drivers/clk/clk_kendryte.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2019-20 Sean Anderson <seanga2@gmail.com>
   4  */
   5 #define LOG_CATEGORY UCLASS_CLK
   6
   7 #include <common.h>
   8 #include <clk.h>
   9 #include <clk-uclass.h>
  10 #include <div64.h>
  11 #include <dm.h>
  12 #include <log.h>
  13 #include <mapmem.h>
  14 #include <serial.h>
  15 #include <dt-bindings/clock/k210-sysctl.h>
  16 #include <dt-bindings/mfd/k210-sysctl.h>
  17 #include <kendryte/pll.h>
  18 #include <linux/bitfield.h>
  19
  20 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
  21
  22 /**
  23  * struct k210_clk_priv - K210 clock driver private data
  24  * @base: The base address of the sysctl device
  25  * @in0: The "in0" external oscillator
  26  */
  27 struct k210_clk_priv {
  28         void __iomem *base;
  29         struct clk in0;
  30 };
  31
  32 /*
  33  * All parameters for different sub-clocks are collected into parameter arrays.
  34  * These parameters are then initialized by the clock which uses them during
  35  * probe. To save space, ids are automatically generated for each sub-clock by
  36  * using an enum. Instead of storing a parameter struct for each clock, even for
  37  * those clocks which don't use a particular type of sub-clock, we can just
  38  * store the parameters for the clocks which need them.
  39  *
  40  * So why do it like this? Arranging all the sub-clocks together makes it very
  41  * easy to find bugs in the code.
  42  */
  43
  44 /**
  45  * enum k210_clk_div_type - The type of divider
  46  * @K210_DIV_ONE: freq = parent / (reg + 1)
  47  * @K210_DIV_EVEN: freq = parent / 2 / (reg + 1)
  48  * @K210_DIV_POWER: freq = parent / (2 << reg)
  49  * @K210_DIV_FIXED: freq = parent / factor
  50  */
  51 enum k210_clk_div_type {
  52         K210_DIV_ONE,
  53         K210_DIV_EVEN,
  54         K210_DIV_POWER,
  55         K210_DIV_FIXED,
  56 };
  57
  58 /**
  59  * struct k210_div_params - Parameters for dividing clocks
  60  * @type: An &enum k210_clk_div_type specifying the dividing formula
  61  * @off: The offset of the divider from the sysctl base address
  62  * @shift: The offset of the LSB of the divider
  63  * @width: The number of bits in the divider
  64  * @div: The fixed divisor for this divider
  65  */
  66 struct k210_div_params {
  67         u8 type;
  68         union {
  69                 struct {
  70                         u8 off;
  71                         u8 shift;
  72                         u8 width;
  73                 };
  74                 u8 div;
  75         };
  76 };
  77
  78 #define DIV_LIST \
  79         DIV(K210_CLK_ACLK,   K210_SYSCTL_SEL0,  1,  2, K210_DIV_POWER) \
  80         DIV(K210_CLK_APB0,   K210_SYSCTL_SEL0,  3,  3, K210_DIV_ONE) \
  81         DIV(K210_CLK_APB1,   K210_SYSCTL_SEL0,  6,  3, K210_DIV_ONE) \
  82         DIV(K210_CLK_APB2,   K210_SYSCTL_SEL0,  9,  3, K210_DIV_ONE) \
  83         DIV(K210_CLK_SRAM0,  K210_SYSCTL_THR0,  0,  4, K210_DIV_ONE) \
  84         DIV(K210_CLK_SRAM1,  K210_SYSCTL_THR0,  4,  4, K210_DIV_ONE) \
  85         DIV(K210_CLK_AI,     K210_SYSCTL_THR0,  8,  4, K210_DIV_ONE) \
  86         DIV(K210_CLK_DVP,    K210_SYSCTL_THR0, 12,  4, K210_DIV_ONE) \
  87         DIV(K210_CLK_ROM,    K210_SYSCTL_THR0, 16,  4, K210_DIV_ONE) \
  88         DIV(K210_CLK_SPI0,   K210_SYSCTL_THR1,  0,  8, K210_DIV_EVEN) \
  89         DIV(K210_CLK_SPI1,   K210_SYSCTL_THR1,  8,  8, K210_DIV_EVEN) \
  90         DIV(K210_CLK_SPI2,   K210_SYSCTL_THR1, 16,  8, K210_DIV_EVEN) \
  91         DIV(K210_CLK_SPI3,   K210_SYSCTL_THR1, 24,  8, K210_DIV_EVEN) \
  92         DIV(K210_CLK_TIMER0, K210_SYSCTL_THR2,  0,  8, K210_DIV_EVEN) \
  93         DIV(K210_CLK_TIMER1, K210_SYSCTL_THR2,  8,  8, K210_DIV_EVEN) \
  94         DIV(K210_CLK_TIMER2, K210_SYSCTL_THR2, 16,  8, K210_DIV_EVEN) \
  95         DIV(K210_CLK_I2S0,   K210_SYSCTL_THR3,  0, 16, K210_DIV_EVEN) \
  96         DIV(K210_CLK_I2S1,   K210_SYSCTL_THR3, 16, 16, K210_DIV_EVEN) \
  97         DIV(K210_CLK_I2S2,   K210_SYSCTL_THR4,  0, 16, K210_DIV_EVEN) \
  98         DIV(K210_CLK_I2S0_M, K210_SYSCTL_THR4, 16,  8, K210_DIV_EVEN) \
  99         DIV(K210_CLK_I2S1_M, K210_SYSCTL_THR4, 24,  8, K210_DIV_EVEN) \
 100         DIV(K210_CLK_I2S2_M, K210_SYSCTL_THR4,  0,  8, K210_DIV_EVEN) \
 101         DIV(K210_CLK_I2C0,   K210_SYSCTL_THR5,  8,  8, K210_DIV_EVEN) \
 102         DIV(K210_CLK_I2C1,   K210_SYSCTL_THR5, 16,  8, K210_DIV_EVEN) \
 103         DIV(K210_CLK_I2C2,   K210_SYSCTL_THR5, 24,  8, K210_DIV_EVEN) \
 104         DIV(K210_CLK_WDT0,   K210_SYSCTL_THR6,  0,  8, K210_DIV_EVEN) \
 105         DIV(K210_CLK_WDT1,   K210_SYSCTL_THR6,  8,  8, K210_DIV_EVEN) \
 106         DIV_FIXED(K210_CLK_CLINT, 50) \
 107
 108 #define _DIVIFY(id) K210_CLK_DIV_##id
 109 #define DIVIFY(id) _DIVIFY(id)
 110
 111 enum k210_div_id {
 112 #define DIV(id, ...) DIVIFY(id),
 113 #define DIV_FIXED DIV
 114         DIV_LIST
 115 #undef DIV
 116 #undef DIV_FIXED
 117         K210_CLK_DIV_NONE,
 118 };
 119
 120 static const struct k210_div_params k210_divs[] = {
 121 #define DIV(id, _off, _shift, _width, _type) \
 122         [DIVIFY(id)] = { \
 123                 .type = (_type), \
 124                 .off = (_off), \
 125                 .shift = (_shift), \
 126                 .width = (_width), \
 127         },
 128 #define DIV_FIXED(id, _div) \
 129         [DIVIFY(id)] = { \
 130                 .type = K210_DIV_FIXED, \
 131                 .div = (_div) \
 132         },
 133         DIV_LIST
