drivers/hwmon/axi-fan-control.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Fan Control HDL CORE driver
   4  *
   5  * Copyright 2019 Analog Devices Inc.
   6  */
   7 #include <linux/bits.h>
   8 #include <linux/clk.h>
   9 #include <linux/fpga/adi-axi-common.h>
  10 #include <linux/hwmon.h>
  11 #include <linux/hwmon-sysfs.h>
  12 #include <linux/interrupt.h>
  13 #include <linux/io.h>
  14 #include <linux/kernel.h>
  15 #include <linux/module.h>
  16 #include <linux/of.h>
  17 #include <linux/platform_device.h>
  18
  19 /* register map */
  20 #define ADI_REG_RSTN            0x0080
  21 #define ADI_REG_PWM_WIDTH       0x0084
  22 #define ADI_REG_TACH_PERIOD     0x0088
  23 #define ADI_REG_TACH_TOLERANCE  0x008c
  24 #define ADI_REG_PWM_PERIOD      0x00c0
  25 #define ADI_REG_TACH_MEASUR     0x00c4
  26 #define ADI_REG_TEMPERATURE     0x00c8
  27 #define ADI_REG_TEMP_00_H       0x0100
  28 #define ADI_REG_TEMP_25_L       0x0104
  29 #define ADI_REG_TEMP_25_H       0x0108
  30 #define ADI_REG_TEMP_50_L       0x010c
  31 #define ADI_REG_TEMP_50_H       0x0110
  32 #define ADI_REG_TEMP_75_L       0x0114
  33 #define ADI_REG_TEMP_75_H       0x0118
  34 #define ADI_REG_TEMP_100_L      0x011c
  35
  36 #define ADI_REG_IRQ_MASK        0x0040
  37 #define ADI_REG_IRQ_PENDING     0x0044
  38 #define ADI_REG_IRQ_SRC         0x0048
  39
  40 /* IRQ sources */
  41 #define ADI_IRQ_SRC_PWM_CHANGED         BIT(0)
  42 #define ADI_IRQ_SRC_TACH_ERR            BIT(1)
  43 #define ADI_IRQ_SRC_TEMP_INCREASE       BIT(2)
  44 #define ADI_IRQ_SRC_NEW_MEASUR          BIT(3)
  45 #define ADI_IRQ_SRC_MASK                GENMASK(3, 0)
  46 #define ADI_IRQ_MASK_OUT_ALL            0xFFFFFFFFU
  47
  48 #define SYSFS_PWM_MAX                   255
  49
  50 struct axi_fan_control_data {
  51         void __iomem *base;
  52         struct device *hdev;
  53         unsigned long clk_rate;
  54         int irq;
  55         /* pulses per revolution */
  56         u32 ppr;
  57         bool hw_pwm_req;
  58         bool update_tacho_params;
  59         u8 fan_fault;
  60 };
  61
  62 static inline void axi_iowrite(const u32 val, const u32 reg,
  63                                const struct axi_fan_control_data *ctl)
  64 {
  65         iowrite32(val, ctl->base + reg);
  66 }
  67
  68 static inline u32 axi_ioread(const u32 reg,
  69                              const struct axi_fan_control_data *ctl)
  70 {
  71         return ioread32(ctl->base + reg);
  72 }
  73
  74 /*
  75  * The core calculates the temperature as:
  76  *      T = /raw * 509.3140064 / 65535) - 280.2308787
  77  */
  78 static ssize_t axi_fan_control_show(struct device *dev, struct device_attribute *da, char *buf)
  79 {
  80         struct axi_fan_control_data *ctl = dev_get_drvdata(dev);
  81         struct sensor_device_attribute *attr = to_sensor_dev_attr(da);
  82         u32 temp = axi_ioread(attr->index, ctl);
  83
  84         temp = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(temp * 509314ULL, 65535) - 280230;
  85
  86         return sprintf(buf, "%u\n", temp);
  87 }
  88
  89 static ssize_t axi_fan_control_store(struct device *dev, struct device_attribute *da,
  90                                      const char *buf, size_t count)
  91 {
  92         struct axi_fan_control_data *ctl = dev_get_drvdata(dev);
  93         struct sensor_device_attribute *attr = to_sensor_dev_attr(da);
  94         u32 temp;
  95         int ret;
  96
  97         ret = kstrtou32(buf, 10, &temp);
  98         if (ret)
  99                 return ret;
 100
 101         temp = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL((temp + 280230) * 65535ULL, 509314);
 102         axi_iowrite(temp, attr->index, ctl);
 103
 104         return count;
 105 }
 106
 107 static long axi_fan_control_get_pwm_duty(const struct axi_fan_control_data *ctl)
 108 {
 109         u32 pwm_width = axi_ioread(ADI_REG_PWM_WIDTH, ctl);
 110         u32 pwm_period = axi_ioread(ADI_REG_PWM_PERIOD, ctl);
 111         /*
 112          * PWM_PERIOD is a RO register set by the core. It should never be 0.
