drivers/clk/clk-si5341.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Driver for Silicon Labs Si5340, Si5341, Si5342, Si5344 and Si5345
   4  * Copyright (C) 2019 Topic Embedded Products
   5  * Author: Mike Looijmans <mike.looijmans@topic.nl>
   6  *
   7  * The Si5341 has 10 outputs and 5 synthesizers.
   8  * The Si5340 is a smaller version of the Si5341 with only 4 outputs.
   9  * The Si5345 is similar to the Si5341, with the addition of fractional input
  10  * dividers and automatic input selection.
  11  * The Si5342 and Si5344 are smaller versions of the Si5345.
  12  */
  13
  14 #include <linux/clk.h>
  15 #include <linux/clk-provider.h>
  16 #include <linux/delay.h>
  17 #include <linux/gcd.h>
  18 #include <linux/math64.h>
  19 #include <linux/i2c.h>
  20 #include <linux/module.h>
  21 #include <linux/regmap.h>
  22 #include <linux/regulator/consumer.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24 #include <asm/unaligned.h>
  25
  26 #define SI5341_NUM_INPUTS 4
  27
  28 #define SI5340_MAX_NUM_OUTPUTS 4
  29 #define SI5341_MAX_NUM_OUTPUTS 10
  30 #define SI5342_MAX_NUM_OUTPUTS 2
  31 #define SI5344_MAX_NUM_OUTPUTS 4
  32 #define SI5345_MAX_NUM_OUTPUTS 10
  33
  34 #define SI5340_NUM_SYNTH 4
  35 #define SI5341_NUM_SYNTH 5
  36 #define SI5342_NUM_SYNTH 2
  37 #define SI5344_NUM_SYNTH 4
  38 #define SI5345_NUM_SYNTH 5
  39
  40 /* Range of the synthesizer fractional divider */
  41 #define SI5341_SYNTH_N_MIN      10
  42 #define SI5341_SYNTH_N_MAX      4095
  43
  44 /* The chip can get its input clock from 3 input pins or an XTAL */
  45
  46 /* There is one PLL running at 13500–14256 MHz */
  47 #define SI5341_PLL_VCO_MIN 13500000000ull
  48 #define SI5341_PLL_VCO_MAX 14256000000ull
  49
  50 /* The 5 frequency synthesizers obtain their input from the PLL */
  51 struct clk_si5341_synth {
  52         struct clk_hw hw;
  53         struct clk_si5341 *data;
  54         u8 index;
  55 };
  56 #define to_clk_si5341_synth(_hw) \
  57         container_of(_hw, struct clk_si5341_synth, hw)
  58
  59 /* The output stages can be connected to any synth (full mux) */
  60 struct clk_si5341_output {
  61         struct clk_hw hw;
  62         struct clk_si5341 *data;
  63         struct regulator *vddo_reg;
  64         u8 index;
  65 };
  66 #define to_clk_si5341_output(_hw) \
  67         container_of(_hw, struct clk_si5341_output, hw)
  68
  69 struct clk_si5341 {
  70         struct clk_hw hw;
  71         struct regmap *regmap;
  72         struct i2c_client *i2c_client;
  73         struct clk_si5341_synth synth[SI5341_NUM_SYNTH];
  74         struct clk_si5341_output clk[SI5341_MAX_NUM_OUTPUTS];
  75         struct clk *input_clk[SI5341_NUM_INPUTS];
  76         const char *input_clk_name[SI5341_NUM_INPUTS];
  77         const u16 *reg_output_offset;
  78         const u16 *reg_rdiv_offset;
  79         u64 freq_vco; /* 13500–14256 MHz */
  80         u8 num_outputs;
  81         u8 num_synth;
  82         u16 chip_id;
  83         bool xaxb_ext_clk;
  84         bool iovdd_33;
  85 };
  86 #define to_clk_si5341(_hw)      container_of(_hw, struct clk_si5341, hw)
  87
  88 struct clk_si5341_output_config {
  89         u8 out_format_drv_bits;
  90         u8 out_cm_ampl_bits;
  91         u8 vdd_sel_bits;
  92         bool synth_master;
  93         bool always_on;
  94 };
  95
  96 #define SI5341_PAGE             0x0001
  97 #define SI5341_PN_BASE          0x0002
  98 #define SI5341_DEVICE_REV       0x0005
  99 #define SI5341_STATUS           0x000C
 100 #define SI5341_LOS              0x000D
 101 #define SI5341_STATUS_STICKY    0x0011
 102 #define SI5341_LOS_STICKY       0x0012
 103 #define SI5341_SOFT_RST         0x001C
 104 #define SI5341_IN_SEL           0x0021
 105 #define SI5341_DEVICE_READY     0x00FE
 106 #define SI5341_XAXB_CFG         0x090E
 107 #define SI5341_IO_VDD_SEL       0x0943
 108 #define SI5341_IN_EN            0x0949
 109 #define SI5341_INX_TO_PFD_EN    0x094A
 110
 111 /* Status bits */
 112 #define SI5341_STATUS_SYSINCAL  BIT(0)
 113 #define SI5341_STATUS_LOSXAXB   BIT(1)
 114 #define SI5341_STATUS_LOSREF    BIT(2)
 115 #define SI5341_STATUS_LOL       BIT(3)
 116
 117 /* Input selection */
 118 #define SI5341_IN_SEL_MASK      0x06
 119 #define SI5341_IN_SEL_SHIFT     1
 120 #define SI5341_IN_SEL_REGCTRL   0x01
 121 #define SI5341_INX_TO_PFD_SHIFT 4
 122
 123 /* XTAL config bits */
 124 #define SI5341_XAXB_CFG_EXTCLK_EN       BIT(0)
 125 #define SI5341_XAXB_CFG_PDNB            BIT(1)
 126
 127 /* Input dividers (48-bit) */
 128 #define SI5341_IN_PDIV(x)       (0x0208 + ((x) * 10))
 129 #define SI5341_IN_PSET(x)       (0x020E + ((x) * 10))
 130 #define SI5341_PX_UPD           0x0230
 131
 132 /* PLL configuration */
 133 #define SI5341_PLL_M_NUM        0x0235
 134 #define SI5341_PLL_M_DEN        0x023B
 135
 136 /* Output configuration */
 137 #define SI5341_OUT_CONFIG(output)       \
 138                         ((output)->data->reg_output_offset[(output)->index])
 139 #define SI5341_OUT_FORMAT(output)       (SI5341_OUT_CONFIG(output) + 1)
 140 #define SI5341_OUT_CM(output)           (SI5341_OUT_CONFIG(output) + 2)
 141 #define SI5341_OUT_MUX_SEL(output)      (SI5341_OUT_CONFIG(output) + 3)
 142 #define SI5341_OUT_R_REG(output)        \
 143                         ((output)->data->reg_rdiv_offset[(output)->index])
 144
 145 #define SI5341_OUT_MUX_VDD_SEL_MASK 0x38
 146
 147 /* Synthesize N divider */
 148 #define SI5341_SYNTH_N_NUM(x)   (0x0302 + ((x) * 11))
 149 #define SI5341_SYNTH_N_DEN(x)   (0x0308 + ((x) * 11))
 150 #define SI5341_SYNTH_N_UPD(x)   (0x030C + ((x) * 11))
 151
 152 /* Synthesizer output enable, phase bypass, power mode */
 153 #define SI5341_SYNTH_N_CLK_TO_OUTX_EN   0x0A03
 154 #define SI5341_SYNTH_N_PIBYP            0x0A04
 155 #define SI5341_SYNTH_N_PDNB             0x0A05
 156 #define SI5341_SYNTH_N_CLK_DIS          0x0B4A
 157
 158 #define SI5341_REGISTER_MAX     0xBFF
 159
 160 /* SI5341_OUT_CONFIG bits */
 161 #define SI5341_OUT_CFG_PDN              BIT(0)
 162 #define SI5341_OUT_CFG_OE               BIT(1)
 163 #define SI5341_OUT_CFG_RDIV_FORCE2      BIT(2)
 164
 165 /* Static configuration (to be moved to firmware) */
 166 struct si5341_reg_default {
 167         u16 address;
 168         u8 value;
 169 };
 170
 171 static const char * const si5341_input_clock_names[] = {
 172         "in0", "in1", "in2", "xtal"
 173 };
 174
 175 /* Output configuration registers 0..9 are not quite logically organized */
 176 /* Also for si5345 */
 177 static const u16 si5341_reg_output_offset[] = {
 178         0x0108,
 179         0x010D,
 180         0x0112,
 181         0x0117,
 182         0x011C,
 183         0x0121,
 184         0x0126,
 185         0x012B,
 186         0x0130,
 187         0x013A,
 188 };
 189
 190 /* for si5340, si5342 and si5344 */
 191 static const u16 si5340_reg_output_offset[] = {
 192         0x0112,
 193         0x0117,
 194         0x0126,
 195         0x012B,
 196 };
 197
 198 /* The location of the R divider registers */
 199 static const u16 si5341_reg_rdiv_offset[] = {
 200         0x024A,
 201         0x024D,
 202         0x0250,
 203         0x0253,
 204         0x0256,
 205         0x0259,
 206         0x025C,
 207         0x025F,
 208         0x0262,
 209         0x0268,
 210 };
 211 static const u16 si5340_reg_rdiv_offset[] = {
 212         0x0250,
 213         0x0253,
 214         0x025C,
 215         0x025F,
 216 };
 217
 218 /*
 219  * Programming sequence from ClockBuilder, settings to initialize the system
 220  * using only the XTAL input, without pre-divider.
