xref: /linux/drivers/ptp/ptp_dte.c (revision cbae17630954cb89f2bdf5bbadfd3aa81ea67283)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 // Copyright 2017 Broadcom
3 
4 #include <linux/err.h>
5 #include <linux/io.h>
6 #include <linux/module.h>
7 #include <linux/platform_device.h>
8 #include <linux/ptp_clock_kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 
11 #define DTE_NCO_LOW_TIME_REG	0x00
12 #define DTE_NCO_TIME_REG	0x04
13 #define DTE_NCO_OVERFLOW_REG	0x08
14 #define DTE_NCO_INC_REG		0x0c
15 
16 #define DTE_NCO_SUM2_MASK	0xffffffff
17 #define DTE_NCO_SUM2_SHIFT	4ULL
18 
19 #define DTE_NCO_SUM3_MASK	0xff
20 #define DTE_NCO_SUM3_SHIFT	36ULL
21 #define DTE_NCO_SUM3_WR_SHIFT	8
22 
23 #define DTE_NCO_TS_WRAP_MASK	0xfff
24 #define DTE_NCO_TS_WRAP_LSHIFT	32
25 
26 #define DTE_NCO_INC_DEFAULT	0x80000000
27 #define DTE_NUM_REGS_TO_RESTORE	4
28 
29 /* Full wrap around is 44bits in ns (~4.887 hrs) */
30 #define DTE_WRAP_AROUND_NSEC_SHIFT 44
31 
32 /* 44 bits NCO */
33 #define DTE_NCO_MAX_NS	0xFFFFFFFFFFFLL
34 
35 /* 125MHz with 3.29 reg cfg */
36 #define DTE_PPB_ADJ(ppb) (u32)(div64_u64((((u64)abs(ppb) * BIT(28)) +\
37 				      62500000ULL), 125000000ULL))
38 
39 /* ptp dte priv structure */
40 struct ptp_dte {
41 	void __iomem *regs;
42 	struct ptp_clock *ptp_clk;
43 	struct ptp_clock_info caps;
44 	struct device *dev;
45 	u32 ts_ovf_last;
46 	u32 ts_wrap_cnt;
47 	spinlock_t lock;
48 	u32 reg_val[DTE_NUM_REGS_TO_RESTORE];
49 };
50 
51 static void dte_write_nco(void __iomem *regs, s64 ns)
52 {
53 	u32 sum2, sum3;
54 
55 	sum2 = (u32)((ns >> DTE_NCO_SUM2_SHIFT) & DTE_NCO_SUM2_MASK);
56 	/* compensate for ignoring sum1 */
57 	if (sum2 != DTE_NCO_SUM2_MASK)
58 		sum2++;
59 
60 	/* to write sum3, bits [15:8] needs to be written */
61 	sum3 = (u32)(((ns >> DTE_NCO_SUM3_SHIFT) & DTE_NCO_SUM3_MASK) <<
62 		     DTE_NCO_SUM3_WR_SHIFT);
63 
64 	writel(0, (regs + DTE_NCO_LOW_TIME_REG));
65 	writel(sum2, (regs + DTE_NCO_TIME_REG));
66 	writel(sum3, (regs + DTE_NCO_OVERFLOW_REG));
67 }
68 
69 static s64 dte_read_nco(void __iomem *regs)
70 {
71 	u32 sum2, sum3;
72 	s64 ns;
73 
74 	/*
75 	 * ignoring sum1 (4 bits) gives a 16ns resolution, which
76 	 * works due to the async register read.