 113          * For now we are trusting the HW...
 114          */
 115         return DIV_ROUND_CLOSEST(pwm_width * SYSFS_PWM_MAX, pwm_period);
 116 }
 117
 118 static int axi_fan_control_set_pwm_duty(const long val,
 119                                         struct axi_fan_control_data *ctl)
 120 {
 121         u32 pwm_period = axi_ioread(ADI_REG_PWM_PERIOD, ctl);
 122         u32 new_width;
 123         long __val = clamp_val(val, 0, SYSFS_PWM_MAX);
 124
 125         new_width = DIV_ROUND_CLOSEST(__val * pwm_period, SYSFS_PWM_MAX);
 126
 127         axi_iowrite(new_width, ADI_REG_PWM_WIDTH, ctl);
 128
 129         return 0;
 130 }
 131
 132 static long axi_fan_control_get_fan_rpm(const struct axi_fan_control_data *ctl)
 133 {
 134         const u32 tach = axi_ioread(ADI_REG_TACH_MEASUR, ctl);
 135
 136         if (tach == 0)
 137                 /* should we return error, EAGAIN maybe? */
 138                 return 0;
 139         /*
 140          * The tacho period should be:
 141          *      TACH = 60/(ppr * rpm), where rpm is revolutions per second
 142          *      and ppr is pulses per revolution.
 143          * Given the tacho period, we can multiply it by the input clock
 144          * so that we know how many clocks we need to have this period.
 145          * From this, we can derive the RPM value.
 146          */
 147         return DIV_ROUND_CLOSEST(60 * ctl->clk_rate, ctl->ppr * tach);
 148 }
 149
 150 static int axi_fan_control_read_temp(struct device *dev, u32 attr, long *val)
 151 {
 152         struct axi_fan_control_data *ctl = dev_get_drvdata(dev);
 153         long raw_temp;
 154
 155         switch (attr) {
 156         case hwmon_temp_input:
 157                 raw_temp = axi_ioread(ADI_REG_TEMPERATURE, ctl);
 158                 /*
 159                  * The formula for the temperature is:
 160                  *      T = (ADC * 501.3743 / 2^bits) - 273.6777
 161                  * It's multiplied by 1000 to have millidegrees as
 162                  * specified by the hwmon sysfs interface.