 134 #undef DIV
 135 #undef DIV_FIXED
 136 };
 137
 138 #undef DIV
 139 #undef DIV_LIST
 140
 141 /**
 142  * struct k210_gate_params - Parameters for gated clocks
 143  * @off: The offset of the gate from the sysctl base address
 144  * @bit_idx: The index of the bit within the register
 145  */
 146 struct k210_gate_params {
 147         u8 off;
 148         u8 bit_idx;
 149 };
 150
 151 #define GATE_LIST \
 152         GATE(K210_CLK_CPU,    K210_SYSCTL_EN_CENT,  0) \
 153         GATE(K210_CLK_SRAM0,  K210_SYSCTL_EN_CENT,  1) \
 154         GATE(K210_CLK_SRAM1,  K210_SYSCTL_EN_CENT,  2) \
 155         GATE(K210_CLK_APB0,   K210_SYSCTL_EN_CENT,  3) \
 156         GATE(K210_CLK_APB1,   K210_SYSCTL_EN_CENT,  4) \
 157         GATE(K210_CLK_APB2,   K210_SYSCTL_EN_CENT,  5) \
 158         GATE(K210_CLK_ROM,    K210_SYSCTL_EN_PERI,  0) \
 159         GATE(K210_CLK_DMA,    K210_SYSCTL_EN_PERI,  1) \
 160         GATE(K210_CLK_AI,     K210_SYSCTL_EN_PERI,  2) \
 161         GATE(K210_CLK_DVP,    K210_SYSCTL_EN_PERI,  3) \
 162         GATE(K210_CLK_FFT,    K210_SYSCTL_EN_PERI,  4) \
 163         GATE(K210_CLK_GPIO,   K210_SYSCTL_EN_PERI,  5) \
 164         GATE(K210_CLK_SPI0,   K210_SYSCTL_EN_PERI,  6) \
 165         GATE(K210_CLK_SPI1,   K210_SYSCTL_EN_PERI,  7) \
 166         GATE(K210_CLK_SPI2,   K210_SYSCTL_EN_PERI,  8) \
 167         GATE(K210_CLK_SPI3,   K210_SYSCTL_EN_PERI,  9) \
 168         GATE(K210_CLK_I2S0,   K210_SYSCTL_EN_PERI, 10) \
 169         GATE(K210_CLK_I2S1,   K210_SYSCTL_EN_PERI, 11) \
 170         GATE(K210_CLK_I2S2,   K210_SYSCTL_EN_PERI, 12) \
 171         GATE(K210_CLK_I2C0,   K210_SYSCTL_EN_PERI, 13) \
 172         GATE(K210_CLK_I2C1,   K210_SYSCTL_EN_PERI, 14) \
 173         GATE(K210_CLK_I2C2,   K210_SYSCTL_EN_PERI, 15) \
 174         GATE(K210_CLK_UART1,  K210_SYSCTL_EN_PERI, 16) \
 175         GATE(K210_CLK_UART2,  K210_SYSCTL_EN_PERI, 17) \
 176         GATE(K210_CLK_UART3,  K210_SYSCTL_EN_PERI, 18) \
 177         GATE(K210_CLK_AES,    K210_SYSCTL_EN_PERI, 19) \
 178         GATE(K210_CLK_FPIOA,  K210_SYSCTL_EN_PERI, 20) \
 179         GATE(K210_CLK_TIMER0, K210_SYSCTL_EN_PERI, 21) \
 180         GATE(K210_CLK_TIMER1, K210_SYSCTL_EN_PERI, 22) \
 181         GATE(K210_CLK_TIMER2, K210_SYSCTL_EN_PERI, 23) \
 182         GATE(K210_CLK_WDT0,   K210_SYSCTL_EN_PERI, 24) \
 183         GATE(K210_CLK_WDT1,   K210_SYSCTL_EN_PERI, 25) \
 184         GATE(K210_CLK_SHA,    K210_SYSCTL_EN_PERI, 26) \
 185         GATE(K210_CLK_OTP,    K210_SYSCTL_EN_PERI, 27) \
 186         GATE(K210_CLK_RTC,    K210_SYSCTL_EN_PERI, 29)
 187
 188 #define _GATEIFY(id) K210_CLK_GATE_##id
 189 #define GATEIFY(id) _GATEIFY(id)
 190
 191 enum k210_gate_id {
 192 #define GATE(id, ...) GATEIFY(id),
 193         GATE_LIST
 194 #undef GATE
 195         K210_CLK_GATE_NONE,
 196 };
 197
 198 static const struct k210_gate_params k210_gates[] = {
 199 #define GATE(id, _off, _idx) \
 200         [GATEIFY(id)] = { \
 201                 .off = (_off), \
 202                 .bit_idx = (_idx), \
 203         },
 204         GATE_LIST
 205 #undef GATE
 206 };
 207
 208 #undef GATE_LIST
 209
 210 /* The most parents is PLL2 */
 211 #define K210_CLK_MAX_PARENTS 3
 212
 213 /**
 214  * struct k210_mux_params - Parameters for muxed clocks
 215  * @parents: A list of parent clock ids
 216  * @num_parents: The number of parent clocks
 217  * @off: The offset of the mux from the base sysctl address
 218  * @shift: The offset of the LSB of the mux selector
 219  * @width: The number of bits in the mux selector
 220  */
 221 struct k210_mux_params {
 222         u8 parents[K210_CLK_MAX_PARENTS];
 223         u8 num_parents;
 224         u8 off;
 225         u8 shift;
 226         u8 width;
 227 };
 228
 229 #define MUX(id, reg, shift, width) \
 230         MUX_PARENTS(id, reg, shift, width, K210_CLK_IN0, K210_CLK_PLL0)
 231 #define MUX_LIST \
 232         MUX_PARENTS(K210_CLK_PLL2, K210_SYSCTL_PLL2, 26, 2, \
 233                     K210_CLK_IN0, K210_CLK_PLL0, K210_CLK_PLL1) \
 234         MUX(K210_CLK_ACLK, K210_SYSCTL_SEL0, 0, 1) \
 235         MUX(K210_CLK_SPI3,   K210_SYSCTL_SEL0, 12, 1) \
 236         MUX(K210_CLK_TIMER0, K210_SYSCTL_SEL0, 13, 1) \
 237         MUX(K210_CLK_TIMER1, K210_SYSCTL_SEL0, 14, 1) \
 238         MUX(K210_CLK_TIMER2, K210_SYSCTL_SEL0, 15, 1)
 239
 240 #define _MUXIFY(id) K210_CLK_MUX_##id
 241 #define MUXIFY(id) _MUXIFY(id)
 242
 243 enum k210_mux_id {
 244 #define MUX_PARENTS(id, ...) MUXIFY(id),
 245         MUX_LIST
 246 #undef MUX_PARENTS
 247         K210_CLK_MUX_NONE,
 248 };
 249
 250 static const struct k210_mux_params k210_muxes[] = {
 251 #define MUX_PARENTS(id, _off, _shift, _width, ...) \
 252         [MUXIFY(id)] = { \
 253                 .parents = { __VA_ARGS__ }, \
 254                 .num_parents = __count_args(__VA_ARGS__), \
 255                 .off = (_off), \
 256                 .shift = (_shift), \
 257                 .width = (_width), \
 258         },
 259         MUX_LIST
 260 #undef MUX_PARENTS
 261 };
 262
 263 #undef MUX
 264 #undef MUX_LIST
 265
 266 /**
 267  * struct k210_pll_params - K210 PLL parameters
 268  * @off: The offset of the PLL from the base sysctl address
 269  * @shift: The offset of the LSB of the lock status
 270  * @width: The number of bits in the lock status
 271  */
 272 struct k210_pll_params {
 273         u8 off;
 274         u8 shift;
 275         u8 width;
 276 };
 277
 278 static const struct k210_pll_params k210_plls[] = {
 279 #define PLL(_off, _shift, _width) { \
