 	ctrl = readl(adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
193 	ctrl &= ~FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CTRL_ADC_EN_MASK, 1);
194 	writel(ctrl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
195 }
196 
197 static int imx8qxp_adc_read_raw(struct iio_dev *indio_dev,
198 				struct iio_chan_spec const *chan,
199 				int *val, int *val2, long mask)
200 {
201 	struct imx8qxp_adc *adc = iio_priv(indio_dev);
202 	struct device *dev = adc->dev;
203 
204 	u32 ctrl, vref_uv;
205 	long ret;
206 
207 	switch (mask) {
208 	case IIO_CHAN_INFO_RAW:
209 		pm_runtime_get_sync(dev);
210 
211 		mutex_lock(&adc->lock);
212 		reinit_completion(&adc->completion);
213 
214 		imx8qxp_adc_reg_config(adc, chan->channel);
215 
216 		imx8qxp_adc_fifo_config(adc);
217 
218 		/* adc enable */
219 		ctrl = readl(adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
220 		ctrl |= FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CTRL_ADC_EN_MASK, 1);
221 		writel(ctrl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
222 		/* adc start */
223 		writel(1, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_SWTRIG);
224 
225 		ret = wait_for_completion_interruptible_timeout(&adc->completion,
226 								IMX8QXP_ADC_TIMEOUT);
227 
228 		pm_runtime_mark_last_busy(dev);
229 		pm_runtime_put_sync_autosuspend(dev);
230 
231 		if (ret == 0) {
232 			mutex_unlock(&adc->lock);
233 			return -ETIMEDOUT;
234 		}
235 		if (ret < 0) {
236 			mutex_unlock(&adc->lock);
237 			return ret;
238 		}
239 
240 		*val = FIELD_GET(IMX8QXP_ADC_RESFIFO_VAL_MASK,
241 				 readl(adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_RESFIFO));
242 
243 		mutex_unlock(&adc->lock);
244 		return IIO_VAL_INT;
245 
246 	case IIO_CHAN_INFO_SCALE:
247 		vref_uv = regulator_get_voltage(adc->vref);
248 		*val = vref_uv / 1000;
249 		*val2 = 12;
250 		return IIO_VAL_FRACTIONAL_LOG2;
251 
252 	case IIO_CHAN_INFO_SAMP_FREQ:
253 		*val = clk_get_rate(adc->clk) / 3;
254 		return IIO_VAL_INT;
255 
256 	default:
257 		return -EINVAL;
258 	}
259 }
260 
261 static irqreturn_t imx8qxp_adc_isr(int irq, void *dev_id)
262 {
263 	struct imx8qxp_adc *adc = dev_id;
264 	u32 fifo_count;
265 
266 	fifo_count = FIELD_GET(IMX8QXP_ADC_FCTRL_FCOUNT_MASK,
267 			       readl(adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_FCTRL));
268 
269 	if (fifo_count)
270 		complete(&adc->completion);
271 
272 	return IRQ_HANDLED;
273 }
274 
275 static int imx8qxp_adc_reg_access(struct iio_dev *indio_dev, unsigned int reg,
276 				  unsigned int writeval, unsigned int *readval)
277 {
278 	struct imx8qxp_adc *adc = iio_priv(indio_dev);
279 	struct device *dev = adc->dev;
280 
281 	if (!readval || reg % 4 || reg > IMX8QXP_ADR_ADC_TST)
282 		return -EINVAL;
283 
284 	pm_runtime_get_sync(dev);
285 
286 	*readval = readl(adc->regs + reg);
287 
288 	pm_runtime_mark_last_busy(dev);