 221  * This also contains settings that aren't mentioned anywhere in the datasheet.
 222  * The "known" settings like synth and output configuration are done later.
 223  */
 224 static const struct si5341_reg_default si5341_reg_defaults[] = {
 225         { 0x0017, 0x3A }, /* INT mask (disable interrupts) */
 226         { 0x0018, 0xFF }, /* INT mask */
 227         { 0x0021, 0x0F }, /* Select XTAL as input */
 228         { 0x0022, 0x00 }, /* Not in datasheet */
 229         { 0x002B, 0x02 }, /* SPI config */
 230         { 0x002C, 0x20 }, /* LOS enable for XTAL */
 231         { 0x002D, 0x00 }, /* LOS timing */
 232         { 0x002E, 0x00 },
 233         { 0x002F, 0x00 },
 234         { 0x0030, 0x00 },
 235         { 0x0031, 0x00 },
 236         { 0x0032, 0x00 },
 237         { 0x0033, 0x00 },
 238         { 0x0034, 0x00 },
 239         { 0x0035, 0x00 },
 240         { 0x0036, 0x00 },
 241         { 0x0037, 0x00 },
 242         { 0x0038, 0x00 }, /* LOS setting (thresholds) */
 243         { 0x0039, 0x00 },
 244         { 0x003A, 0x00 },
 245         { 0x003B, 0x00 },
 246         { 0x003C, 0x00 },
 247         { 0x003D, 0x00 }, /* LOS setting (thresholds) end */
 248         { 0x0041, 0x00 }, /* LOS0_DIV_SEL */
 249         { 0x0042, 0x00 }, /* LOS1_DIV_SEL */
 250         { 0x0043, 0x00 }, /* LOS2_DIV_SEL */
 251         { 0x0044, 0x00 }, /* LOS3_DIV_SEL */
 252         { 0x009E, 0x00 }, /* Not in datasheet */
 253         { 0x0102, 0x01 }, /* Enable outputs */
 254         { 0x013F, 0x00 }, /* Not in datasheet */
 255         { 0x0140, 0x00 }, /* Not in datasheet */
 256         { 0x0141, 0x40 }, /* OUT LOS */
 257         { 0x0202, 0x00 }, /* XAXB_FREQ_OFFSET (=0)*/
 258         { 0x0203, 0x00 },
 259         { 0x0204, 0x00 },
 260         { 0x0205, 0x00 },
 261         { 0x0206, 0x00 }, /* PXAXB (2^x) */
 262         { 0x0208, 0x00 }, /* Px divider setting (usually 0) */
 263         { 0x0209, 0x00 },
 264         { 0x020A, 0x00 },
 265         { 0x020B, 0x00 },
 266         { 0x020C, 0x00 },
 267         { 0x020D, 0x00 },
 268         { 0x020E, 0x00 },
 269         { 0x020F, 0x00 },
 270         { 0x0210, 0x00 },
 271         { 0x0211, 0x00 },
 272         { 0x0212, 0x00 },
 273         { 0x0213, 0x00 },
 274         { 0x0214, 0x00 },
 275         { 0x0215, 0x00 },
 276         { 0x0216, 0x00 },
 277         { 0x0217, 0x00 },
 278         { 0x0218, 0x00 },
 279         { 0x0219, 0x00 },
 280         { 0x021A, 0x00 },
 281         { 0x021B, 0x00 },
 282         { 0x021C, 0x00 },
 283         { 0x021D, 0x00 },
 284         { 0x021E, 0x00 },
 285         { 0x021F, 0x00 },
 286         { 0x0220, 0x00 },
 287         { 0x0221, 0x00 },
 288         { 0x0222, 0x00 },
 289         { 0x0223, 0x00 },
 290         { 0x0224, 0x00 },
 291         { 0x0225, 0x00 },
 292         { 0x0226, 0x00 },
 293         { 0x0227, 0x00 },
 294         { 0x0228, 0x00 },
 295         { 0x0229, 0x00 },
 296         { 0x022A, 0x00 },
 297         { 0x022B, 0x00 },
 298         { 0x022C, 0x00 },
 299         { 0x022D, 0x00 },
 300         { 0x022E, 0x00 },
 301         { 0x022F, 0x00 }, /* Px divider setting (usually 0) end */
 302         { 0x026B, 0x00 }, /* DESIGN_ID (ASCII string) */
 303         { 0x026C, 0x00 },
 304         { 0x026D, 0x00 },
 305         { 0x026E, 0x00 },
 306         { 0x026F, 0x00 },
 307         { 0x0270, 0x00 },
 308         { 0x0271, 0x00 },
 309         { 0x0272, 0x00 }, /* DESIGN_ID (ASCII string) end */
 310         { 0x0339, 0x1F }, /* N_FSTEP_MSK */
 311         { 0x033B, 0x00 }, /* Nx_FSTEPW (Frequency step) */
 312         { 0x033C, 0x00 },
 313         { 0x033D, 0x00 },
 314         { 0x033E, 0x00 },
 315         { 0x033F, 0x00 },
 316         { 0x0340, 0x00 },
 317         { 0x0341, 0x00 },
 318         { 0x0342, 0x00 },
 319         { 0x0343, 0x00 },
 320         { 0x0344, 0x00 },
 321         { 0x0345, 0x00 },
 322         { 0x0346, 0x00 },
 323         { 0x0347, 0x00 },
 324         { 0x0348, 0x00 },
 325         { 0x0349, 0x00 },
 326         { 0x034A, 0x00 },
 327         { 0x034B, 0x00 },
 328         { 0x034C, 0x00 },
 329         { 0x034D, 0x00 },
 330         { 0x034E, 0x00 },
 331         { 0x034F, 0x00 },
 332         { 0x0350, 0x00 },
 333         { 0x0351, 0x00 },
 334         { 0x0352, 0x00 },
 335         { 0x0353, 0x00 },
 336         { 0x0354, 0x00 },
 337         { 0x0355, 0x00 },
 338         { 0x0356, 0x00 },
 339         { 0x0357, 0x00 },
 340         { 0x0358, 0x00 }, /* Nx_FSTEPW (Frequency step) end */
 341         { 0x0359, 0x00 }, /* Nx_DELAY */
 342         { 0x035A, 0x00 },
 343         { 0x035B, 0x00 },
 344         { 0x035C, 0x00 },
 345         { 0x035D, 0x00 },
 346         { 0x035E, 0x00 },
 347         { 0x035F, 0x00 },
 348         { 0x0360, 0x00 },
 349         { 0x0361, 0x00 },
 350         { 0x0362, 0x00 }, /* Nx_DELAY end */
 351         { 0x0802, 0x00 }, /* Not in datasheet */
 352         { 0x0803, 0x00 }, /* Not in datasheet */
 353         { 0x0804, 0x00 }, /* Not in datasheet */
 354         { 0x090E, 0x02 }, /* XAXB_EXTCLK_EN=0 XAXB_PDNB=1 (use XTAL) */
 355         { 0x091C, 0x04 }, /* ZDM_EN=4 (Normal mode) */
 356         { 0x0949, 0x00 }, /* IN_EN (disable input clocks) */
 357         { 0x094A, 0x00 }, /* INx_TO_PFD_EN (disabled) */
 358         { 0x0A02, 0x00 }, /* Not in datasheet */
 359         { 0x0B44, 0x0F }, /* PDIV_ENB (datasheet does not mention what it is) */
 360         { 0x0B57, 0x10 }, /* VCO_RESET_CALCODE (not described in datasheet) */
 361         { 0x0B58, 0x05 }, /* VCO_RESET_CALCODE (not described in datasheet) */
 362 };
 363
 364 /* Read and interpret a 44-bit followed by a 32-bit value in the regmap */
 365 static int si5341_decode_44_32(struct regmap *regmap, unsigned int reg,
 366         u64 *val1, u32 *val2)
 367 {
 368         int err;
 369         u8 r[10];
 370
 371         err = regmap_bulk_read(regmap, reg, r, 10);
 372         if (err < 0)
 373                 return err;
 374
 375         *val1 = ((u64)((r[5] & 0x0f) << 8 | r[4]) << 32) |
 376                  (get_unaligned_le32(r));
 377         *val2 = get_unaligned_le32(&r[6]);
 378
 379         return 0;
 380 }
 381
 382 static int si5341_encode_44_32(struct regmap *regmap, unsigned int reg,
 383         u64 n_num, u32 n_den)
 384 {
 385         u8 r[10];
 386
 387         /* Shift left as far as possible without overflowing */
 388         while (!(n_num & BIT_ULL(43)) && !(n_den & BIT(31))) {
 389                 n_num <<= 1;
 390                 n_den <<= 1;
 391         }
 392
 393         /* 44 bits (6 bytes) numerator */
 394         put_unaligned_le32(n_num, r);
 395         r[4] = (n_num >> 32) & 0xff;
 396         r[5] = (n_num >> 40) & 0x0f;
 397         /* 32 bits denominator */
 398         put_unaligned_le32(n_den, &r[6]);
 399
 400         /* Program the fraction */
 401         return regmap_bulk_write(regmap, reg, r, sizeof(r));
 402 }
 403
 404 /* VCO, we assume it runs at a constant frequency */
 405 static unsigned long si5341_clk_recalc_rate(struct clk_hw *hw,
 406                 unsigned long parent_rate)
 407 {
 408         struct clk_si5341 *data = to_clk_si5341(hw);
 409         int err;
 410         u64 res;
 411         u64 m_num;
 412         u32 m_den;
 413         unsigned int shift;
 414
 415         /* Assume that PDIV is not being used, just read the PLL setting */
 416         err = si5341_decode_44_32(data->regmap, SI5341_PLL_M_NUM,
 417                                 &m_num, &m_den);
 418         if (err < 0)
 419                 return 0;
 420
 421         if (!m_num || !m_den)
 422                 return 0;
 423
 424         /*
 425          * Though m_num is 64-bit, only the upper bits are actually used. While
 426          * calculating m_num and m_den, they are shifted as far as possible to
 427          * the left. To avoid 96-bit division here, we just shift them back so
 428          * we can do with just 64 bits.