 280         .off = (_off), \
 281         .shift = (_shift), \
 282         .width = (_width), \
 283 }
 284         [0] = PLL(K210_SYSCTL_PLL0,  0, 2),
 285         [1] = PLL(K210_SYSCTL_PLL1,  8, 1),
 286         [2] = PLL(K210_SYSCTL_PLL2, 16, 1),
 287 #undef PLL
 288 };
 289
 290 /**
 291  * enum k210_clk_flags - The type of a K210 clock
 292  * @K210_CLKF_MUX: This clock has a mux and not a static parent
 293  * @K210_CLKF_PLL: This clock is a PLL
 294  */
 295 enum k210_clk_flags {
 296         K210_CLKF_MUX = BIT(0),
 297         K210_CLKF_PLL = BIT(1),
 298 };
 299
 300 /**
 301  * struct k210_clk_params - The parameters defining a K210 clock
 302  * @name: The name of the clock
 303  * @flags: A set of &enum k210_clk_flags defining which fields are valid
 304  * @mux: An &enum k210_mux_id of this clock's mux
 305  * @parent: The clock id of this clock's parent
 306  * @pll: The id of the PLL (if this clock is a PLL)
 307  * @div: An &enum k210_div_id of this clock's divider
 308  * @gate: An &enum k210_gate_id of this clock's gate
 309  */
 310 struct k210_clk_params {
 311 #if CONFIG_IS_ENABLED(CMD_CLK)
 312         const char *name;
 313 #endif
 314         u8 flags;
 315         union {
 316                 u8 parent;
 317                 u8 mux;
 318         };
 319         union {
 320                 u8 pll;
 321                 struct {
 322                         u8 div;
 323                         u8 gate;
 324                 };
 325         };
 326 };
 327
 328 static const struct k210_clk_params k210_clks[] = {
 329 #if CONFIG_IS_ENABLED(CMD_CLK)
 330 #define NAME(_name) .name = (_name),
 331 #else
 332 #define NAME(name)
 333 #endif
 334 #define CLK(id, _name, _parent, _div, _gate) \
 335         [id] = { \
 336                 NAME(_name) \
 337                 .parent = (_parent), \
 338                 .div = (_div), \
 339                 .gate = (_gate), \
 340         }
 341 #define CLK_MUX(id, _name, _mux, _div, _gate) \
 342         [id] = { \
 343                 NAME(_name) \
 344                 .flags = K210_CLKF_MUX, \
 345                 .mux = (_mux), \
 346                 .div = (_div), \
 347                 .gate = (_gate), \
 348         }
 349 #define CLK_PLL(id, _pll, _parent) \
 350         [id] = { \
 351                 NAME("pll" #_pll) \
 352                 .flags = K210_CLKF_PLL, \
 353                 .parent = (_parent), \
 354                 .pll = (_pll), \
 355         }
 356 #define CLK_FULL(id, name) \
 357         CLK_MUX(id, name, MUXIFY(id), DIVIFY(id), GATEIFY(id))
 358 #define CLK_NOMUX(id, name, parent) \
 359         CLK(id, name, parent, DIVIFY(id), GATEIFY(id))
 360 #define CLK_DIV(id, name, parent) \
 361         CLK(id, name, parent, DIVIFY(id), K210_CLK_GATE_NONE)
 362 #define CLK_GATE(id, name, parent) \
 363         CLK(id, name, parent, K210_CLK_DIV_NONE, GATEIFY(id))
 364         CLK_PLL(K210_CLK_PLL0, 0, K210_CLK_IN0),
 365         CLK_PLL(K210_CLK_PLL1, 1, K210_CLK_IN0),
 366         [K210_CLK_PLL2] = {
 367                 NAME("pll2")
 368                 .flags = K210_CLKF_MUX | K210_CLKF_PLL,
 369                 .mux = MUXIFY(K210_CLK_PLL2),
 370                 .pll = 2,
 371         },
 372         CLK_MUX(K210_CLK_ACLK, "aclk", MUXIFY(K210_CLK_ACLK),
 373                 DIVIFY(K210_CLK_ACLK), K210_CLK_GATE_NONE),
 374         CLK_FULL(K210_CLK_SPI3,   "spi3"),
 375         CLK_FULL(K210_CLK_TIMER0, "timer0"),
 376         CLK_FULL(K210_CLK_TIMER1, "timer1"),
 377         CLK_FULL(K210_CLK_TIMER2, "timer2"),
 378         CLK_NOMUX(K210_CLK_SRAM0, "sram0",  K210_CLK_ACLK),
 379         CLK_NOMUX(K210_CLK_SRAM1, "sram1",  K210_CLK_ACLK),
 380         CLK_NOMUX(K210_CLK_ROM,   "rom",    K210_CLK_ACLK),
 381         CLK_NOMUX(K210_CLK_DVP,   "dvp",    K210_CLK_ACLK),
 382         CLK_NOMUX(K210_CLK_APB0,  "apb0",   K210_CLK_ACLK),
 383         CLK_NOMUX(K210_CLK_APB1,  "apb1",   K210_CLK_ACLK),
 384         CLK_NOMUX(K210_CLK_APB2,  "apb2",   K210_CLK_ACLK),
 385         CLK_NOMUX(K210_CLK_AI,    "ai",     K210_CLK_PLL1),
 386         CLK_NOMUX(K210_CLK_I2S0,  "i2s0",   K210_CLK_PLL2),
 387         CLK_NOMUX(K210_CLK_I2S1,  "i2s1",   K210_CLK_PLL2),
 388         CLK_NOMUX(K210_CLK_I2S2,  "i2s2",   K210_CLK_PLL2),
 389         CLK_NOMUX(K210_CLK_WDT0,  "wdt0",   K210_CLK_IN0),
 390         CLK_NOMUX(K210_CLK_WDT1,  "wdt1",   K210_CLK_IN0),
 391         CLK_NOMUX(K210_CLK_SPI0,  "spi0",   K210_CLK_PLL0),
 392         CLK_NOMUX(K210_CLK_SPI1,  "spi1",   K210_CLK_PLL0),
 393         CLK_NOMUX(K210_CLK_SPI2,  "spi2",   K210_CLK_PLL0),
 394         CLK_NOMUX(K210_CLK_I2C0,  "i2c0",   K210_CLK_PLL0),
 395         CLK_NOMUX(K210_CLK_I2C1,  "i2c1",   K210_CLK_PLL0),
 396         CLK_NOMUX(K210_CLK_I2C2,  "i2c2",   K210_CLK_PLL0),
 397         CLK_DIV(K210_CLK_I2S0_M,  "i2s0_m", K210_CLK_PLL2),
 398         CLK_DIV(K210_CLK_I2S1_M,  "i2s1_m", K210_CLK_PLL2),
 399         CLK_DIV(K210_CLK_I2S2_M,  "i2s2_m", K210_CLK_PLL2),
 400         CLK_DIV(K210_CLK_CLINT,   "clint",  K210_CLK_ACLK),
 401         CLK_GATE(K210_CLK_CPU,    "cpu",    K210_CLK_ACLK),
 402         CLK_GATE(K210_CLK_DMA,    "dma",    K210_CLK_ACLK),
 403         CLK_GATE(K210_CLK_FFT,    "fft",    K210_CLK_ACLK),
 404         CLK_GATE(K210_CLK_GPIO,   "gpio",   K210_CLK_APB0),
 405         CLK_GATE(K210_CLK_UART1,  "uart1",  K210_CLK_APB0),
 406         CLK_GATE(K210_CLK_UART2,  "uart2",  K210_CLK_APB0),
 407         CLK_GATE(K210_CLK_UART3,  "uart3",  K210_CLK_APB0),