77 	 */
78 	sum3 = readl(regs + DTE_NCO_OVERFLOW_REG) & DTE_NCO_SUM3_MASK;
79 	sum2 = readl(regs + DTE_NCO_TIME_REG);
80 	ns = ((s64)sum3 << DTE_NCO_SUM3_SHIFT) |
81 		 ((s64)sum2 << DTE_NCO_SUM2_SHIFT);
82 
83 	return ns;
84 }
85 
86 static void dte_write_nco_delta(struct ptp_dte *ptp_dte, s64 delta)
87 {
88 	s64 ns;
89 
90 	ns = dte_read_nco(ptp_dte->regs);
91 
92 	/* handle wraparound conditions */
93 	if ((delta < 0) && (abs(delta) > ns)) {
94 		if (ptp_dte->ts_wrap_cnt) {
95 			ns += DTE_NCO_MAX_NS + delta;
96 			ptp_dte->ts_wrap_cnt--;
97 		} else {
98 			ns = 0;
99 		}
100 	} else {
101 		ns += delta;
102 		if (ns > DTE_NCO_MAX_NS) {
103 			ptp_dte->ts_wrap_cnt++;
104 			ns -= DTE_NCO_MAX_NS;
105 		}
106 	}
107 
108 	dte_write_nco(ptp_dte->regs, ns);
109 
110 	ptp_dte->ts_ovf_last = (ns >> DTE_NCO_TS_WRAP_LSHIFT) &
111 			DTE_NCO_TS_WRAP_MASK;
112 }
113 
114 static s64 dte_read_nco_with_ovf(struct ptp_dte *ptp_dte)
115 {
116 	u32 ts_ovf;
117 	s64 ns = 0;
118 
119 	ns = dte_read_nco(ptp_dte->regs);
120 
121 	/*Timestamp overflow: 8 LSB bits of sum3, 4 MSB bits of sum2 */
122 	ts_ovf = (ns >> DTE_NCO_TS_WRAP_LSHIFT) & DTE_NCO_TS_WRAP_MASK;
123 
124 	/* Check for wrap around */
125 	if (ts_ovf < ptp_dte->ts_ovf_last)
126 		ptp_dte->ts_wrap_cnt++;
127 
128 	ptp_dte->ts_ovf_last = ts_ovf;
129 
130 	/* adjust for wraparounds */
131 	ns += (s64)(BIT_ULL(DTE_WRAP_AROUND_NSEC_SHIFT) * ptp_dte->ts_wrap_cnt);
132 
133 	return ns;
134 }
135 
136 static int ptp_dte_adjfine(struct ptp_clock_info *ptp, long scaled_ppm)
137 {
138 	s32 ppb = scaled_ppm_to_ppb(scaled_ppm);
139 	u32 nco_incr;
140 	unsigned long flags;
141 	struct ptp_dte *ptp_dte = container_of(ptp, struct ptp_dte, caps);
142 
143 	if (abs(ppb) > ptp_dte->caps.max_adj) {
144 		dev_err(ptp_dte->dev, "ppb adj too big\n");
145 		return -EINVAL;
146 	}
147 
148 	if (ppb < 0)
149 		nco_incr = DTE_NCO_INC_DEFAULT - DTE_PPB_ADJ(ppb);
150 	else
151 		nco_incr = DTE_NCO_INC_DEFAULT + DTE_PPB_ADJ(ppb);
152 
153 	spin_lock_irqsave(&ptp_dte->lock, flags);
154 	writel(nco_incr, ptp_dte->regs + DTE_NCO_INC_REG);
155 	spin_unlock_irqrestore(&ptp_dte->lock, flags);
156 
157 	return 0;
158 }
159 
160 static int ptp_dte_adjtime(struct ptp_clock_info *ptp, s64 delta)
161 {
162 	unsigned long flags;
163 	struct ptp_dte *ptp_dte = container_of(ptp, struct ptp_dte, caps);
164 
165 	spin_lock_irqsave(&ptp_dte->lock, flags);
166 	dte_write_nco_delta(ptp_dte, delta);
167 	spin_unlock_irqrestore(&ptp_dte->lock, flags);
168 
169 	return 0;
170 }
171 
172 static int ptp_dte_gettime(struct ptp_clock_info *ptp, struct timespec64 *ts)
173 {
174 	unsigned long flags;
175 	struct ptp_dte *ptp_dte = container_of(ptp, struct ptp_dte, caps);
176 
177 	spin_lock_irqsave(&ptp_dte->lock, flags);
178 	*ts = ns_to_timespec64(dte_read_nco_with_ovf(ptp_dte));
179 	spin_unlock_irqrestore(&ptp_dte->lock, flags);
180 
181 	return 0;
182 }
183 
184 static int ptp_dte_settime(struct ptp_clock_info *ptp,
185 			     const struct timespec64 *ts)
186 {
187 	unsigned long flags;
188 	struct ptp_dte *ptp_dte = container_of(ptp, struct ptp_dte, caps);
189 
190 	spin_lock_irqsave(&ptp_dte->lock, flags);
191 
192 	/* Disable nco increment */
193 	writel(0, ptp_dte->regs + DTE_NCO_INC_REG);
194 
195 	dte_write_nco(ptp_dte->regs, timespec64_to_ns(ts));
196 
197 	/* reset overflow and wrap counter */
198 	ptp_dte->ts_ovf_last = 0;
199 	ptp_dte->ts_wrap_cnt = 0;
200 
201 	/* Enable nco increment */
202 	writel(DTE_NCO_INC_DEFAULT, ptp_dte->regs + DTE_NCO_INC_REG);
203 