 429          */
 430         shift = 0;
 431         res = m_num;
 432         while (res & 0xffff00000000ULL) {
 433                 ++shift;
 434                 res >>= 1;
 435         }
 436         res *= parent_rate;
 437         do_div(res, (m_den >> shift));
 438
 439         /* We cannot return the actual frequency in 32 bit, store it locally */
 440         data->freq_vco = res;
 441
 442         /* Report kHz since the value is out of range */
 443         do_div(res, 1000);
 444
 445         return (unsigned long)res;
 446 }
 447
 448 static int si5341_clk_get_selected_input(struct clk_si5341 *data)
 449 {
 450         int err;
 451         u32 val;
 452
 453         err = regmap_read(data->regmap, SI5341_IN_SEL, &val);
 454         if (err < 0)
 455                 return err;
 456
 457         return (val & SI5341_IN_SEL_MASK) >> SI5341_IN_SEL_SHIFT;
 458 }
 459
 460 static u8 si5341_clk_get_parent(struct clk_hw *hw)
 461 {
 462         struct clk_si5341 *data = to_clk_si5341(hw);
 463         int res = si5341_clk_get_selected_input(data);
 464
 465         if (res < 0)
 466                 return 0; /* Apparently we cannot report errors */
 467
 468         return res;
 469 }
 470
 471 static int si5341_clk_reparent(struct clk_si5341 *data, u8 index)
 472 {
 473         int err;
 474         u8 val;
 475
 476         val = (index << SI5341_IN_SEL_SHIFT) & SI5341_IN_SEL_MASK;
 477         /* Enable register-based input selection */
 478         val |= SI5341_IN_SEL_REGCTRL;
 479
 480         err = regmap_update_bits(data->regmap,
 481                 SI5341_IN_SEL, SI5341_IN_SEL_REGCTRL | SI5341_IN_SEL_MASK, val);
 482         if (err < 0)
 483                 return err;
 484
 485         if (index < 3) {
 486                 /* Enable input buffer for selected input */
 487                 err = regmap_update_bits(data->regmap,
 488                                 SI5341_IN_EN, 0x07, BIT(index));
 489                 if (err < 0)
 490                         return err;
 491
 492                 /* Enables the input to phase detector */
 493                 err = regmap_update_bits(data->regmap, SI5341_INX_TO_PFD_EN,
 494                                 0x7 << SI5341_INX_TO_PFD_SHIFT,
 495                                 BIT(index + SI5341_INX_TO_PFD_SHIFT));
 496                 if (err < 0)
 497                         return err;
 498
 499                 /* Power down XTAL oscillator and buffer */
 500                 err = regmap_update_bits(data->regmap, SI5341_XAXB_CFG,
 501                                 SI5341_XAXB_CFG_PDNB, 0);
 502                 if (err < 0)
 503                         return err;
 504
 505                 /*
 506                  * Set the P divider to "1". There's no explanation in the
 507                  * datasheet of these registers, but the clockbuilder software
 508                  * programs a "1" when the input is being used.
 509                  */
 510                 err = regmap_write(data->regmap, SI5341_IN_PDIV(index), 1);
 511                 if (err < 0)
 512                         return err;
 513
 514                 err = regmap_write(data->regmap, SI5341_IN_PSET(index), 1);
 515                 if (err < 0)
 516                         return err;
 517
 518                 /* Set update PDIV bit */
 519                 err = regmap_write(data->regmap, SI5341_PX_UPD, BIT(index));
 520                 if (err < 0)
 521                         return err;
 522         } else {
 523                 /* Disable all input buffers */
 524                 err = regmap_update_bits(data->regmap, SI5341_IN_EN, 0x07, 0);
 525                 if (err < 0)
 526                         return err;
 527
 528                 /* Disable input to phase detector */
 529                 err = regmap_update_bits(data->regmap, SI5341_INX_TO_PFD_EN,
 530                                 0x7 << SI5341_INX_TO_PFD_SHIFT, 0);
 531                 if (err < 0)
 532                         return err;
 533
 534                 /* Power up XTAL oscillator and buffer, select clock mode */
 535                 err = regmap_update_bits(data->regmap, SI5341_XAXB_CFG,
 536                                 SI5341_XAXB_CFG_PDNB | SI5341_XAXB_CFG_EXTCLK_EN,
 537                                 SI5341_XAXB_CFG_PDNB | (data->xaxb_ext_clk ?
 538                                         SI5341_XAXB_CFG_EXTCLK_EN : 0));
 539                 if (err < 0)
 540                         return err;
 541         }
 542
 543         return 0;
 544 }
 545
 546 static int si5341_clk_set_parent(struct clk_hw *hw, u8 index)
 547 {
 548         struct clk_si5341 *data = to_clk_si5341(hw);
 549
 550         return si5341_clk_reparent(data, index);
 551 }
 552
 553 static const struct clk_ops si5341_clk_ops = {
 554         .set_parent = si5341_clk_set_parent,
 555         .get_parent = si5341_clk_get_parent,
 556         .recalc_rate = si5341_clk_recalc_rate,
 557 };
 558
 559 /* Synthesizers, there are 5 synthesizers that connect to any of the outputs */
 560
 561 /* The synthesizer is on if all power and enable bits are set */
 562 static int si5341_synth_clk_is_on(struct clk_hw *hw)
 563 {
 564         struct clk_si5341_synth *synth = to_clk_si5341_synth(hw);
 565         int err;
 566         u32 val;
 567         u8 index = synth->index;
 568
 569         err = regmap_read(synth->data->regmap,
 570                         SI5341_SYNTH_N_CLK_TO_OUTX_EN, &val);
 571         if (err < 0)
 572                 return 0;
 573
 574         if (!(val & BIT(index)))
 575                 return 0;
 576
 577         err = regmap_read(synth->data->regmap, SI5341_SYNTH_N_PDNB, &val);
 578         if (err < 0)
 579                 return 0;
 580
 581         if (!(val & BIT(index)))
 582                 return 0;
 583
 584         /* This bit must be 0 for the synthesizer to receive clock input */
 585         err = regmap_read(synth->data->regmap, SI5341_SYNTH_N_CLK_DIS, &val);
 586         if (err < 0)
 587                 return 0;
 588
 589         return !(val & BIT(index));
 590 }
 591
 592 static void si5341_synth_clk_unprepare(struct clk_hw *hw)
 593 {
 594         struct clk_si5341_synth *synth = to_clk_si5341_synth(hw);
 595         u8 index = synth->index; /* In range 0..5 */
 596         u8 mask = BIT(index);
 597
 598         /* Disable output */
 599         regmap_update_bits(synth->data->regmap,
 600                 SI5341_SYNTH_N_CLK_TO_OUTX_EN, mask, 0);
 601         /* Power down */
 602         regmap_update_bits(synth->data->regmap,
 603                 SI5341_SYNTH_N_PDNB, mask, 0);
 604         /* Disable clock input to synth (set to 1 to disable) */
 605         regmap_update_bits(synth->data->regmap,
 606                 SI5341_SYNTH_N_CLK_DIS, mask, mask);
 607 }
 608
 609 static int si5341_synth_clk_prepare(struct clk_hw *hw)
 610 {
 611         struct clk_si5341_synth *synth = to_clk_si5341_synth(hw);
 612         int err;
 613         u8 index = synth->index;
 614         u8 mask = BIT(index);
 615
 616         /* Power up */
 617         err = regmap_update_bits(synth->data->regmap,
 618                 SI5341_SYNTH_N_PDNB, mask, mask);
 619         if (err < 0)
 620                 return err;
 621
 622         /* Enable clock input to synth (set bit to 0 to enable) */
 623         err = regmap_update_bits(synth->data->regmap,
 624                 SI5341_SYNTH_N_CLK_DIS, mask, 0);
 625         if (err < 0)
 626                 return err;
 627
 628         /* Enable output */
 629         return regmap_update_bits(synth->data->regmap,
 630                 SI5341_SYNTH_N_CLK_TO_OUTX_EN, mask, mask);
 631 }
 632
 633 /* Synth clock frequency: Fvco * n_den / n_den, with Fvco in 13500-14256 MHz */
 634 static unsigned long si5341_synth_clk_recalc_rate(struct clk_hw *hw,
 635                 unsigned long parent_rate)
 636 {
 637         struct clk_si5341_synth *synth = to_clk_si5341_synth(hw);
 638         u64 f;
 639         u64 n_num;
 640         u32 n_den;
 641         int err;
 642
 643         err = si5341_decode_44_32(synth->data->regmap,
 644                         SI5341_SYNTH_N_NUM(synth->index), &n_num, &n_den);
 645         if (err < 0)
 646                 return err;
 647         /* Check for bogus/uninitialized settings */
 648         if (!n_num || !n_den)
 649                 return 0;
 650
 651         /*
 652          * n_num and n_den are shifted left as much as possible, so to prevent
 653          * overflow in 64-bit math, we shift n_den 4 bits to the right
 654          */
 655         f = synth->data->freq_vco;
 656         f *= n_den >> 4;
 657
 658         /* Now we need to to 64-bit division: f/n_num */
 659         /* And compensate for the 4 bits we dropped */
 660         f = div64_u64(f, (n_num >> 4));
 661
 662         return f;
 663 }
 664
 665 static long si5341_synth_clk_round_rate(struct clk_hw *hw, unsigned long rate,
 666                 unsigned long *parent_rate)
 667 {
 668         struct clk_si5341_synth *synth = to_clk_si5341_synth(hw);
 669         u64 f;
 670
 671         /* The synthesizer accuracy is such that anything in range will work */
 672         f = synth->data->freq_vco;
 673         do_div(f, SI5341_SYNTH_N_MAX);
 674         if (rate < f)
 675                 return f;
 676
 677         f = synth->data->freq_vco;
 678         do_div(f, SI5341_SYNTH_N_MIN);
 679         if (rate > f)