 408         CLK_GATE(K210_CLK_FPIOA,  "fpioa",  K210_CLK_APB0),
 409         CLK_GATE(K210_CLK_SHA,    "sha",    K210_CLK_APB0),
 410         CLK_GATE(K210_CLK_AES,    "aes",    K210_CLK_APB1),
 411         CLK_GATE(K210_CLK_OTP,    "otp",    K210_CLK_APB1),
 412         CLK_GATE(K210_CLK_RTC,    "rtc",    K210_CLK_IN0),
 413 #undef NAME
 414 #undef CLK_PLL
 415 #undef CLK
 416 #undef CLK_FULL
 417 #undef CLK_NOMUX
 418 #undef CLK_DIV
 419 #undef CLK_GATE
 420 #undef CLK_LIST
 421 };
 422
 423 #define K210_PLL_CLKR           GENMASK(3, 0)
 424 #define K210_PLL_CLKF           GENMASK(9, 4)
 425 #define K210_PLL_CLKOD          GENMASK(13, 10) /* Output Divider */
 426 #define K210_PLL_BWADJ          GENMASK(19, 14) /* BandWidth Adjust */
 427 #define K210_PLL_RESET          BIT(20)
 428 #define K210_PLL_PWRD           BIT(21) /* PoWeReD */
 429 #define K210_PLL_INTFB          BIT(22) /* Internal FeedBack */
 430 #define K210_PLL_BYPASS         BIT(23)
 431 #define K210_PLL_TEST           BIT(24)
 432 #define K210_PLL_EN             BIT(25)
 433 #define K210_PLL_TEST_EN        BIT(26)
 434
 435 #define K210_PLL_LOCK           0
 436 #define K210_PLL_CLEAR_SLIP     2
 437 #define K210_PLL_TEST_OUT       3
 438
 439 #ifdef CONFIG_CLK_K210_SET_RATE
 440 static int k210_pll_enable(struct k210_clk_priv *priv, int id);
 441 static int k210_pll_disable(struct k210_clk_priv *priv, int id);
 442 static ulong k210_pll_get_rate(struct k210_clk_priv *priv, int id, ulong rate_in);
 443
 444 /*
 445  * The PLL included with the Kendryte K210 appears to be a True Circuits, Inc.
 446  * General-Purpose PLL. The logical layout of the PLL with internal feedback is
 447  * approximately the following:
 448  *
 449  *  +---------------+
 450  *  |reference clock|
 451  *  +---------------+
 452  *          |
 453  *          v
 454  *        +--+
 455  *        |/r|
 456  *        +--+
 457  *          |
 458  *          v
 459  *   +-------------+
 460  *   |divided clock|
 461  *   +-------------+
 462  *          |
 463  *          v
 464  *  +--------------+
 465  *  |phase detector|<---+
 466  *  +--------------+    |
 467  *          |           |
 468  *          v   +--------------+
 469  *        +---+ |feedback clock|
 470  *        |VCO| +--------------+
 471  *        +---+         ^
 472  *          |    +--+   |
 473  *          +--->|/f|---+
 474  *          |    +--+
 475  *          v
 476  *        +---+
 477  *        |/od|
 478  *        +---+
 479  *          |
 480  *          v
 481  *       +------+
 482  *       |output|
 483  *       +------+
 484  *
 485  * The k210 PLLs have three factors: r, f, and od. Because of the feedback mode,
 486  * the effect of the division by f is to multiply the input frequency. The
 487  * equation for the output rate is
 488  *   rate = (rate_in * f) / (r * od).
 489  * Moving knowns to one side of the equation, we get
 490  *   rate / rate_in = f / (r * od)
 491  * Rearranging slightly,
 492  *   abs_error = abs((rate / rate_in) - (f / (r * od))).
 493  * To get relative, error, we divide by the expected ratio
 494  *   error = abs((rate / rate_in) - (f / (r * od))) / (rate / rate_in).
 495  * Simplifying,
 496  *   error = abs(1 - f / (r * od)) / (rate / rate_in)
 497  *   error = abs(1 - (f * rate_in) / (r * od * rate))
 498  * Using the constants ratio = rate / rate_in and inv_ratio = rate_in / rate,
 499  *   error = abs((f * inv_ratio) / (r * od) - 1)
 500  * This is the error used in evaluating parameters.
 501  *
 502  * r and od are four bits each, while f is six bits. Because r and od are
 503  * multiplied together, instead of the full 256 values possible if both bits
 504  * were used fully, there are only 97 distinct products. Combined with f, there
 505  * are 6208 theoretical settings for the PLL. However, most of these settings
 506  * can be ruled out immediately because they do not have the correct ratio.
 507  *
 508  * In addition to the constraint of approximating the desired ratio, parameters
 509  * must also keep internal pll frequencies within acceptable ranges. The divided
 510  * clock's minimum and maximum frequencies have a ratio of around 128.  This
 511  * leaves fairly substantial room to work with, especially since the only
 512  * affected parameter is r. The VCO's minimum and maximum frequency have a ratio
 513  * of 5, which is considerably more restrictive.
 514  *
 515  * The r and od factors are stored in a table. This is to make it easy to find
 516  * the next-largest product. Some products have multiple factorizations, but
 517  * only when one factor has at least a 2.5x ratio to the factors of the other
 518  * factorization. This is because any smaller ratio would not make a difference
 519  * when ensuring the VCO's frequency is within spec.
 520  *
 521  * Throughout the calculation function, fixed point arithmetic is used. Because
 522  * the range of rate and rate_in may be up to 1.75 GHz, or around 2^30, 64-bit
 523  * 32.32 fixed-point numbers are used to represent ratios. In general, to
 524  * implement division, the numerator is first multiplied by 2^32. This gives a
 525  * result where the whole number part is in the upper 32 bits, and the fraction
 526  * is in the lower 32 bits.
 527  *
 528  * In general, rounding is done to the closest integer. This helps find the best
 529  * approximation for the ratio. Rounding in one direction (e.g down) could cause
 530  * the function to miss a better ratio with one of the parameters increased by
 531  * one.