 163                  */
 164                 *val = ((raw_temp * 501374) >> 16) - 273677;
 165                 return 0;
 166         default:
 167                 return -ENOTSUPP;
 168         }
 169 }
 170
 171 static int axi_fan_control_read_fan(struct device *dev, u32 attr, long *val)
 172 {
 173         struct axi_fan_control_data *ctl = dev_get_drvdata(dev);
 174
 175         switch (attr) {
 176         case hwmon_fan_fault:
 177                 *val = ctl->fan_fault;
 178                 /* clear it now */
 179                 ctl->fan_fault = 0;
 180                 return 0;
 181         case hwmon_fan_input:
 182                 *val = axi_fan_control_get_fan_rpm(ctl);
 183                 return 0;
 184         default:
 185                 return -ENOTSUPP;
 186         }
 187 }
 188
 189 static int axi_fan_control_read_pwm(struct device *dev, u32 attr, long *val)
 190 {
 191         struct axi_fan_control_data *ctl = dev_get_drvdata(dev);
 192
 193         switch (attr) {
 194         case hwmon_pwm_input:
 195                 *val = axi_fan_control_get_pwm_duty(ctl);
 196                 return 0;
 197         default:
 198                 return -ENOTSUPP;
 199         }
 200 }
 201
 202 static int axi_fan_control_write_pwm(struct device *dev, u32 attr, long val)
 203 {
 204         struct axi_fan_control_data *ctl = dev_get_drvdata(dev);
 205
 206         switch (attr) {
 207         case hwmon_pwm_input:
 208                 return axi_fan_control_set_pwm_duty(val, ctl);
 209         default:
 210                 return -ENOTSUPP;
 211         }
 212 }
 213
 214 static int axi_fan_control_read_labels(struct device *dev,
 215                                        enum hwmon_sensor_types type,
 216                                        u32 attr, int channel, const char **str)
 217 {
 218         switch (type) {
 219         case hwmon_fan:
 220                 *str = "FAN";
 221                 return 0;
 222         case hwmon_temp:
 223                 *str = "SYSMON4";
 224                 return 0;
 225         default:
 226                 return -ENOTSUPP;
 227         }
 228 }
 229
 230 static int axi_fan_control_read(struct device *dev,
 231                                 enum hwmon_sensor_types type,
 232                                 u32 attr, int channel, long *val)
 233 {
 234         switch (type) {
 235         case hwmon_fan:
 236                 return axi_fan_control_read_fan(dev, attr, val);
 237         case hwmon_pwm:
 238                 return axi_fan_control_read_pwm(dev, attr, val);
 239         case hwmon_temp:
 240                 return axi_fan_control_read_temp(dev, attr, val);
 241         default:
 242                 return -ENOTSUPP;
 243         }
 244 }
 245
 246 static int axi_fan_control_write(struct device *dev,
 247                                  enum hwmon_sensor_types type,
 248                                  u32 attr, int channel, long val)
 249 {
 250         switch (type) {
 251         case hwmon_pwm:
 252                 return axi_fan_control_write_pwm(dev, attr, val);
 253         default:
 254                 return -ENOTSUPP;
 255         }
 256 }
 257
 258 static umode_t axi_fan_control_fan_is_visible(const u32 attr)
 259 {
 260         switch (attr) {
 261         case hwmon_fan_input:
 262         case hwmon_fan_fault:
 263         case hwmon_fan_label:
 264                 return 0444;
 265         default:
 266                 return 0;
 267         }
 268 }
 269
 270 static umode_t axi_fan_control_pwm_is_visible(const u32 attr)
 271 {
 272         switch (attr) {
 273         case hwmon_pwm_input:
 274                 return 0644;
 275         default:
 276                 return 0;
 277         }
 278 }
 279
 280 static umode_t axi_fan_control_temp_is_visible(const u32 attr)
 281 {
 282         switch (attr) {
 283         case hwmon_temp_input:
 284         case hwmon_temp_label:
 285                 return 0444;
 286         default:
 287                 return 0;
 288         }
 289 }
 290
 291 static umode_t axi_fan_control_is_visible(const void *data,
 292                                           enum hwmon_sensor_types type,
 293                                           u32 attr, int channel)
 294 {
 295         switch (type) {
 296         case hwmon_fan:
 297                 return axi_fan_control_fan_is_visible(attr);
 298         case hwmon_pwm:
 299                 return axi_fan_control_pwm_is_visible(attr);
 300         case hwmon_temp:
 301                 return axi_fan_control_temp_is_visible(attr);
 302         default:
 303                 return 0;
 304         }
 305 }
 306
 307 /*
 308  * This core has two main ways of changing the PWM duty cycle. It is done,
 309  * either by a request from userspace (writing on pwm1_input) or by the
 310  * core itself. When the change is done by the core, it will use predefined
 311  * parameters to evaluate the tach signal and, on that case we cannot set them.