 680                 return f;
 681
 682         return rate;
 683 }
 684
 685 static int si5341_synth_program(struct clk_si5341_synth *synth,
 686         u64 n_num, u32 n_den, bool is_integer)
 687 {
 688         int err;
 689         u8 index = synth->index;
 690
 691         err = si5341_encode_44_32(synth->data->regmap,
 692                         SI5341_SYNTH_N_NUM(index), n_num, n_den);
 693
 694         err = regmap_update_bits(synth->data->regmap,
 695                 SI5341_SYNTH_N_PIBYP, BIT(index), is_integer ? BIT(index) : 0);
 696         if (err < 0)
 697                 return err;
 698
 699         return regmap_write(synth->data->regmap,
 700                 SI5341_SYNTH_N_UPD(index), 0x01);
 701 }
 702
 703
 704 static int si5341_synth_clk_set_rate(struct clk_hw *hw, unsigned long rate,
 705                 unsigned long parent_rate)
 706 {
 707         struct clk_si5341_synth *synth = to_clk_si5341_synth(hw);
 708         u64 n_num;
 709         u32 n_den;
 710         u32 r;
 711         u32 g;
 712         bool is_integer;
 713
 714         n_num = synth->data->freq_vco;
 715
 716         /* see if there's an integer solution */
 717         r = do_div(n_num, rate);
 718         is_integer = (r == 0);
 719         if (is_integer) {
 720                 /* Integer divider equal to n_num */
 721                 n_den = 1;
 722         } else {
 723                 /* Calculate a fractional solution */
 724                 g = gcd(r, rate);
 725                 n_den = rate / g;
 726                 n_num *= n_den;
 727                 n_num += r / g;
 728         }
 729
 730         dev_dbg(&synth->data->i2c_client->dev,
 731                         "%s(%u): n=0x%llx d=0x%x %s\n", __func__,
 732                                 synth->index, n_num, n_den,
 733                                 is_integer ? "int" : "frac");
 734
 735         return si5341_synth_program(synth, n_num, n_den, is_integer);
 736 }
 737
 738 static const struct clk_ops si5341_synth_clk_ops = {
 739         .is_prepared = si5341_synth_clk_is_on,
 740         .prepare = si5341_synth_clk_prepare,
 741         .unprepare = si5341_synth_clk_unprepare,
 742         .recalc_rate = si5341_synth_clk_recalc_rate,
 743         .round_rate = si5341_synth_clk_round_rate,
 744         .set_rate = si5341_synth_clk_set_rate,
 745 };
 746
 747 static int si5341_output_clk_is_on(struct clk_hw *hw)
 748 {
 749         struct clk_si5341_output *output = to_clk_si5341_output(hw);
 750         int err;
 751         u32 val;
 752
 753         err = regmap_read(output->data->regmap,
 754                         SI5341_OUT_CONFIG(output), &val);
 755         if (err < 0)
 756                 return err;
 757
 758         /* Bit 0=PDN, 1=OE so only a value of 0x2 enables the output */
 759         return (val & 0x03) == SI5341_OUT_CFG_OE;
 760 }
 761
 762 /* Disables and then powers down the output */
 763 static void si5341_output_clk_unprepare(struct clk_hw *hw)
 764 {
 765         struct clk_si5341_output *output = to_clk_si5341_output(hw);
 766
 767         regmap_update_bits(output->data->regmap,
 768                         SI5341_OUT_CONFIG(output),
 769                         SI5341_OUT_CFG_OE, 0);
 770         regmap_update_bits(output->data->regmap,
 771                         SI5341_OUT_CONFIG(output),
 772                         SI5341_OUT_CFG_PDN, SI5341_OUT_CFG_PDN);
 773 }
 774
 775 /* Powers up and then enables the output */
 776 static int si5341_output_clk_prepare(struct clk_hw *hw)
 777 {
 778         struct clk_si5341_output *output = to_clk_si5341_output(hw);
 779         int err;
 780
 781         err = regmap_update_bits(output->data->regmap,
 782                         SI5341_OUT_CONFIG(output),
 783                         SI5341_OUT_CFG_PDN, 0);
 784         if (err < 0)
 785                 return err;
 786
 787         return regmap_update_bits(output->data->regmap,
 788                         SI5341_OUT_CONFIG(output),
 789                         SI5341_OUT_CFG_OE, SI5341_OUT_CFG_OE);
 790 }
 791
 792 static unsigned long si5341_output_clk_recalc_rate(struct clk_hw *hw,
 793                 unsigned long parent_rate)
 794 {
 795         struct clk_si5341_output *output = to_clk_si5341_output(hw);
 796         int err;
 797         u32 val;
 798         u32 r_divider;
 799         u8 r[3];
 800
 801         err = regmap_bulk_read(output->data->regmap,
 802                         SI5341_OUT_R_REG(output), r, 3);
 803         if (err < 0)
 804                 return err;
 805
 806         /* Calculate value as 24-bit integer*/
 807         r_divider = r[2] << 16 | r[1] << 8 | r[0];
 808
 809         /* If Rx_REG is zero, the divider is disabled, so return a "0" rate */
 810         if (!r_divider)
 811                 return 0;
 812
 813         /* Divider is 2*(Rx_REG+1) */
 814         r_divider += 1;
 815         r_divider <<= 1;
 816
 817         err = regmap_read(output->data->regmap,
 818                         SI5341_OUT_CONFIG(output), &val);
 819         if (err < 0)
 820                 return err;
 821
 822         if (val & SI5341_OUT_CFG_RDIV_FORCE2)
 823                 r_divider = 2;
 824
 825         return parent_rate / r_divider;
 826 }
 827
 828 static long si5341_output_clk_round_rate(struct clk_hw *hw, unsigned long rate,
 829                 unsigned long *parent_rate)
 830 {
 831         unsigned long r;
 832
 833         if (!rate)
 834                 return 0;
 835
 836         r = *parent_rate >> 1;
 837
 838         /* If rate is an even divisor, no changes to parent required */
 839         if (r && !(r % rate))
 840                 return (long)rate;
 841
 842         if (clk_hw_get_flags(hw) & CLK_SET_RATE_PARENT) {
 843                 if (rate > 200000000) {
 844                         /* minimum r-divider is 2 */
 845                         r = 2;
 846                 } else {
 847                         /* Take a parent frequency near 400 MHz */
 848                         r = (400000000u / rate) & ~1;
 849                 }
 850                 *parent_rate = r * rate;
 851         } else {
 852                 /* We cannot change our parent's rate, report what we can do */
 853                 r /= rate;
 854                 rate = *parent_rate / (r << 1);
 855         }
 856
 857         return rate;
 858 }
 859
 860 static int si5341_output_clk_set_rate(struct clk_hw *hw, unsigned long rate,
 861                 unsigned long parent_rate)
 862 {
 863         struct clk_si5341_output *output = to_clk_si5341_output(hw);
 864         u32 r_div;
 865         int err;
 866         u8 r[3];
 867
 868         if (!rate)
 869                 return -EINVAL;
 870
 871         /* Frequency divider is (r_div + 1) * 2 */
 872         r_div = (parent_rate / rate) >> 1;
 873
 874         if (r_div <= 1)
 875                 r_div = 0;
 876         else if (r_div >= BIT(24))
 877                 r_div = BIT(24) - 1;
 878         else
 879                 --r_div;
 880
 881         /* For a value of "2", we set the "OUT0_RDIV_FORCE2" bit */
 882         err = regmap_update_bits(output->data->regmap,
 883                         SI5341_OUT_CONFIG(output),
 884                         SI5341_OUT_CFG_RDIV_FORCE2,
 885                         (r_div == 0) ? SI5341_OUT_CFG_RDIV_FORCE2 : 0);
 886         if (err < 0)
 887                 return err;
 888
 889         /* Always write Rx_REG, because a zero value disables the divider */
 890         r[0] = r_div ? (r_div & 0xff) : 1;
 891         r[1] = (r_div >> 8) & 0xff;
 892         r[2] = (r_div >> 16) & 0xff;
 893         err = regmap_bulk_write(output->data->regmap,
 894                         SI5341_OUT_R_REG(output), r, 3);
 895
 896         return 0;
 897 }
 898
 899 static int si5341_output_reparent(struct clk_si5341_output *output, u8 index)
 900 {
 901         return regmap_update_bits(output->data->regmap,
 902                 SI5341_OUT_MUX_SEL(output), 0x07, index);
 903 }
 904
 905 static int si5341_output_set_parent(struct clk_hw *hw, u8 index)
 906 {
 907         struct clk_si5341_output *output = to_clk_si5341_output(hw);
 908
 909         if (index >= output->data->num_synth)
 910                 return -EINVAL;
 911
 912         return si5341_output_reparent(output, index);
 913 }
 914
 915 static u8 si5341_output_get_parent(struct clk_hw *hw)
 916 {
 917         struct clk_si5341_output *output = to_clk_si5341_output(hw);
 918         u32 val;
 919
 920         regmap_read(output->data->regmap, SI5341_OUT_MUX_SEL(output), &val);
 921
 922         return val & 0x7;
 923 }
 924
 925 static const struct clk_ops si5341_output_clk_ops = {
 926         .is_prepared = si5341_output_clk_is_on,
 927         .prepare = si5341_output_clk_prepare,
 928         .unprepare = si5341_output_clk_unprepare,
 929         .recalc_rate = si5341_output_clk_recalc_rate,
 930         .round_rate = si5341_output_clk_round_rate,
 931         .set_rate = si5341_output_clk_set_rate,
 932         .set_parent = si5341_output_set_parent,
 933         .get_parent = si5341_output_get_parent,
 934 };
 935
 936 /*
 937  * The chip can be bought in a pre-programmed version, or one can program the
 938  * NVM in the chip to boot up in a preset mode. This routine tries to determine
 939  * if that's the case, or if we need to reset and program everything from
 940  * scratch. Returns negative error, or true/false.