 532  */
 533
 534 /*
 535  * The factors table was generated with the following python code:
 536  *
 537  * def p(x, y):
 538  *    return (1.0*x/y > 2.5) or (1.0*y/x > 2.5)
 539  *
 540  * factors = {}
 541  * for i in range(1, 17):
 542  *    for j in range(1, 17):
 543  *       fs = factors.get(i*j) or []
 544  *       if fs == [] or all([
 545  *             (p(i, x) and p(i, y)) or (p(j, x) and p(j, y))
 546  *             for (x, y) in fs]):
 547  *          fs.append((i, j))
 548  *          factors[i*j] = fs
 549  *
 550  * for k, l in sorted(factors.items()):
 551  *    for v in l:
 552  *       print("PACK(%s, %s)," % v)
 553  */
 554 #define PACK(r, od) (((((r) - 1) & 0xF) << 4) | (((od) - 1) & 0xF))
 555 #define UNPACK_R(val) ((((val) >> 4) & 0xF) + 1)
 556 #define UNPACK_OD(val) (((val) & 0xF) + 1)
 557 static const u8 factors[] = {
 558         PACK(1, 1),
 559         PACK(1, 2),
 560         PACK(1, 3),
 561         PACK(1, 4),
 562         PACK(1, 5),
 563         PACK(1, 6),
 564         PACK(1, 7),
 565         PACK(1, 8),
 566         PACK(1, 9),
 567         PACK(3, 3),
 568         PACK(1, 10),
 569         PACK(1, 11),
 570         PACK(1, 12),
 571         PACK(3, 4),
 572         PACK(1, 13),
 573         PACK(1, 14),
 574         PACK(1, 15),
 575         PACK(3, 5),
 576         PACK(1, 16),
 577         PACK(4, 4),
 578         PACK(2, 9),
 579         PACK(2, 10),
 580         PACK(3, 7),
 581         PACK(2, 11),
 582         PACK(2, 12),
 583         PACK(5, 5),
 584         PACK(2, 13),
 585         PACK(3, 9),
 586         PACK(2, 14),
 587         PACK(2, 15),
 588         PACK(2, 16),
 589         PACK(3, 11),
 590         PACK(5, 7),
 591         PACK(3, 12),
 592         PACK(3, 13),
 593         PACK(4, 10),
 594         PACK(3, 14),
 595         PACK(4, 11),
 596         PACK(3, 15),
 597         PACK(3, 16),
 598         PACK(7, 7),
 599         PACK(5, 10),
 600         PACK(4, 13),
 601         PACK(6, 9),
 602         PACK(5, 11),
 603         PACK(4, 14),
 604         PACK(4, 15),
 605         PACK(7, 9),
 606         PACK(4, 16),
 607         PACK(5, 13),
 608         PACK(6, 11),
 609         PACK(5, 14),
 610         PACK(6, 12),
 611         PACK(5, 15),
 612         PACK(7, 11),
 613         PACK(6, 13),
 614         PACK(5, 16),
 615         PACK(9, 9),
 616         PACK(6, 14),
 617         PACK(8, 11),
 618         PACK(6, 15),
 619         PACK(7, 13),
 620         PACK(6, 16),
 621         PACK(7, 14),
 622         PACK(9, 11),
 623         PACK(10, 10),
 624         PACK(8, 13),
 625         PACK(7, 15),
 626         PACK(9, 12),
 627         PACK(10, 11),
 628         PACK(7, 16),
 629         PACK(9, 13),
 630         PACK(8, 15),
 631         PACK(11, 11),
 632         PACK(9, 14),
 633         PACK(8, 16),
 634         PACK(10, 13),
 635         PACK(11, 12),
 636         PACK(9, 15),
 637         PACK(10, 14),
 638         PACK(11, 13),
 639         PACK(9, 16),
 640         PACK(10, 15),
 641         PACK(11, 14),
 642         PACK(12, 13),
 643         PACK(10, 16),
 644         PACK(11, 15),
 645         PACK(12, 14),
 646         PACK(13, 13),
 647         PACK(11, 16),
 648         PACK(12, 15),
 649         PACK(13, 14),
 650         PACK(12, 16),
 651         PACK(13, 15),
 652         PACK(14, 14),
 653         PACK(13, 16),
 654         PACK(14, 15),
 655         PACK(14, 16),
 656         PACK(15, 15),
 657         PACK(15, 16),
 658         PACK(16, 16),
 659 };
 660
 661 TEST_STATIC int k210_pll_calc_config(u32 rate, u32 rate_in,
 662                                      struct k210_pll_config *best)
 663 {
 664         int i;
 665         s64 error, best_error;
 666         u64 ratio, inv_ratio; /* fixed point 32.32 ratio of the rates */
 667         u64 max_r;
 668         u64 r, f, od;
 669
 670         /*
 671          * Can't go over 1.75 GHz or under 21.25 MHz due to limitations on the
 672          * VCO frequency. These are not the same limits as below because od can
 673          * reduce the output frequency by 16.
 674          */
 675         if (rate > 1750000000 || rate < 21250000)
 676                 return -EINVAL;
 677
 678         /* Similar restrictions on the input rate */
 679         if (rate_in > 1750000000 || rate_in < 13300000)
 680                 return -EINVAL;
 681
 682         ratio = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL((u64)rate << 32, rate_in);
 683         inv_ratio = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL((u64)rate_in << 32, rate);
 684         /* Can't increase by more than 64 or reduce by more than 256 */
 685         if (rate > rate_in && ratio > (64ULL << 32))
 686                 return -EINVAL;
 687         else if (rate <= rate_in && inv_ratio > (256ULL << 32))
 688                 return -EINVAL;
 689
 690         /*
 691          * The divided clock (rate_in / r) must stay between 1.75 GHz and 13.3
 692          * MHz. There is no minimum, since the only way to get a higher input
 693          * clock than 26 MHz is to use a clock generated by a PLL. Because PLLs
 694          * cannot output frequencies greater than 1.75 GHz, the minimum would
 695          * never be greater than one.
 696          */
 697         max_r = DIV_ROUND_DOWN_ULL(rate_in, 13300000);
 698
 699         /* Variables get immediately incremented, so start at -1th iteration */
 700         i = -1;
 701         f = 0;
 702         r = 0;
 703         od = 0;
 704         best_error = S64_MAX;
 705         error = best_error;
 706         /* do-while here so we always try at least one ratio */
 707         do {
 708                 /*
 709                  * Whether we swapped r and od while enforcing frequency limits
 710                  */
 711                 bool swapped = false;
 712                 /*
 713                  * Whether the intermediate frequencies are out-of-spec
 714                  */
 715                 bool out_of_spec;
 716                 u64 last_od = od;
 717                 u64 last_r = r;
 718
 719                 /*
 720                  * Try the next largest value for f (or r and od) and
 721                  * recalculate the other parameters based on that
 722                  */
 723                 if (rate > rate_in) {
 724                         /*
 725                          * Skip factors of the same product if we already tried
 726                          * out that product
 727                          */
 728                         do {
 729                                 i++;
 730                                 r = UNPACK_R(factors[i]);
 731                                 od = UNPACK_OD(factors[i]);
 732                         } while (i + 1 < ARRAY_SIZE(factors) &&
 733                                  r * od == last_r * last_od);
 734
 735                         /* Round close */
 736                         f = (r * od * ratio + BIT(31)) >> 32;
 737                         if (f > 64)
 738                                 f = 64;
 739                 } else {
 740                         u64 tmp = ++f * inv_ratio;
 741                         bool round_up = !!(tmp & BIT(31));
 742                         u32 goal = (tmp >> 32) + round_up;
 743                         u32 err, last_err;
 744
 745                         /* Get the next r/od pair in factors */
 746                         while (r * od < goal && i + 1 < ARRAY_SIZE(factors)) {
 747                                 i++;
 748                                 r = UNPACK_R(factors[i]);
 749                                 od = UNPACK_OD(factors[i]);
 750                         }
 751
 752                         /*
 753                          * This is a case of double rounding. If we rounded up
 754                          * above, we need to round down (in cases of ties) here.