 312  * On the other hand, when the request is done by the user, with some arbitrary
 313  * value that the core does not now about, we have to provide the tach
 314  * parameters so that, the core can evaluate the signal. On the IRQ handler we
 315  * distinguish this by using the ADI_IRQ_SRC_TEMP_INCREASE interrupt. This tell
 316  * us that the CORE requested a new duty cycle. After this, there is 5s delay
 317  * on which the core waits for the fan rotation speed to stabilize. After this
 318  * we get ADI_IRQ_SRC_PWM_CHANGED irq where we will decide if we need to set
 319  * the tach parameters or not on the next tach measurement cycle (corresponding
 320  * already to the ney duty cycle) based on the %ctl->hw_pwm_req flag.
 321  */
 322 static irqreturn_t axi_fan_control_irq_handler(int irq, void *data)
 323 {
 324         struct axi_fan_control_data *ctl = (struct axi_fan_control_data *)data;
 325         u32 irq_pending = axi_ioread(ADI_REG_IRQ_PENDING, ctl);
 326         u32 clear_mask;
 327
 328         if (irq_pending & ADI_IRQ_SRC_TEMP_INCREASE)
 329                 /* hardware requested a new pwm */
 330                 ctl->hw_pwm_req = true;
 331
 332         if (irq_pending & ADI_IRQ_SRC_PWM_CHANGED) {
 333                 /*
 334                  * if the pwm changes on behalf of software,
 335                  * we need to provide new tacho parameters to the core.
 336                  * Wait for the next measurement for that...
 337                  */
 338                 if (!ctl->hw_pwm_req) {
 339                         ctl->update_tacho_params = true;
 340                 } else {
 341                         ctl->hw_pwm_req = false;
 342                         hwmon_notify_event(ctl->hdev, hwmon_pwm,
 343                                            hwmon_pwm_input, 0);
 344                 }
 345         }
 346
 347         if (irq_pending & ADI_IRQ_SRC_NEW_MEASUR) {
 348                 if (ctl->update_tacho_params) {
 349                         u32 new_tach = axi_ioread(ADI_REG_TACH_MEASUR, ctl);
 350                         /* get 25% tolerance */
 351                         u32 tach_tol = DIV_ROUND_CLOSEST(new_tach * 25, 100);
 352
 353                         /* set new tacho parameters */
 354                         axi_iowrite(new_tach, ADI_REG_TACH_PERIOD, ctl);
 355                         axi_iowrite(tach_tol, ADI_REG_TACH_TOLERANCE, ctl);
 356                         ctl->update_tacho_params = false;
 357                 }
 358         }
 359
 360         if (irq_pending & ADI_IRQ_SRC_TACH_ERR)
 361                 ctl->fan_fault = 1;
 362
 363         /* clear all interrupts */
 364         clear_mask = irq_pending & ADI_IRQ_SRC_MASK;
 365         axi_iowrite(clear_mask, ADI_REG_IRQ_PENDING, ctl);
 366
 367         return IRQ_HANDLED;
 368 }
 369
 370 static int axi_fan_control_init(struct axi_fan_control_data *ctl,
 371                                 const struct device_node *np)
 372 {
 373         int ret;
 374
 375         /* get fan pulses per revolution */
 376         ret = of_property_read_u32(np, "pulses-per-revolution", &ctl->ppr);
 377         if (ret)
 378                 return ret;
 379
 380         /* 1, 2 and 4 are the typical and accepted values */
 381         if (ctl->ppr != 1 && ctl->ppr != 2 && ctl->ppr != 4)
 382                 return -EINVAL;
 383         /*
 384          * Enable all IRQs
 385          */
 386         axi_iowrite(ADI_IRQ_MASK_OUT_ALL &