 941  */
 942 static int si5341_is_programmed_already(struct clk_si5341 *data)
 943 {
 944         int err;
 945         u8 r[4];
 946
 947         /* Read the PLL divider value, it must have a non-zero value */
 948         err = regmap_bulk_read(data->regmap, SI5341_PLL_M_DEN,
 949                         r, ARRAY_SIZE(r));
 950         if (err < 0)
 951                 return err;
 952
 953         return !!get_unaligned_le32(r);
 954 }
 955
 956 static struct clk_hw *
 957 of_clk_si5341_get(struct of_phandle_args *clkspec, void *_data)
 958 {
 959         struct clk_si5341 *data = _data;
 960         unsigned int idx = clkspec->args[1];
 961         unsigned int group = clkspec->args[0];
 962
 963         switch (group) {
 964         case 0:
 965                 if (idx >= data->num_outputs) {
 966                         dev_err(&data->i2c_client->dev,
 967                                 "invalid output index %u\n", idx);
 968                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 969                 }
 970                 return &data->clk[idx].hw;
 971         case 1:
 972                 if (idx >= data->num_synth) {
 973                         dev_err(&data->i2c_client->dev,
 974                                 "invalid synthesizer index %u\n", idx);
 975                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 976                 }
 977                 return &data->synth[idx].hw;
 978         case 2:
 979                 if (idx > 0) {
 980                         dev_err(&data->i2c_client->dev,
 981                                 "invalid PLL index %u\n", idx);
 982                         return ERR_PTR(-EINVAL);
 983                 }
 984                 return &data->hw;
 985         default:
 986                 dev_err(&data->i2c_client->dev, "invalid group %u\n", group);
 987                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 988         }
 989 }
 990
 991 static int si5341_probe_chip_id(struct clk_si5341 *data)
 992 {
 993         int err;
 994         u8 reg[4];
 995         u16 model;
 996
 997         err = regmap_bulk_read(data->regmap, SI5341_PN_BASE, reg,
 998                                 ARRAY_SIZE(reg));
 999         if (err < 0) {
1000                 dev_err(&data->i2c_client->dev, "Failed to read chip ID\n");
1001                 return err;
1002         }
1003
1004         model = get_unaligned_le16(reg);
1005
1006         dev_info(&data->i2c_client->dev, "Chip: %x Grade: %u Rev: %u\n",
1007                  model, reg[2], reg[3]);
1008
1009         switch (model) {
1010         case 0x5340:
1011                 data->num_outputs = SI5340_MAX_NUM_OUTPUTS;
1012                 data->num_synth = SI5340_NUM_SYNTH;
1013                 data->reg_output_offset = si5340_reg_output_offset;
1014                 data->reg_rdiv_offset = si5340_reg_rdiv_offset;
1015                 break;
1016         case 0x5341:
1017                 data->num_outputs = SI5341_MAX_NUM_OUTPUTS;
1018                 data->num_synth = SI5341_NUM_SYNTH;
1019                 data->reg_output_offset = si5341_reg_output_offset;
1020                 data->reg_rdiv_offset = si5341_reg_rdiv_offset;
1021                 break;
1022         case 0x5342:
1023                 data->num_outputs = SI5342_MAX_NUM_OUTPUTS;
1024                 data->num_synth = SI5342_NUM_SYNTH;
1025                 data->reg_output_offset = si5340_reg_output_offset;
1026                 data->reg_rdiv_offset = si5340_reg_rdiv_offset;
1027                 break;
1028         case 0x5344:
1029                 data->num_outputs = SI5344_MAX_NUM_OUTPUTS;
1030                 data->num_synth = SI5344_NUM_SYNTH;
1031                 data->reg_output_offset = si5340_reg_output_offset;
1032                 data->reg_rdiv_offset = si5340_reg_rdiv_offset;
1033                 break;
1034         case 0x5345:
1035                 data->num_outputs = SI5345_MAX_NUM_OUTPUTS;
1036                 data->num_synth = SI5345_NUM_SYNTH;
1037                 data->reg_output_offset = si5341_reg_output_offset;
1038                 data->reg_rdiv_offset = si5341_reg_rdiv_offset;
1039                 break;
1040         default:
1041                 dev_err(&data->i2c_client->dev, "Model '%x' not supported\n",
1042                         model);
1043                 return -EINVAL;
1044         }
1045
1046         data->chip_id = model;
1047
1048         return 0;
1049 }
1050
1051 /* Read active settings into the regmap cache for later reference */
1052 static int si5341_read_settings(struct clk_si5341 *data)
1053 {
1054         int err;
1055         u8 i;
1056         u8 r[10];
1057
1058         err = regmap_bulk_read(data->regmap, SI5341_PLL_M_NUM, r, 10);
1059         if (err < 0)
1060                 return err;
1061
1062         err = regmap_bulk_read(data->regmap,
1063                                 SI5341_SYNTH_N_CLK_TO_OUTX_EN, r, 3);
1064         if (err < 0)
1065                 return err;
1066
1067         err = regmap_bulk_read(data->regmap,
1068                                 SI5341_SYNTH_N_CLK_DIS, r, 1);
1069         if (err < 0)
1070                 return err;
1071
1072         for (i = 0; i < data->num_synth; ++i) {
1073                 err = regmap_bulk_read(data->regmap,
1074                                         SI5341_SYNTH_N_NUM(i), r, 10);
1075                 if (err < 0)
1076                         return err;
1077         }
1078
1079         for (i = 0; i < data->num_outputs; ++i) {
1080                 err = regmap_bulk_read(data->regmap,
1081                                         data->reg_output_offset[i], r, 4);
1082                 if (err < 0)
1083                         return err;
1084
1085                 err = regmap_bulk_read(data->regmap,
1086                                         data->reg_rdiv_offset[i], r, 3);
1087                 if (err < 0)
1088                         return err;
1089         }
1090
1091         return 0;
1092 }
1093
1094 static int si5341_write_multiple(struct clk_si5341 *data,
1095         const struct si5341_reg_default *values, unsigned int num_values)
1096 {
1097         unsigned int i;
1098         int res;
1099
1100         for (i = 0; i < num_values; ++i) {
1101                 res = regmap_write(data->regmap,
1102                         values[i].address, values[i].value);
1103                 if (res < 0) {
1104                         dev_err(&data->i2c_client->dev,
1105                                 "Failed to write %#x:%#x\n",
1106                                 values[i].address, values[i].value);
1107                         return res;
1108                 }
1109         }
1110
1111         return 0;
1112 }
1113
1114 static const struct si5341_reg_default si5341_preamble[] = {
1115         { 0x0B25, 0x00 },
1116         { 0x0502, 0x01 },
1117         { 0x0505, 0x03 },
1118         { 0x0957, 0x17 },
1119         { 0x0B4E, 0x1A },
1120 };
1121
1122 static const struct si5341_reg_default si5345_preamble[] = {
1123         { 0x0B25, 0x00 },
1124         { 0x0540, 0x01 },
1125 };
1126
1127 static int si5341_send_preamble(struct clk_si5341 *data)
1128 {
1129         int res;
1130         u32 revision;
1131
1132         /* For revision 2 and up, the values are slightly different */
1133         res = regmap_read(data->regmap, SI5341_DEVICE_REV, &revision);
1134         if (res < 0)
1135                 return res;
1136
1137         /* Write "preamble" as specified by datasheet */
1138         res = regmap_write(data->regmap, 0xB24, revision < 2 ? 0xD8 : 0xC0);
1139         if (res < 0)
1140                 return res;
1141
1142         /* The si5342..si5345 require a different preamble */
1143         if (data->chip_id > 0x5341)
1144                 res = si5341_write_multiple(data,
1145                         si5345_preamble, ARRAY_SIZE(si5345_preamble));
1146         else
1147                 res = si5341_write_multiple(data,
1148                         si5341_preamble, ARRAY_SIZE(si5341_preamble));
1149         if (res < 0)
1150                 return res;
1151
1152         /* Datasheet specifies a 300ms wait after sending the preamble */
1153         msleep(300);
1154
1155         return 0;
1156 }
1157
1158 /* Perform a soft reset and write post-amble */
1159 static int si5341_finalize_defaults(struct clk_si5341 *data)
1160 {
1161         int res;
1162         u32 revision;
1163
1164         res = regmap_write(data->regmap, SI5341_IO_VDD_SEL,
1165                            data->iovdd_33 ? 1 : 0);
1166         if (res < 0)
1167                 return res;
1168
1169         res = regmap_read(data->regmap, SI5341_DEVICE_REV, &revision);
1170         if (res < 0)
1171                 return res;
1172
1173         dev_dbg(&data->i2c_client->dev, "%s rev=%u\n", __func__, revision);
1174
1175         res = regmap_write(data->regmap, SI5341_SOFT_RST, 0x01);
1176         if (res < 0)
1177                 return res;
1178
1179         /* The si5342..si5345 have an additional post-amble */
1180         if (data->chip_id > 0x5341) {
1181                 res = regmap_write(data->regmap, 0x540, 0x0);
1182                 if (res < 0)
1183                         return res;
1184         }
1185