 755                          * This prevents off-by-one errors resulting from
 756                          * choosing X+2 over X when X.Y rounds up to X+1 and
 757                          * there is no r * od = X+1. For the converse, when X.Y
 758                          * is rounded down to X, we should choose X+1 over X-1.
 759                          */
 760                         err = abs(r * od - goal);
 761                         last_err = abs(last_r * last_od - goal);
 762                         if (last_err < err || (round_up && last_err == err)) {
 763                                 i--;
 764                                 r = last_r;
 765                                 od = last_od;
 766                         }
 767                 }
 768
 769                 /*
 770                  * Enforce limits on internal clock frequencies. If we
 771                  * aren't in spec, try swapping r and od. If everything is
 772                  * in-spec, calculate the relative error.
 773                  */
 774 again:
 775                 out_of_spec = false;
 776                 if (r > max_r) {
 777                         out_of_spec = true;
 778                 } else {
 779                         /*
 780                          * There is no way to only divide once; we need
 781                          * to examine the frequency with and without the
 782                          * effect of od.
 783                          */
 784                         u64 vco = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(rate_in * f, r);
 785
 786                         if (vco > 1750000000 || vco < 340000000)
 787                                 out_of_spec = true;
 788                 }
 789
 790                 if (out_of_spec) {
 791                         u64 new_r, new_od;
 792
 793                         if (!swapped) {
 794                                 u64 tmp = r;
 795
 796                                 r = od;
 797                                 od = tmp;
 798                                 swapped = true;
 799                                 goto again;
 800                         }
 801
 802                         /*
 803                          * Try looking ahead to see if there are additional
 804                          * factors for the same product.
 805                          */
 806                         if (i + 1 < ARRAY_SIZE(factors)) {
 807                                 i++;
 808                                 new_r = UNPACK_R(factors[i]);
 809                                 new_od = UNPACK_OD(factors[i]);
 810                                 if (r * od == new_r * new_od) {
 811                                         r = new_r;
 812                                         od = new_od;
 813                                         swapped = false;
 814                                         goto again;
 815                                 }
 816                                 i--;
 817                         }
 818
 819                         /*
 820                          * Try looking back to see if there is a worse ratio
 821                          * that we could try anyway
 822                          */
 823                         while (i > 0) {
 824                                 i--;
 825                                 new_r = UNPACK_R(factors[i]);
 826                                 new_od = UNPACK_OD(factors[i]);
 827                                 /*
 828                                  * Don't loop over factors for the same product
 829                                  * to avoid getting stuck because of the above
 830                                  * clause
 831                                  */
 832                                 if (r * od != new_r * new_od) {
 833                                         if (new_r * new_od > last_r * last_od) {
 834                                                 r = new_r;
 835                                                 od = new_od;
 836                                                 swapped = false;
 837                                                 goto again;
 838                                         }
 839                                         break;
 840                                 }
 841                         }
 842
 843                         /* We ran out of things to try */
 844                         continue;
 845                 }
 846
 847                 error = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(f * inv_ratio, r * od);
 848                 /* The lower 16 bits are spurious */
 849                 error = abs((error - BIT(32))) >> 16;
 850
 851                 if (error < best_error) {
 852                         best->r = r;
 853                         best->f = f;
 854                         best->od = od;
 855                         best_error = error;
 856                 }
 857         } while (f < 64 && i + 1 < ARRAY_SIZE(factors) && error != 0);
 858
 859         log_debug("best error %lld\n", best_error);
 860         if (best_error == S64_MAX)
 861                 return -EINVAL;
 862
 863         return 0;
 864 }
 865
 866 static ulong k210_pll_set_rate(struct k210_clk_priv *priv, int id, ulong rate,
 867                                ulong rate_in)
 868 {
 869         int err;
 870         const struct k210_pll_params *pll = &k210_plls[id];
 871         struct k210_pll_config config = {};
 872         u32 reg;
 873         ulong calc_rate;
 874
 875         err = k210_pll_calc_config(rate, rate_in, &config);
 876         if (err)
 877                 return err;
 878         log_debug("Got r=%u f=%u od=%u\n", config.r, config.f, config.od);
 879
 880         /* Don't bother setting the rate if we're already at that rate */
 881         calc_rate = DIV_ROUND_DOWN_ULL(((u64)rate_in) * config.f,
 882                                        config.r * config.od);
 883         if (calc_rate == k210_pll_get_rate(priv, id, rate))
 884                 return calc_rate;
 885
 886         k210_pll_disable(priv, id);
 887
 888         reg = readl(priv->base + pll->off);
 889         reg &= ~K210_PLL_CLKR
 890             &  ~K210_PLL_CLKF
 891             &  ~K210_PLL_CLKOD
 892             &  ~K210_PLL_BWADJ;
 893         reg |= FIELD_PREP(K210_PLL_CLKR, config.r - 1)
 894             |  FIELD_PREP(K210_PLL_CLKF, config.f - 1)
 895             |  FIELD_PREP(K210_PLL_CLKOD, config.od - 1)
 896             |  FIELD_PREP(K210_PLL_BWADJ, config.f - 1);
 897         writel(reg, priv->base + pll->off);
 898
 899         k210_pll_enable(priv, id);
 900
 901         serial_setbrg();
 902         return k210_pll_get_rate(priv, id, rate);
 903 }
 904 #else
 905 static ulong k210_pll_set_rate(struct k210_clk_priv *priv, int id, ulong rate,
 906                                ulong rate_in)
 907 {
 908         return -ENOSYS;
 909 }
 910 #endif /* CONFIG_CLK_K210_SET_RATE */
 911
 912 static ulong k210_pll_get_rate(struct k210_clk_priv *priv, int id,
 913                                ulong rate_in)
 914 {
 915         u64 r, f, od;
 916         u32 reg = readl(priv->base + k210_plls[id].off);
 917
 918         if (reg & K210_PLL_BYPASS)
 919                 return rate_in;
 920
 921         if (!(reg & K210_PLL_PWRD))
 922                 return 0;
 923
 924         r = FIELD_GET(K210_PLL_CLKR, reg) + 1;
 925         f = FIELD_GET(K210_PLL_CLKF, reg) + 1;
 926         od = FIELD_GET(K210_PLL_CLKOD, reg) + 1;
 927
 928         return DIV_ROUND_DOWN_ULL(((u64)rate_in) * f, r * od);
 929 }
 930
 931 /*
 932  * Wait for the PLL to be locked. If the PLL is not locked, try clearing the
 933  * slip before retrying
 934  */
 935 static void k210_pll_waitfor_lock(struct k210_clk_priv *priv, int id)
 936 {
 937         const struct k210_pll_params *pll = &k210_plls[id];
 938         u32 mask = (BIT(pll->width) - 1) << pll->shift;
 939
 940         while (true) {
 941                 u32 reg = readl(priv->base + K210_SYSCTL_PLL_LOCK);
 942
 943                 if ((reg & mask) == mask)
 944                         break;
 945
 946                 reg |= BIT(pll->shift + K210_PLL_CLEAR_SLIP);
 947                 writel(reg, priv->base + K210_SYSCTL_PLL_LOCK);
 948         }
 949 }
 950
 951 static bool k210_pll_enabled(u32 reg)
 952 {
 953         return (reg & K210_PLL_PWRD) && (reg & K210_PLL_EN) &&
 954                 !(reg & K210_PLL_RESET);
 955 }
 956
 957 /* Adapted from sysctl_pll_enable */
 958 static int k210_pll_enable(struct k210_clk_priv *priv, int id)
 959 {
 960         const struct k210_pll_params *pll = &k210_plls[id];
 961         u32 reg = readl(priv->base + pll->off);
 962
 963         if (k210_pll_enabled(reg))
 964                 return 0;
 965
 966         reg |= K210_PLL_PWRD;
 967         writel(reg, priv->base + pll->off);
 968
 969         /* Ensure reset is low before asserting it */
 970         reg &= ~K210_PLL_RESET;
 971         writel(reg, priv->base + pll->off);
 972         reg |= K210_PLL_RESET;
 973         writel(reg, priv->base + pll->off);
 974         nop();
 975         nop();
 976         reg &= ~K210_PLL_RESET;
 977         writel(reg, priv->base + pll->off);
 978
 979         k210_pll_waitfor_lock(priv, id);
 980
 981         reg &= ~K210_PLL_BYPASS;
 982         reg |= K210_PLL_EN;
 983         writel(reg, priv->base + pll->off);
 984
 985         return 0;
 986 }
 987
 988 static int k210_pll_disable(struct k210_clk_priv *priv, int id)
 989 {
 990         const struct k210_pll_params *pll = &k210_plls[id];
 991         u32 reg = readl(priv->base + pll->off);
 992
 993         /*
 994          * Bypassing before powering off is important so child clocks don't stop
 995          * working. This is especially important for pll0, the indirect parent
 996          * of the cpu clock.