 387                     ~(ADI_IRQ_SRC_NEW_MEASUR | ADI_IRQ_SRC_TACH_ERR |
 388                       ADI_IRQ_SRC_PWM_CHANGED | ADI_IRQ_SRC_TEMP_INCREASE),
 389                     ADI_REG_IRQ_MASK, ctl);
 390
 391         /* bring the device out of reset */
 392         axi_iowrite(0x01, ADI_REG_RSTN, ctl);
 393
 394         return ret;
 395 }
 396
 397 static const struct hwmon_channel_info * const axi_fan_control_info[] = {
 398         HWMON_CHANNEL_INFO(pwm, HWMON_PWM_INPUT),
 399         HWMON_CHANNEL_INFO(fan, HWMON_F_INPUT | HWMON_F_FAULT | HWMON_F_LABEL),
 400         HWMON_CHANNEL_INFO(temp, HWMON_T_INPUT | HWMON_T_LABEL),
 401         NULL
 402 };
 403
 404 static const struct hwmon_ops axi_fan_control_hwmon_ops = {
 405         .is_visible = axi_fan_control_is_visible,
 406         .read = axi_fan_control_read,
 407         .write = axi_fan_control_write,
 408         .read_string = axi_fan_control_read_labels,
 409 };
 410
 411 static const struct hwmon_chip_info axi_chip_info = {
 412         .ops = &axi_fan_control_hwmon_ops,
 413         .info = axi_fan_control_info,
 414 };
 415
 416 /* temperature threshold below which PWM should be 0% */
 417 static SENSOR_DEVICE_ATTR_RW(pwm1_auto_point1_temp_hyst, axi_fan_control, ADI_REG_TEMP_00_H);
 418 /* temperature threshold above which PWM should be 25% */
 419 static SENSOR_DEVICE_ATTR_RW(pwm1_auto_point1_temp, axi_fan_control, ADI_REG_TEMP_25_L);
 420 /* temperature threshold below which PWM should be 25% */
 421 static SENSOR_DEVICE_ATTR_RW(pwm1_auto_point2_temp_hyst, axi_fan_control, ADI_REG_TEMP_25_H);
 422 /* temperature threshold above which PWM should be 50% */
 423 static SENSOR_DEVICE_ATTR_RW(pwm1_auto_point2_temp, axi_fan_control, ADI_REG_TEMP_50_L);
 424 /* temperature threshold below which PWM should be 50% */
 425 static SENSOR_DEVICE_ATTR_RW(pwm1_auto_point3_temp_hyst, axi_fan_control, ADI_REG_TEMP_50_H);
 426 /* temperature threshold above which PWM should be 75% */
 427 static SENSOR_DEVICE_ATTR_RW(pwm1_auto_point3_temp, axi_fan_control, ADI_REG_TEMP_75_L);
 428 /* temperature threshold below which PWM should be 75% */
 429 static SENSOR_DEVICE_ATTR_RW(pwm1_auto_point4_temp_hyst, axi_fan_control, ADI_REG_TEMP_75_H);
 430 /* temperature threshold above which PWM should be 100% */
 431 static SENSOR_DEVICE_ATTR_RW(pwm1_auto_point4_temp, axi_fan_control, ADI_REG_TEMP_100_L);
 432
 433 static struct attribute *axi_fan_control_attrs[] = {
 434         &sensor_dev_attr_pwm1_auto_point1_temp_hyst.dev_attr.attr,
 435         &sensor_dev_attr_pwm1_auto_point1_temp.dev_attr.attr,
 436         &sensor_dev_attr_pwm1_auto_point2_temp_hyst.dev_attr.attr,
 437         &sensor_dev_attr_pwm1_auto_point2_temp.dev_attr.attr,
 438         &sensor_dev_attr_pwm1_auto_point3_temp_hyst.dev_attr.attr,
 439         &sensor_dev_attr_pwm1_auto_point3_temp.dev_attr.attr,
 440         &sensor_dev_attr_pwm1_auto_point4_temp_hyst.dev_attr.attr,
 441         &sensor_dev_attr_pwm1_auto_point4_temp.dev_attr.attr,
 442         NULL,
 443 };
 444 ATTRIBUTE_GROUPS(axi_fan_control);
 445
 446 static const u32 version_1_0_0 = ADI_AXI_PCORE_VER(1, 0, 'a');
 447
 448 static const struct of_device_id axi_fan_control_of_match[] = {
 449         { .compatible = "adi,axi-fan-control-1.00.a",
 450                 .data = (void *)&version_1_0_0},
 451         {},
 452 };
 453 MODULE_DEVICE_TABLE(of, axi_fan_control_of_match);
 454
 455 static int axi_fan_control_probe(struct platform_device *pdev)
 456 {
 457         struct axi_fan_control_data *ctl;