1186         /* Datasheet does not explain these nameless registers */
1187         res = regmap_write(data->regmap, 0xB24, revision < 2 ? 0xDB : 0xC3);
1188         if (res < 0)
1189                 return res;
1190         res = regmap_write(data->regmap, 0x0B25, 0x02);
1191         if (res < 0)
1192                 return res;
1193
1194         return 0;
1195 }
1196
1197
1198 static const struct regmap_range si5341_regmap_volatile_range[] = {
1199         regmap_reg_range(0x000C, 0x0012), /* Status */
1200         regmap_reg_range(0x001C, 0x001E), /* reset, finc/fdec */
1201         regmap_reg_range(0x00E2, 0x00FE), /* NVM, interrupts, device ready */
1202         /* Update bits for P divider and synth config */
1203         regmap_reg_range(SI5341_PX_UPD, SI5341_PX_UPD),
1204         regmap_reg_range(SI5341_SYNTH_N_UPD(0), SI5341_SYNTH_N_UPD(0)),
1205         regmap_reg_range(SI5341_SYNTH_N_UPD(1), SI5341_SYNTH_N_UPD(1)),
1206         regmap_reg_range(SI5341_SYNTH_N_UPD(2), SI5341_SYNTH_N_UPD(2)),
1207         regmap_reg_range(SI5341_SYNTH_N_UPD(3), SI5341_SYNTH_N_UPD(3)),
1208         regmap_reg_range(SI5341_SYNTH_N_UPD(4), SI5341_SYNTH_N_UPD(4)),
1209 };
1210
1211 static const struct regmap_access_table si5341_regmap_volatile = {
1212         .yes_ranges = si5341_regmap_volatile_range,
1213         .n_yes_ranges = ARRAY_SIZE(si5341_regmap_volatile_range),
1214 };
1215
1216 /* Pages 0, 1, 2, 3, 9, A, B are valid, so there are 12 pages */
1217 static const struct regmap_range_cfg si5341_regmap_ranges[] = {
1218         {
1219                 .range_min = 0,
1220                 .range_max = SI5341_REGISTER_MAX,
1221                 .selector_reg = SI5341_PAGE,
1222                 .selector_mask = 0xff,
1223                 .selector_shift = 0,
1224                 .window_start = 0,
1225                 .window_len = 256,
1226         },
1227 };
1228
1229 static int si5341_wait_device_ready(struct i2c_client *client)
1230 {
1231         int count;
1232
1233         /* Datasheet warns: Any attempt to read or write any register other
1234          * than DEVICE_READY before DEVICE_READY reads as 0x0F may corrupt the
1235          * NVM programming and may corrupt the register contents, as they are
1236          * read from NVM. Note that this includes accesses to the PAGE register.
1237          * Also: DEVICE_READY is available on every register page, so no page
1238          * change is needed to read it.
1239          * Do this outside regmap to avoid automatic PAGE register access.
1240          * May take up to 300ms to complete.
1241          */
1242         for (count = 0; count < 15; ++count) {
1243                 s32 result = i2c_smbus_read_byte_data(client,
1244                                                       SI5341_DEVICE_READY);
1245                 if (result < 0)
1246                         return result;
1247                 if (result == 0x0F)
1248                         return 0;
1249                 msleep(20);
1250         }
1251         dev_err(&client->dev, "timeout waiting for DEVICE_READY\n");
1252         return -EIO;
1253 }
1254
1255 static const struct regmap_config si5341_regmap_config = {
1256         .reg_bits = 8,
1257         .val_bits = 8,
1258         .cache_type = REGCACHE_RBTREE,
1259         .ranges = si5341_regmap_ranges,
1260         .num_ranges = ARRAY_SIZE(si5341_regmap_ranges),
1261         .max_register = SI5341_REGISTER_MAX,
1262         .volatile_table = &si5341_regmap_volatile,
1263 };
1264
1265 static int si5341_dt_parse_dt(struct clk_si5341 *data,
1266                               struct clk_si5341_output_config *config)
1267 {
1268         struct device_node *child;
1269         struct device_node *np = data->i2c_client->dev.of_node;
1270         u32 num;
1271         u32 val;
1272
1273         memset(config, 0, sizeof(struct clk_si5341_output_config) *
1274                                 SI5341_MAX_NUM_OUTPUTS);
1275
1276         for_each_child_of_node(np, child) {
1277                 if (of_property_read_u32(child, "reg", &num)) {
1278                         dev_err(&data->i2c_client->dev, "missing reg property of %s\n",
1279                                 child->name);
1280                         goto put_child;
1281                 }
1282
1283                 if (num >= SI5341_MAX_NUM_OUTPUTS) {
1284                         dev_err(&data->i2c_client->dev, "invalid clkout %d\n", num);
1285                         goto put_child;
1286                 }
1287
1288                 if (!of_property_read_u32(child, "silabs,format", &val)) {
1289                         /* Set cm and ampl conservatively to 3v3 settings */
1290                         switch (val) {
1291                         case 1: /* normal differential */
1292                                 config[num].out_cm_ampl_bits = 0x33;
1293                                 break;
1294                         case 2: /* low-power differential */
1295                                 config[num].out_cm_ampl_bits = 0x13;
1296                                 break;
1297                         case 4: /* LVCMOS */
1298                                 config[num].out_cm_ampl_bits = 0x33;
1299                                 /* Set SI recommended impedance for LVCMOS */
1300                                 config[num].out_format_drv_bits |= 0xc0;
1301                                 break;
1302                         default:
1303                                 dev_err(&data->i2c_client->dev,
1304                                         "invalid silabs,format %u for %u\n",
1305                                         val, num);
1306                                 goto put_child;
1307                         }
1308                         config[num].out_format_drv_bits &= ~0x07;
1309                         config[num].out_format_drv_bits |= val & 0x07;
1310                         /* Always enable the SYNC feature */
1311                         config[num].out_format_drv_bits |= 0x08;
1312                 }
1313
1314                 if (!of_property_read_u32(child, "silabs,common-mode", &val)) {
1315                         if (val > 0xf) {
1316                                 dev_err(&data->i2c_client->dev,
1317                                         "invalid silabs,common-mode %u\n",
1318                                         val);
1319                                 goto put_child;
1320                         }
1321                         config[num].out_cm_ampl_bits &= 0xf0;
1322                         config[num].out_cm_ampl_bits |= val & 0x0f;
1323                 }
1324
1325                 if (!of_property_read_u32(child, "silabs,amplitude", &val)) {
1326                         if (val > 0xf) {
1327                                 dev_err(&data->i2c_client->dev,
1328                                         "invalid silabs,amplitude %u\n",
1329                                         val);
1330                                 goto put_child;
1331                         }
1332                         config[num].out_cm_ampl_bits &= 0x0f;
1333                         config[num].out_cm_ampl_bits |= (val << 4) & 0xf0;
1334                 }
1335
1336                 if (of_property_read_bool(child, "silabs,disable-high"))
1337                         config[num].out_format_drv_bits |= 0x10;
1338
1339                 config[num].synth_master =
1340                         of_property_read_bool(child, "silabs,synth-master");
1341
1342                 config[num].always_on =
1343                         of_property_read_bool(child, "always-on");
1344
1345                 config[num].vdd_sel_bits = 0x08;
1346                 if (data->clk[num].vddo_reg) {
1347                         int vdd = regulator_get_voltage(data->clk[num].vddo_reg);
1348
1349                         switch (vdd) {
1350                         case 3300000:
1351                                 config[num].vdd_sel_bits |= 0 << 4;
1352                                 break;
1353                         case 1800000:
1354                                 config[num].vdd_sel_bits |= 1 << 4;
1355                                 break;
1356                         case 2500000:
1357                                 config[num].vdd_sel_bits |= 2 << 4;
1358                                 break;
1359                         default:
1360                                 dev_err(&data->i2c_client->dev,
1361                                         "unsupported vddo voltage %d for %s\n",
1362                                         vdd, child->name);
1363                                 goto put_child;
1364                         }
1365                 } else {
1366                         /* chip seems to default to 2.5V when not set */
1367                         dev_warn(&data->i2c_client->dev,
1368                                 "no regulator set, defaulting vdd_sel to 2.5V for %s\n",
1369                                 child->name);
1370                         config[num].vdd_sel_bits |= 2 << 4;
1371                 }
1372         }
1373
1374         return 0;
1375
1376 put_child:
1377         of_node_put(child);
1378         return -EINVAL;
1379 }
1380
1381 /*
1382  * If not pre-configured, calculate and set the PLL configuration manually.