 997          */
 998         reg |= K210_PLL_BYPASS;
 999         writel(reg, priv->base + pll->off);
1000
1001         reg &= ~K210_PLL_PWRD;
1002         reg &= ~K210_PLL_EN;
1003         writel(reg, priv->base + pll->off);
1004         return 0;
1005 }
1006
1007 static u32 k210_clk_readl(struct k210_clk_priv *priv, u8 off, u8 shift,
1008                           u8 width)
1009 {
1010         u32 reg = readl(priv->base + off);
1011
1012         return (reg >> shift) & (BIT(width) - 1);
1013 }
1014
1015 static void k210_clk_writel(struct k210_clk_priv *priv, u8 off, u8 shift,
1016                             u8 width, u32 val)
1017 {
1018         u32 reg = readl(priv->base + off);
1019         u32 mask = (BIT(width) - 1) << shift;
1020
1021         reg &= ~mask;
1022         reg |= mask & (val << shift);
1023         writel(reg, priv->base + off);
1024 }
1025
1026 static int k210_clk_get_parent(struct k210_clk_priv *priv, int id)
1027 {
1028         u32 sel;
1029         const struct k210_mux_params *mux;
1030
1031         if (!(k210_clks[id].flags & K210_CLKF_MUX))
1032                 return k210_clks[id].parent;
1033         mux = &k210_muxes[k210_clks[id].mux];
1034
1035         sel = k210_clk_readl(priv, mux->off, mux->shift, mux->width);
1036         assert(sel < mux->num_parents);
1037         return mux->parents[sel];
1038 }
1039
1040 static ulong do_k210_clk_get_rate(struct k210_clk_priv *priv, int id)
1041 {
1042         int parent;
1043         u32 val;
1044         ulong parent_rate;
1045         const struct k210_div_params *div;
1046
1047         if (id == K210_CLK_IN0)
1048                 return clk_get_rate(&priv->in0);
1049
1050         parent = k210_clk_get_parent(priv, id);
1051         parent_rate = do_k210_clk_get_rate(priv, parent);
1052         if (IS_ERR_VALUE(parent_rate))
1053                 return parent_rate;
1054
1055         if (k210_clks[id].flags & K210_CLKF_PLL)
1056                 return k210_pll_get_rate(priv, k210_clks[id].pll, parent_rate);
1057
1058         if (k210_clks[id].div == K210_CLK_DIV_NONE)
1059                 return parent_rate;
1060         div = &k210_divs[k210_clks[id].div];
1061
1062         if (div->type == K210_DIV_FIXED)
1063                 return parent_rate / div->div;
1064
1065         val = k210_clk_readl(priv, div->off, div->shift, div->width);
1066         switch (div->type) {
1067         case K210_DIV_ONE:
1068                 return parent_rate / (val + 1);
1069         case K210_DIV_EVEN:
1070                 return parent_rate / 2 / (val + 1);
1071         case K210_DIV_POWER:
1072                 /* This is ACLK, which has no divider on IN0 */
1073                 if (parent == K210_CLK_IN0)
1074                         return parent_rate;
1075                 return parent_rate / (2 << val);
1076         default:
1077                 assert(false);
1078                 return -EINVAL;
1079         };
1080 }
1081
1082 static ulong k210_clk_get_rate(struct clk *clk)
1083 {
1084         return do_k210_clk_get_rate(dev_get_priv(clk->dev), clk->id);
1085 }
1086
1087 static int do_k210_clk_set_parent(struct k210_clk_priv *priv, int id, int new)
1088 {
1089         int i;
1090         const struct k210_mux_params *mux;
1091
1092         if (!(k210_clks[id].flags & K210_CLKF_MUX))
1093                 return -ENOSYS;
1094         mux = &k210_muxes[k210_clks[id].mux];
1095
1096         for (i = 0; i < mux->num_parents; i++) {
1097                 if (mux->parents[i] == new) {
1098                         k210_clk_writel(priv, mux->off, mux->shift, mux->width,
1099                                         i);
1100                         return 0;
1101                 }
1102         }
1103         return -EINVAL;
1104 }
1105
1106 static int k210_clk_set_parent(struct clk *clk, struct clk *parent)
1107 {
1108         return do_k210_clk_set_parent(dev_get_priv(clk->dev), clk->id,
1109                                       parent->id);
1110 }
1111
1112 static ulong k210_clk_set_rate(struct clk *clk, unsigned long rate)
1113 {
1114         int parent, ret, err;
1115         ulong rate_in, val;
1116         const struct k210_div_params *div;
1117         struct k210_clk_priv *priv = dev_get_priv(clk->dev);
1118
1119         if (clk->id == K210_CLK_IN0)
1120                 return clk_set_rate(&priv->in0, rate);
1121
1122         parent = k210_clk_get_parent(priv, clk->id);
1123         rate_in = do_k210_clk_get_rate(priv, parent);
1124         if (IS_ERR_VALUE(rate_in))
1125                 return rate_in;
1126
1127         log_debug("id=%ld rate=%lu rate_in=%lu\n", clk->id, rate, rate_in);
1128
1129         if (clk->id == K210_CLK_PLL0) {
1130                 /* Bypass ACLK so the CPU keeps going */
1131                 ret = do_k210_clk_set_parent(priv, K210_CLK_ACLK, K210_CLK_IN0);
1132                 if (ret)
1133                         return ret;
1134         } else if (clk->id == K210_CLK_PLL1 && gd->flags & GD_FLG_RELOC) {
1135                 /*
1136                  * We can't bypass the AI clock like we can ACLK, and after
1137                  * relocation we are using the AI ram.