204 	spin_unlock_irqrestore(&ptp_dte->lock, flags);
205 
206 	return 0;
207 }
208 
209 static int ptp_dte_enable(struct ptp_clock_info *ptp,
210 			    struct ptp_clock_request *rq, int on)
211 {
212 	return -EOPNOTSUPP;
213 }
214 
215 static const struct ptp_clock_info ptp_dte_caps = {
216 	.owner		= THIS_MODULE,
217 	.name		= "DTE PTP timer",
218 	.max_adj	= 50000000,
219 	.n_ext_ts	= 0,
220 	.n_pins		= 0,
221 	.pps		= 0,
222 	.adjfine	= ptp_dte_adjfine,
223 	.adjtime	= ptp_dte_adjtime,
224 	.gettime64	= ptp_dte_gettime,
225 	.settime64	= ptp_dte_settime,
226 	.enable		= ptp_dte_enable,
227 };
228 
229 static int ptp_dte_probe(struct platform_device *pdev)
230 {
231 	struct ptp_dte *ptp_dte;
232 	struct device *dev = &pdev->dev;
233 
234 	ptp_dte = devm_kzalloc(dev, sizeof(struct ptp_dte), GFP_KERNEL);
235 	if (!ptp_dte)
236 		return -ENOMEM;
237 
238 	ptp_dte->regs = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0);
239 	if (IS_ERR(ptp_dte->regs))
240 		return PTR_ERR(ptp_dte->regs);
241 
242 	spin_lock_init(&ptp_dte->lock);
243 
244 	ptp_dte->dev = dev;
245 	ptp_dte->caps = ptp_dte_caps;
246 	ptp_dte->ptp_clk = ptp_clock_register(&ptp_dte->caps, &pdev->dev);
247 	if (IS_ERR(ptp_dte->ptp_clk)) {
248 		dev_err(dev,
249 			"%s: Failed to register ptp clock\n", __func__);
250 		return PTR_ERR(ptp_dte->ptp_clk);
251 	}
252 
253 	platform_set_drvdata(pdev, ptp_dte);
254 
255 	dev_info(dev, "ptp clk probe done\n");
256 
257 	return 0;
258 }
259 
260 static void ptp_dte_remove(struct platform_device *pdev)
261 {
262 	struct ptp_dte *ptp_dte = platform_get_drvdata(pdev);
263 	u8 i;
264 
265 	ptp_clock_unregister(ptp_dte->ptp_clk);
266 
267 	for (i = 0; i < DTE_NUM_REGS_TO_RESTORE; i++)
268 		writel(0, ptp_dte->regs + (i * sizeof(u32)));
269 }
270 
271 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
272 static int ptp_dte_suspend(struct device *dev)
273 {
274 	struct ptp_dte *ptp_dte = dev_get_drvdata(dev);
275 	u8 i;
276 
277 	for (i = 0; i < DTE_NUM_REGS_TO_RESTORE; i++) {
278 		ptp_dte->reg_val[i] =
279 			readl(ptp_dte->regs + (i * sizeof(u32)));
280 	}
281 
282 	/* disable the nco */
283 	writel(0, ptp_dte->regs + DTE_NCO_INC_REG);
284 
285 	return 0;
286 }
287 
288 static int ptp_dte_resume(struct device *dev)
289 {
290 	struct ptp_dte *ptp_dte = dev_get_drvdata(dev);
291 	u8 i;
292 
293 	for (i = 0; i < DTE_NUM_REGS_TO_RESTORE; i++) {
294 		if ((i * sizeof(u32)) != DTE_NCO_OVERFLOW_REG)
295 			writel(ptp_dte->reg_val[i],
296 				(ptp_dte->regs + (i * sizeof(u32))));
297 		else
298 			writel(((ptp_dte->reg_val[i] &
299 				DTE_NCO_SUM3_MASK) << DTE_NCO_SUM3_WR_SHIFT),
300 				(ptp_dte->regs + (i * sizeof(u32))));
301 	}
302 
303 	return 0;
304 }
305 
306 static const struct dev_pm_ops ptp_dte_pm_ops = {
307 	.suspend = ptp_dte_suspend,
308 	.resume = ptp_dte_resume
309 };
310 
311 #define PTP_DTE_PM_OPS	(&ptp_dte_pm_ops)
312 #else
313 #define PTP_DTE_PM_OPS	NULL
314 #endif
315 
316 static const struct of_device_id ptp_dte_of_match[] = {
317 	{ .compatible = "brcm,ptp-dte", },
318 	{},
319 };
320 MODULE_DEVICE_TABLE(of, ptp_dte_of_match);
321 
322 static struct platform_driver ptp_dte_driver = {
323 	.driver = {
324 		.name = "ptp-dte",
325 		.pm = PTP_DTE_PM_OPS,
326 		.of_match_table = ptp_dte_of_match,
327 	},
328 	.probe    = ptp_dte_probe,
329 	.remove   = ptp_dte_remove,
330 };
331 module_platform_driver(ptp_dte_driver);
332 
333 MODULE_AUTHOR("Broadcom");
334 MODULE_DESCRIPTION("Broadcom DTE PTP Clock driver");
335 MODULE_LICENSE("GPL v2");
336