1383  * For low-jitter performance, the PLL should be set such that the synthesizers
1384  * only need integer division.
1385  * Without any user guidance, we'll set the PLL to 14GHz, which still allows
1386  * the chip to generate any frequency on its outputs, but jitter performance
1387  * may be sub-optimal.
1388  */
1389 static int si5341_initialize_pll(struct clk_si5341 *data)
1390 {
1391         struct device_node *np = data->i2c_client->dev.of_node;
1392         u32 m_num = 0;
1393         u32 m_den = 0;
1394         int sel;
1395
1396         if (of_property_read_u32(np, "silabs,pll-m-num", &m_num)) {
1397                 dev_err(&data->i2c_client->dev,
1398                         "PLL configuration requires silabs,pll-m-num\n");
1399         }
1400         if (of_property_read_u32(np, "silabs,pll-m-den", &m_den)) {
1401                 dev_err(&data->i2c_client->dev,
1402                         "PLL configuration requires silabs,pll-m-den\n");
1403         }
1404
1405         if (!m_num || !m_den) {
1406                 dev_err(&data->i2c_client->dev,
1407                         "PLL configuration invalid, assume 14GHz\n");
1408                 sel = si5341_clk_get_selected_input(data);
1409                 if (sel < 0)
1410                         return sel;
1411
1412                 m_den = clk_get_rate(data->input_clk[sel]) / 10;
1413                 m_num = 1400000000;
1414         }
1415
1416         return si5341_encode_44_32(data->regmap,
1417                         SI5341_PLL_M_NUM, m_num, m_den);
1418 }
1419
1420 static int si5341_clk_select_active_input(struct clk_si5341 *data)
1421 {
1422         int res;
1423         int err;
1424         int i;
1425
1426         res = si5341_clk_get_selected_input(data);
1427         if (res < 0)
1428                 return res;
1429
1430         /* If the current register setting is invalid, pick the first input */
1431         if (!data->input_clk[res]) {
1432                 dev_dbg(&data->i2c_client->dev,
1433                         "Input %d not connected, rerouting\n", res);
1434                 res = -ENODEV;
1435                 for (i = 0; i < SI5341_NUM_INPUTS; ++i) {
1436                         if (data->input_clk[i]) {
1437                                 res = i;
1438                                 break;
1439                         }
1440                 }
1441                 if (res < 0) {
1442                         dev_err(&data->i2c_client->dev,
1443                                 "No clock input available\n");
1444                         return res;
1445                 }
1446         }
1447
1448         /* Make sure the selected clock is also enabled and routed */
1449         err = si5341_clk_reparent(data, res);
1450         if (err < 0)
1451                 return err;
1452
1453         err = clk_prepare_enable(data->input_clk[res]);
1454         if (err < 0)
1455                 return err;
1456
1457         return res;
1458 }
1459
1460 static ssize_t input_present_show(struct device *dev,
1461                                   struct device_attribute *attr,
1462                                   char *buf)
1463 {
1464         struct clk_si5341 *data = dev_get_drvdata(dev);
1465         u32 status;
1466         int res = regmap_read(data->regmap, SI5341_STATUS, &status);
1467
1468         if (res < 0)
1469                 return res;
1470         res = !(status & SI5341_STATUS_LOSREF);
1471         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", res);
1472 }
1473 static DEVICE_ATTR_RO(input_present);
1474
1475 static ssize_t input_present_sticky_show(struct device *dev,
1476                                          struct device_attribute *attr,
1477                                          char *buf)
1478 {
1479         struct clk_si5341 *data = dev_get_drvdata(dev);
1480         u32 status;
1481         int res = regmap_read(data->regmap, SI5341_STATUS_STICKY, &status);
1482
1483         if (res < 0)
1484                 return res;
1485         res = !(status & SI5341_STATUS_LOSREF);
1486         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", res);
1487 }
1488 static DEVICE_ATTR_RO(input_present_sticky);
1489
1490 static ssize_t pll_locked_show(struct device *dev,
1491                                struct device_attribute *attr,
1492                                char *buf)
1493 {
1494         struct clk_si5341 *data = dev_get_drvdata(dev);
1495         u32 status;
1496         int res = regmap_read(data->regmap, SI5341_STATUS, &status);
1497
1498         if (res < 0)
1499                 return res;
1500         res = !(status & SI5341_STATUS_LOL);
1501         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", res);
1502 }
1503 static DEVICE_ATTR_RO(pll_locked);
1504
1505 static ssize_t pll_locked_sticky_show(struct device *dev,
1506                                       struct device_attribute *attr,
1507                                       char *buf)
1508 {
1509         struct clk_si5341 *data = dev_get_drvdata(dev);
1510         u32 status;
1511         int res = regmap_read(data->regmap, SI5341_STATUS_STICKY, &status);
1512
1513         if (res < 0)
1514                 return res;
1515         res = !(status & SI5341_STATUS_LOL);
1516         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", res);
1517 }
1518 static DEVICE_ATTR_RO(pll_locked_sticky);
1519
1520 static ssize_t clear_sticky_store(struct device *dev,
1521                                   struct device_attribute *attr,
1522                                   const char *buf, size_t count)
1523 {
1524         struct clk_si5341 *data = dev_get_drvdata(dev);
1525         long val;
1526
1527         if (kstrtol(buf, 10, &val))
1528                 return -EINVAL;
1529         if (val) {
1530                 int res = regmap_write(data->regmap, SI5341_STATUS_STICKY, 0);
1531
1532                 if (res < 0)
1533                         return res;
1534         }
1535         return count;
1536 }
1537 static DEVICE_ATTR_WO(clear_sticky);
1538
1539 static const struct attribute *si5341_attributes[] = {
1540         &dev_attr_input_present.attr,
1541         &dev_attr_input_present_sticky.attr,
1542         &dev_attr_pll_locked.attr,
1543         &dev_attr_pll_locked_sticky.attr,
1544         &dev_attr_clear_sticky.attr,
1545         NULL
1546 };
1547
1548 static int si5341_probe(struct i2c_client *client,
1549                 const struct i2c_device_id *id)
1550 {
1551         struct clk_si5341 *data;
1552         struct clk_init_data init;
1553         struct clk *input;
1554         const char *root_clock_name;
1555         const char *synth_clock_names[SI5341_NUM_SYNTH];
1556         int err;
1557         unsigned int i;
1558         struct clk_si5341_output_config config[SI5341_MAX_NUM_OUTPUTS];
1559         bool initialization_required;
1560         u32 status;
1561
1562         data = devm_kzalloc(&client->dev, sizeof(*data), GFP_KERNEL);
1563         if (!data)
1564                 return -ENOMEM;
1565
1566         data->i2c_client = client;
1567
1568         /* Must be done before otherwise touching hardware */
1569         err = si5341_wait_device_ready(client);
1570         if (err)
1571                 return err;
1572
1573         for (i = 0; i < SI5341_NUM_INPUTS; ++i) {
1574                 input = devm_clk_get(&client->dev, si5341_input_clock_names[i]);
1575                 if (IS_ERR(input)) {
1576                         if (PTR_ERR(input) == -EPROBE_DEFER)
1577                                 return -EPROBE_DEFER;
1578                         data->input_clk_name[i] = si5341_input_clock_names[i];
1579                 } else {
1580                         data->input_clk[i] = input;
1581                         data->input_clk_name[i] = __clk_get_name(input);
1582                 }
1583         }
1584
1585         for (i = 0; i < SI5341_MAX_NUM_OUTPUTS; ++i) {
1586                 char reg_name[10];
1587
1588                 snprintf(reg_name, sizeof(reg_name), "vddo%d", i);
1589                 data->clk[i].vddo_reg = devm_regulator_get_optional(
1590                         &client->dev, reg_name);
1591                 if (IS_ERR(data->clk[i].vddo_reg)) {
1592                         err = PTR_ERR(data->clk[i].vddo_reg);
1593                         data->clk[i].vddo_reg = NULL;
1594                         if (err == -ENODEV)
1595                                 continue;
1596                         goto cleanup;
1597                 } else {
1598                         err = regulator_enable(data->clk[i].vddo_reg);
1599                         if (err) {
1600                                 dev_err(&client->dev,
1601                                         "failed to enable %s regulator: %d\n",
1602                                         reg_name, err);
1603                                 data->clk[i].vddo_reg = NULL;
1604                                 goto cleanup;
1605                         }
1606                 }
1607         }
1608
1609         err = si5341_dt_parse_dt(data, config);
1610         if (err)
1611                 goto cleanup;
1612
1613         if (of_property_read_string(client->dev.of_node, "clock-output-names",
1614                         &init.name))
1615                 init.name = client->dev.of_node->name;
1616         root_clock_name = init.name;
1617
1618         data->regmap = devm_regmap_init_i2c(client, &si5341_regmap_config);
1619         if (IS_ERR(data->regmap)) {
1620                 err = PTR_ERR(data->regmap);
1621                 goto cleanup;
1622         }
1623
1624         i2c_set_clientdata(client, data);
1625
1626         err = si5341_probe_chip_id(data);
1627         if (err < 0)
1628                 goto cleanup;
1629
1630         if (of_property_read_bool(client->dev.of_node, "silabs,reprogram")) {
1631                 initialization_required = true;
1632         } else {
1633                 err = si5341_is_programmed_already(data);
1634                 if (err < 0)
1635                         goto cleanup;
1636
1637                 initialization_required = !err;
1638         }
1639         data->xaxb_ext_clk = of_property_read_bool(client->dev.of_node,
1640                                                    "silabs,xaxb-ext-clk");
1641         data->iovdd_33 = of_property_read_bool(client->dev.of_node,
1642                                                "silabs,iovdd-33");
1643
1644         if (initialization_required) {
1645                 /* Populate the regmap cache in preparation for "cache only" */
1646                 err = si5341_read_settings(data);
1647                 if (err < 0)
1648                         goto cleanup;
1649
1650                 err = si5341_send_preamble(data);
1651                 if (err < 0)
1652                         goto cleanup;
1653
1654                 /*
1655                  * We intend to send all 'final' register values in a single
1656                  * transaction. So cache all register writes until we're done
1657                  * configuring.