 458         struct clk *clk;
 459         const struct of_device_id *id;
 460         const char *name = "axi_fan_control";
 461         u32 version;
 462         int ret;
 463
 464         id = of_match_node(axi_fan_control_of_match, pdev->dev.of_node);
 465         if (!id)
 466                 return -EINVAL;
 467
 468         ctl = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*ctl), GFP_KERNEL);
 469         if (!ctl)
 470                 return -ENOMEM;
 471
 472         ctl->base = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0);
 473         if (IS_ERR(ctl->base))
 474                 return PTR_ERR(ctl->base);
 475
 476         clk = devm_clk_get_enabled(&pdev->dev, NULL);
 477         if (IS_ERR(clk)) {
 478                 dev_err(&pdev->dev, "clk_get failed with %ld\n", PTR_ERR(clk));
 479                 return PTR_ERR(clk);
 480         }
 481
 482         ctl->clk_rate = clk_get_rate(clk);
 483         if (!ctl->clk_rate)
 484                 return -EINVAL;
 485
 486         version = axi_ioread(ADI_AXI_REG_VERSION, ctl);
 487         if (ADI_AXI_PCORE_VER_MAJOR(version) !=
 488             ADI_AXI_PCORE_VER_MAJOR((*(u32 *)id->data))) {
 489                 dev_err(&pdev->dev, "Major version mismatch. Expected %d.%.2d.%c, Reported %d.%.2d.%c\n",
 490                         ADI_AXI_PCORE_VER_MAJOR((*(u32 *)id->data)),
 491                         ADI_AXI_PCORE_VER_MINOR((*(u32 *)id->data)),
 492                         ADI_AXI_PCORE_VER_PATCH((*(u32 *)id->data)),
 493                         ADI_AXI_PCORE_VER_MAJOR(version),
 494                         ADI_AXI_PCORE_VER_MINOR(version),
 495                         ADI_AXI_PCORE_VER_PATCH(version));
 496                 return -ENODEV;
 497         }
 498
 499         ctl->irq = platform_get_irq(pdev, 0);
 500         if (ctl->irq < 0)
 501                 return ctl->irq;
 502
 503         ret = devm_request_threaded_irq(&pdev->dev, ctl->irq, NULL,
 504                                         axi_fan_control_irq_handler,
 505                                         IRQF_ONESHOT | IRQF_TRIGGER_HIGH,
 506                                         pdev->driver_override, ctl);
 507         if (ret) {
 508                 dev_err(&pdev->dev, "failed to request an irq, %d", ret);
 509                 return ret;
 510         }
 511
 512         ret = axi_fan_control_init(ctl, pdev->dev.of_node);
 513         if (ret) {
 514                 dev_err(&pdev->dev, "Failed to initialize device\n");
 515                 return ret;
 516         }
 517
 518         ctl->hdev = devm_hwmon_device_register_with_info(&pdev->dev,
 519                                                          name,
 520                                                          ctl,
 521                                                          &axi_chip_info,
 522                                                          axi_fan_control_groups);
 523
 524         return PTR_ERR_OR_ZERO(ctl->hdev);
 525 }
 526
 527 static struct platform_driver axi_fan_control_driver = {
 528         .driver = {
 529                 .name = "axi_fan_control_driver",
 530                 .of_match_table = axi_fan_control_of_match,
 531         },
 532         .probe = axi_fan_control_probe,
 533 };
 534 module_platform_driver(axi_fan_control_driver);
 535
 536 MODULE_AUTHOR("Nuno Sa <nuno.sa@analog.com>");
 537 MODULE_DESCRIPTION("Analog Devices Fan Control HDL CORE driver");
 538 MODULE_LICENSE("GPL");