1138                  */
1139                 return -EPERM;
1140         }
1141
1142         if (k210_clks[clk->id].flags & K210_CLKF_PLL) {
1143                 ret = k210_pll_set_rate(priv, k210_clks[clk->id].pll, rate,
1144                                         rate_in);
1145                 if (!IS_ERR_VALUE(ret) && clk->id == K210_CLK_PLL0) {
1146                         /*
1147                          * This may have the side effect of reparenting ACLK,
1148                          * but I don't really want to keep track of what the old
1149                          * parent was.
1150                          */
1151                         err = do_k210_clk_set_parent(priv, K210_CLK_ACLK,
1152                                                      K210_CLK_PLL0);
1153                         if (err)
1154                                 return err;
1155                 }
1156                 return ret;
1157         }
1158
1159         if (k210_clks[clk->id].div == K210_CLK_DIV_NONE)
1160                 return -ENOSYS;
1161         div = &k210_divs[k210_clks[clk->id].div];
1162
1163         switch (div->type) {
1164         case K210_DIV_ONE:
1165                 val = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL((u64)rate_in, rate);
1166                 val = val ? val - 1 : 0;
1167                 break;
1168         case K210_DIV_EVEN:
1169                 val = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL((u64)rate_in, 2 * rate);
1170                 break;
1171         case K210_DIV_POWER:
1172                 /* This is ACLK, which has no divider on IN0 */
1173                 if (parent == K210_CLK_IN0)
1174                         return -ENOSYS;
1175
1176                 val = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL((u64)rate_in, rate);
1177                 val = __ffs(val);
1178                 break;
1179         default:
1180                 assert(false);
1181                 return -EINVAL;
1182         };
1183
1184         val = val ? val - 1 : 0;
1185         k210_clk_writel(priv, div->off, div->shift, div->width, val);
1186         return do_k210_clk_get_rate(priv, clk->id);
1187 }
1188
1189 static int k210_clk_endisable(struct k210_clk_priv *priv, int id, bool enable)
1190 {
1191         int parent = k210_clk_get_parent(priv, id);
1192         const struct k210_gate_params *gate;
1193
1194         if (id == K210_CLK_IN0) {
1195                 if (enable)
1196                         return clk_enable(&priv->in0);
1197                 else
1198                         return clk_disable(&priv->in0);
1199         }
1200
1201         /* Only recursively enable clocks since we don't track refcounts */
1202         if (enable) {
1203                 int ret = k210_clk_endisable(priv, parent, true);
1204
1205                 if (ret && ret != -ENOSYS)
1206                         return ret;
1207         }
1208
1209         if (k210_clks[id].flags & K210_CLKF_PLL) {
1210                 if (enable)
1211                         return k210_pll_enable(priv, k210_clks[id].pll);
1212                 else
1213                         return k210_pll_disable(priv, k210_clks[id].pll);
1214         }
1215
1216         if (k210_clks[id].gate == K210_CLK_GATE_NONE)
1217                 return -ENOSYS;
1218         gate = &k210_gates[k210_clks[id].gate];
1219
1220         k210_clk_writel(priv, gate->off, gate->bit_idx, 1, enable);
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 static int k210_clk_enable(struct clk *clk)
1225 {
1226         return k210_clk_endisable(dev_get_priv(clk->dev), clk->id, true);
1227 }
1228
1229 static int k210_clk_disable(struct clk *clk)
1230 {
1231         return k210_clk_endisable(dev_get_priv(clk->dev), clk->id, false);
1232 }
1233
1234 static int k210_clk_request(struct clk *clk)
1235 {
1236         if (clk->id >= ARRAY_SIZE(k210_clks))
1237                 return -EINVAL;
1238         return 0;
1239 }
1240
1241 static const struct clk_ops k210_clk_ops = {
1242         .request = k210_clk_request,
1243         .set_rate = k210_clk_set_rate,
1244         .get_rate = k210_clk_get_rate,
1245         .set_parent = k210_clk_set_parent,
1246         .enable = k210_clk_enable,
1247         .disable = k210_clk_disable,
1248 };
1249
1250 static int k210_clk_probe(struct udevice *dev)
1251 {
1252         int ret;
1253         struct k210_clk_priv *priv = dev_get_priv(dev);
1254
1255         priv->base = dev_read_addr_ptr(dev_get_parent(dev));
1256         if (!priv->base)
1257                 return -EINVAL;
1258
1259         ret = clk_get_by_index(dev, 0, &priv->in0);
1260         if (ret)
1261                 return ret;
1262
1263         /*
1264          * Force setting defaults, even before relocation. This is so we can
1265          * set the clock rate for PLL1 before we relocate into aisram.
1266          */
1267         if (!(gd->flags & GD_FLG_RELOC))
1268                 clk_set_defaults(dev, CLK_DEFAULTS_POST_FORCE);
1269
1270         return 0;
1271 }
1272
1273 static const struct udevice_id k210_clk_ids[] = {
1274         { .compatible = "kendryte,k210-clk" },
1275         { },
1276 };
1277
1278 U_BOOT_DRIVER(k210_clk) = {
1279         .name = "k210_clk",
1280         .id = UCLASS_CLK,
1281         .of_match = k210_clk_ids,
1282         .ops = &k210_clk_ops,
1283         .probe = k210_clk_probe,
1284         .priv_auto = sizeof(struct k210_clk_priv),
1285 };
1286
1287 #if CONFIG_IS_ENABLED(CMD_CLK)
1288 static char show_enabled(struct k210_clk_priv *priv, int id)
1289 {
1290         bool enabled;
1291
1292         if (k210_clks[id].flags & K210_CLKF_PLL) {
1293                 const struct k210_pll_params *pll =
1294                         &k210_plls[k210_clks[id].pll];
1295
1296                 enabled = k210_pll_enabled(readl(priv->base + pll->off));
1297         } else if (k210_clks[id].gate == K210_CLK_GATE_NONE) {
1298                 return '-';
1299         } else {
1300                 const struct k210_gate_params *gate =
1301                         &k210_gates[k210_clks[id].gate];
1302
1303                 enabled = k210_clk_readl(priv, gate->off, gate->bit_idx, 1);
1304         }
1305
1306         return enabled ? 'y' : 'n';
1307 }
1308
1309 static void show_clks(struct k210_clk_priv *priv, int id, int depth)
1310 {
1311         int i;
1312
1313         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(k210_clks); i++) {
1314                 if (k210_clk_get_parent(priv, i) != id)
1315                         continue;
1316
1317                 printf(" %-9lu %-7c %*s%s\n", do_k210_clk_get_rate(priv, i),
1318                        show_enabled(priv, i), depth * 4, "",
1319                        k210_clks[i].name);
1320
1321                 show_clks(priv, i, depth + 1);
1322         }
1323 }
1324
1325 int soc_clk_dump(void)
1326 {
1327         int ret;
1328         struct udevice *dev;
1329         struct k210_clk_priv *priv;
1330
1331         ret = uclass_get_device_by_driver(UCLASS_CLK, DM_DRIVER_GET(k210_clk),
1332                                           &dev);
1333         if (ret)
1334                 return ret;
1335         priv = dev_get_priv(dev);
1336
1337         puts(" Rate      Enabled Name\n");
1338         puts("------------------------\n");
1339         printf(" %-9lu %-7c %*s%s\n", clk_get_rate(&priv->in0), 'y', 0, "",
1340                priv->in0.dev->name);
1341         show_clks(priv, K210_CLK_IN0, 1);
1342         return 0;
1343 }
1344 #endif