1658                  */
1659                 regcache_cache_only(data->regmap, true);
1660
1661                 /* Write the configuration pairs from the firmware blob */
1662                 err = si5341_write_multiple(data, si5341_reg_defaults,
1663                                         ARRAY_SIZE(si5341_reg_defaults));
1664                 if (err < 0)
1665                         goto cleanup;
1666         }
1667
1668         /* Input must be up and running at this point */
1669         err = si5341_clk_select_active_input(data);
1670         if (err < 0)
1671                 goto cleanup;
1672
1673         if (initialization_required) {
1674                 /* PLL configuration is required */
1675                 err = si5341_initialize_pll(data);
1676                 if (err < 0)
1677                         goto cleanup;
1678         }
1679
1680         /* Register the PLL */
1681         init.parent_names = data->input_clk_name;
1682         init.num_parents = SI5341_NUM_INPUTS;
1683         init.ops = &si5341_clk_ops;
1684         init.flags = 0;
1685         data->hw.init = &init;
1686
1687         err = devm_clk_hw_register(&client->dev, &data->hw);
1688         if (err) {
1689                 dev_err(&client->dev, "clock registration failed\n");
1690                 goto cleanup;
1691         }
1692
1693         init.num_parents = 1;
1694         init.parent_names = &root_clock_name;
1695         init.ops = &si5341_synth_clk_ops;
1696         for (i = 0; i < data->num_synth; ++i) {
1697                 synth_clock_names[i] = devm_kasprintf(&client->dev, GFP_KERNEL,
1698                                 "%s.N%u", client->dev.of_node->name, i);
1699                 init.name = synth_clock_names[i];
1700                 data->synth[i].index = i;
1701                 data->synth[i].data = data;
1702                 data->synth[i].hw.init = &init;
1703                 err = devm_clk_hw_register(&client->dev, &data->synth[i].hw);
1704                 if (err) {
1705                         dev_err(&client->dev,
1706                                 "synth N%u registration failed\n", i);
1707                 }
1708         }
1709
1710         init.num_parents = data->num_synth;
1711         init.parent_names = synth_clock_names;
1712         init.ops = &si5341_output_clk_ops;
1713         for (i = 0; i < data->num_outputs; ++i) {
1714                 init.name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s.%d",
1715                         client->dev.of_node->name, i);
1716                 init.flags = config[i].synth_master ? CLK_SET_RATE_PARENT : 0;
1717                 data->clk[i].index = i;
1718                 data->clk[i].data = data;
1719                 data->clk[i].hw.init = &init;
1720                 if (config[i].out_format_drv_bits & 0x07) {
1721                         regmap_write(data->regmap,
1722                                 SI5341_OUT_FORMAT(&data->clk[i]),
1723                                 config[i].out_format_drv_bits);
1724                         regmap_write(data->regmap,
1725                                 SI5341_OUT_CM(&data->clk[i]),
1726                                 config[i].out_cm_ampl_bits);
1727                         regmap_update_bits(data->regmap,
1728                                 SI5341_OUT_MUX_SEL(&data->clk[i]),
1729                                 SI5341_OUT_MUX_VDD_SEL_MASK,
1730                                 config[i].vdd_sel_bits);
1731                 }
1732                 err = devm_clk_hw_register(&client->dev, &data->clk[i].hw);
1733                 kfree(init.name); /* clock framework made a copy of the name */
1734                 if (err) {
1735                         dev_err(&client->dev,
1736                                 "output %u registration failed\n", i);
1737                         goto cleanup;
1738                 }
1739                 if (config[i].always_on)
1740                         clk_prepare(data->clk[i].hw.clk);
1741         }
1742
1743         err = devm_of_clk_add_hw_provider(&client->dev, of_clk_si5341_get,
1744                         data);
1745         if (err) {
1746                 dev_err(&client->dev, "unable to add clk provider\n");
1747                 goto cleanup;
1748         }
1749
1750         if (initialization_required) {
1751                 /* Synchronize */
1752                 regcache_cache_only(data->regmap, false);
1753                 err = regcache_sync(data->regmap);
1754                 if (err < 0)
1755                         goto cleanup;
1756
1757                 err = si5341_finalize_defaults(data);
1758                 if (err < 0)
1759                         goto cleanup;
1760         }
1761
1762         /* wait for device to report input clock present and PLL lock */
1763         err = regmap_read_poll_timeout(data->regmap, SI5341_STATUS, status,
1764                 !(status & (SI5341_STATUS_LOSREF | SI5341_STATUS_LOL)),
1765                10000, 250000);
1766         if (err) {
1767                 dev_err(&client->dev, "Error waiting for input clock or PLL lock\n");
1768                 goto cleanup;
1769         }
1770
1771         /* clear sticky alarm bits from initialization */
1772         err = regmap_write(data->regmap, SI5341_STATUS_STICKY, 0);
1773         if (err) {
1774                 dev_err(&client->dev, "unable to clear sticky status\n");
1775                 goto cleanup;
1776         }
1777
1778         err = sysfs_create_files(&client->dev.kobj, si5341_attributes);
1779         if (err) {
1780                 dev_err(&client->dev, "unable to create sysfs files\n");
1781                 goto cleanup;
1782         }
1783
1784         /* Free the names, clk framework makes copies */
1785         for (i = 0; i < data->num_synth; ++i)
1786                  devm_kfree(&client->dev, (void *)synth_clock_names[i]);
1787
1788         return 0;
1789
1790 cleanup:
1791         for (i = 0; i < SI5341_MAX_NUM_OUTPUTS; ++i) {
1792                 if (data->clk[i].vddo_reg)
1793                         regulator_disable(data->clk[i].vddo_reg);
1794         }
1795         return err;
1796 }
1797
1798 static int si5341_remove(struct i2c_client *client)
1799 {
1800         struct clk_si5341 *data = i2c_get_clientdata(client);
1801         int i;
1802
1803         sysfs_remove_files(&client->dev.kobj, si5341_attributes);
1804
1805         for (i = 0; i < SI5341_MAX_NUM_OUTPUTS; ++i) {
1806                 if (data->clk[i].vddo_reg)
1807                         regulator_disable(data->clk[i].vddo_reg);
1808         }
1809
1810         return 0;
1811 }
1812
1813 static const struct i2c_device_id si5341_id[] = {
1814         { "si5340", 0 },
1815         { "si5341", 1 },
1816         { "si5342", 2 },
1817         { "si5344", 4 },
1818         { "si5345", 5 },
1819         { }
1820 };
1821 MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, si5341_id);
1822
1823 static const struct of_device_id clk_si5341_of_match[] = {
1824         { .compatible = "silabs,si5340" },
1825         { .compatible = "silabs,si5341" },
1826         { .compatible = "silabs,si5342" },
1827         { .compatible = "silabs,si5344" },
1828         { .compatible = "silabs,si5345" },
1829         { }
1830 };
1831 MODULE_DEVICE_TABLE(of, clk_si5341_of_match);
1832
1833 static struct i2c_driver si5341_driver = {
1834         .driver = {
1835                 .name = "si5341",
1836                 .of_match_table = clk_si5341_of_match,
1837         },
1838         .probe          = si5341_probe,
1839         .remove         = si5341_remove,
1840         .id_table       = si5341_id,
1841 };
1842 module_i2c_driver(si5341_driver);
1843
1844 MODULE_AUTHOR("Mike Looijmans <mike.looijmans@topic.nl>");
1845 MODULE_DESCRIPTION("Si5341 driver");
1846 MODULE_LICENSE("GPL");