289 	pm_runtime_put_sync_autosuspend(dev);
290 
291 	return 0;
292 }
293 
294 static const struct iio_info imx8qxp_adc_iio_info = {
295 	.read_raw = &imx8qxp_adc_read_raw,
296 	.debugfs_reg_access = &imx8qxp_adc_reg_access,
297 };
298 
299 static int imx8qxp_adc_probe(struct platform_device *pdev)
300 {
301 	struct imx8qxp_adc *adc;
302 	struct iio_dev *indio_dev;
303 	struct device *dev = &pdev->dev;
304 	int irq;
305 	int ret;
306 
307 	indio_dev = devm_iio_device_alloc(dev, sizeof(*adc));
308 	if (!indio_dev) {
309 		dev_err(dev, "Failed allocating iio device\n");
310 		return -ENOMEM;
311 	}
312 
313 	adc = iio_priv(indio_dev);
314 	adc->dev = dev;
315 
316 	mutex_init(&adc->lock);
317 	adc->regs = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0);
318 	if (IS_ERR(adc->regs))
319 		return PTR_ERR(adc->regs);
320 
321 	irq = platform_get_irq(pdev, 0);
322 	if (irq < 0)
323 		return irq;
324 
325 	adc->clk = devm_clk_get(dev, "per");
326 	if (IS_ERR(adc->clk))
327 		return dev_err_probe(dev, PTR_ERR(adc->clk), "Failed getting clock\n");
328 
329 	adc->ipg_clk = devm_clk_get(dev, "ipg");
330 	if (IS_ERR(adc->ipg_clk))
331 		return dev_err_probe(dev, PTR_ERR(adc->ipg_clk), "Failed getting clock\n");
332 
333 	adc->vref = devm_regulator_get(dev, "vref");
334 	if (IS_ERR(adc->vref))
335 		return dev_err_probe(dev, PTR_ERR(adc->vref), "Failed getting reference voltage\n");
336 
337 	ret = regulator_enable(adc->vref);
338 	if (ret) {
339 		dev_err(dev, "Can't enable adc reference top voltage\n");
340 		return ret;
341 	}
342 
343 	platform_set_drvdata(pdev, indio_dev);
344 
345 	init_completion(&adc->completion);
346 
347 	indio_dev->name = ADC_DRIVER_NAME;
348 	indio_dev->info = &imx8qxp_adc_iio_info;
349 	indio_dev->modes = INDIO_DIRECT_MODE;
350 	indio_dev->channels = imx8qxp_adc_iio_channels;
351 	indio_dev->num_channels = ARRAY_SIZE(imx8qxp_adc_iio_channels);
352 
353 	ret = clk_prepare_enable(adc->clk);
354 	if (ret) {
355 		dev_err(&pdev->dev, "Could not prepare or enable the clock.\n");
356 		goto error_regulator_disable;
357 	}
358 
359 	ret = clk_prepare_enable(adc->ipg_clk);
360 	if (ret) {
361 		dev_err(&pdev->dev, "Could not prepare or enable the clock.\n");
362 		goto error_adc_clk_disable;
363 	}
364 
365 	ret = devm_request_irq(dev, irq, imx8qxp_adc_isr, 0, ADC_DRIVER_NAME, adc);
366 	if (ret < 0) {
367 		dev_err(dev, "Failed requesting irq, irq = %d\n", irq);
368 		goto error_ipg_clk_disable;
369 	}
370 
371 	imx8qxp_adc_reset(adc);
372 
373 	ret = iio_device_register(indio_dev);
374 	if (ret) {
375 		imx8qxp_adc_disable(adc);
376 		dev_err(dev, "Couldn't register the device.\n");
377 		goto error_ipg_clk_disable;
378 	}
379 
380 	pm_runtime_set_active(dev);
381 	pm_runtime_set_autosuspend_delay(dev, 50);
382 	pm_runtime_use_autosuspend(dev);
383 	pm_runtime_enable(dev);
384 
385 	return 0;
386 
387 error_ipg_clk_disable:
388 	clk_disable_unprepare(adc->ipg_clk);
389 error_adc_clk_disable:
390 	clk_disable_unprepare(adc->clk);
391 error_regulator_disable:
392 	regulator_disable(adc->vref);
393 
394 	return ret;
395 }
396 
397 static int imx8qxp_adc_remove(struct platform_device *pdev)
398 {
399 	struct iio_dev *indio_dev = platform_get_drvdata(pdev);
400 	struct imx8qxp_adc *adc = iio_priv(indio_dev);
401 	struct device *dev = adc->dev;
402 
403 	pm_runtime_get_sync(dev);
404 
405 	iio_device_unregister(indio_dev);
406 
407 	imx8qxp_adc_disable(adc);
408 
409 	clk_disable_unprepare(adc->clk);
410 	clk_disable_unprepare(adc->ipg_clk);
411 	regulator_disable(adc->vref);
412 
413 	pm_runtime_disable(dev);
414 	pm_runtime_put_noidle(dev);
415 
416 	return 0;
417 }
418 
419 static __maybe_unused int imx8qxp_adc_runtime_suspend(struct device *dev)
420 {
421 	struct iio_dev *indio_dev = dev_get_drvdata(dev);
422 	struct imx8qxp_adc *adc = iio_priv(indio_dev);
423 
424 	imx8qxp_adc_disable(adc);
425 
426 	clk_disable_unprepare(adc->clk);
427 	clk_disable_unprepare(adc->ipg_clk);
428 	regulator_disable(adc->vref);
429 
430 	return 0;
431 }
432 
433 static __maybe_unused int imx8qxp_adc_runtime_resume(struct device *dev)
434 {
435 	struct iio_dev *indio_dev = dev_get_drvdata(dev);
436 	struct imx8qxp_adc *adc = iio_priv(indio_dev);
437 	int ret;
438 
439 	ret = regulator_enable(adc->vref);
440 	if (ret) {
441 		dev_err(dev, "Can't enable adc reference top voltage, err = %d\n", ret);
442 		return ret;
443 	}
444 
445 	ret = clk_prepare_enable(adc->clk);
446 	if (ret) {
447 		dev_err(dev, "Could not prepare or enable clock.\n");
448 		goto err_disable_reg;
449 	}
450 
451 	ret = clk_prepare_enable(adc->ipg_clk);
452 	if (ret) {
453 		dev_err(dev, "Could not prepare or enable clock.\n");
454 		goto err_unprepare_clk;
455 	}
456 
457 	imx8qxp_adc_reset(adc);
458 
459 	return 0;
460 
461 err_unprepare_clk:
462 	clk_disable_unprepare(adc->clk);
463 
464 err_disable_reg:
465 	regulator_disable(adc->vref);
466 
467 	return ret;
468 }
469 
470 static const struct dev_pm_ops imx8qxp_adc_pm_ops = {
471 	SET_SYSTEM_SLEEP_PM_OPS(pm_runtime_force_suspend, pm_runtime_force_resume)
472 	SET_RUNTIME_PM_OPS(imx8qxp_adc_runtime_suspend, imx8qxp_adc_runtime_resume, NULL)
473 };
474 
475 static const struct of_device_id imx8qxp_adc_match[] = {
476 	{ .compatible = "nxp,imx8qxp-adc", },
477 	{ /* sentinel */ }
478 };
479 MODULE_DEVICE_TABLE(of, imx8qxp_adc_match);
480 
481 static struct platform_driver imx8qxp_adc_driver = {
482 	.probe		= imx8qxp_adc_probe,
483 	.remove		= imx8qxp_adc_remove,
484 	.driver		= {
485 		.name	= ADC_DRIVER_NAME,
486 		.of_match_table = imx8qxp_adc_match,
487 		.pm	= &imx8qxp_adc_pm_ops,
488 	},
489 };
490 
491 module_platform_driver(imx8qxp_adc_driver);
492 
493 MODULE_DESCRIPTION("i.MX8QuadXPlus ADC driver");
494 MODULE_LICENSE("GPL v2");
495