arch/arm/mach-pxa/cpufreq-pxa2xx.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm/mach-pxa/cpufreq-pxa2xx.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2002,2003 Intrinsyc Software
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  *
  20  * History:
  21  *   31-Jul-2002 : Initial version [FB]
  22  *   29-Jan-2003 : added PXA255 support [FB]
  23  *   20-Apr-2003 : ported to v2.5 (Dustin McIntire, Sensoria Corp.)
  24  *
  25  * Note:
  26  *   This driver may change the memory bus clock rate, but will not do any
  27  *   platform specific access timing changes... for example if you have flash
  28  *   memory connected to CS0, you will need to register a platform specific
  29  *   notifier which will adjust the memory access strobes to maintain a
  30  *   minimum strobe width.
  31  *
  32  */
  33
  34 #include <linux/kernel.h>
  35 #include <linux/module.h>
  36 #include <linux/sched.h>
  37 #include <linux/init.h>
  38 #include <linux/cpufreq.h>
  39
  40 #include <mach/hardware.h>
  41 #include <mach/pxa-regs.h>
  42 #include <mach/pxa2xx-regs.h>
  43
  44 #ifdef DEBUG
  45 static unsigned int freq_debug;
  46 module_param(freq_debug, uint, 0);
  47 MODULE_PARM_DESC(freq_debug, "Set the debug messages to on=1/off=0");
  48 #else
  49 #define freq_debug  0
  50 #endif
  51
  52 static unsigned int pxa27x_maxfreq;
  53 module_param(pxa27x_maxfreq, uint, 0);
  54 MODULE_PARM_DESC(pxa27x_maxfreq, "Set the pxa27x maxfreq in MHz"
  55                  "(typically 624=>pxa270, 416=>pxa271, 520=>pxa272)");
  56
  57 typedef struct {
  58         unsigned int khz;
  59         unsigned int membus;
  60         unsigned int cccr;
  61         unsigned int div2;
  62         unsigned int cclkcfg;
  63 } pxa_freqs_t;
  64
  65 /* Define the refresh period in mSec for the SDRAM and the number of rows */
  66 #define SDRAM_TREF      64      /* standard 64ms SDRAM */
  67 static unsigned int sdram_rows;
  68
  69 #define CCLKCFG_TURBO           0x1
  70 #define CCLKCFG_FCS             0x2
  71 #define CCLKCFG_HALFTURBO       0x4
  72 #define CCLKCFG_FASTBUS         0x8
  73 #define MDREFR_DB2_MASK         (MDREFR_K2DB2 | MDREFR_K1DB2)
  74 #define MDREFR_DRI_MASK         0xFFF
  75
  76 #define MDCNFG_DRAC2(mdcnfg) (((mdcnfg) >> 21) & 0x3)
  77 #define MDCNFG_DRAC0(mdcnfg) (((mdcnfg) >> 5) & 0x3)
  78
  79 /*
  80  * PXA255 definitions
  81  */
  82 /* Use the run mode frequencies for the CPUFREQ_POLICY_PERFORMANCE policy */
  83 #define CCLKCFG                 CCLKCFG_TURBO | CCLKCFG_FCS
  84
  85 static pxa_freqs_t pxa255_run_freqs[] =
  86 {
  87         /* CPU   MEMBUS  CCCR  DIV2 CCLKCFG        run  turbo PXbus SDRAM */
  88         { 99500,  99500, 0x121, 1,  CCLKCFG},   /*  99,   99,   50,   50  */
  89         {132700, 132700, 0x123, 1,  CCLKCFG},   /* 133,  133,   66,   66  */
  90         {199100,  99500, 0x141, 0,  CCLKCFG},   /* 199,  199,   99,   99  */
  91         {265400, 132700, 0x143, 1,  CCLKCFG},   /* 265,  265,  133,   66  */
  92         {331800, 165900, 0x145, 1,  CCLKCFG},   /* 331,  331,  166,   83  */
  93         {398100,  99500, 0x161, 0,  CCLKCFG},   /* 398,  398,  196,   99  */
  94 };
  95
  96 /* Use the turbo mode frequencies for the CPUFREQ_POLICY_POWERSAVE policy */
  97 static pxa_freqs_t pxa255_turbo_freqs[] =
  98 {
  99         /* CPU   MEMBUS  CCCR  DIV2 CCLKCFG        run  turbo PXbus SDRAM */
 100         { 99500, 99500,  0x121, 1,  CCLKCFG},   /*  99,   99,   50,   50  */
 101         {199100, 99500,  0x221, 0,  CCLKCFG},   /*  99,  199,   50,   99  */
 102         {298500, 99500,  0x321, 0,  CCLKCFG},   /*  99,  287,   50,   99  */
 103         {298600, 99500,  0x1c1, 0,  CCLKCFG},   /* 199,  287,   99,   99  */
 104         {398100, 99500,  0x241, 0,  CCLKCFG},   /* 199,  398,   99,   99  */
 105 };
 106
 107 #define NUM_PXA25x_RUN_FREQS ARRAY_SIZE(pxa255_run_freqs)
 108 #define NUM_PXA25x_TURBO_FREQS ARRAY_SIZE(pxa255_turbo_freqs)
 109
 110 static struct cpufreq_frequency_table
 111         pxa255_run_freq_table[NUM_PXA25x_RUN_FREQS+1];
 112 static struct cpufreq_frequency_table
 113         pxa255_turbo_freq_table[NUM_PXA25x_TURBO_FREQS+1];
 114
 115 static unsigned int pxa255_turbo_table;
 116 module_param(pxa255_turbo_table, uint, 0);
 117 MODULE_PARM_DESC(pxa255_turbo_table, "Selects the frequency table (0 = run table, !0 = turbo table)");
 118
 119 /*
 120  * PXA270 definitions
 121  *
 122  * For the PXA27x:
 123  * Control variables are A, L, 2N for CCCR; B, HT, T for CLKCFG.
 124  *
 125  * A = 0 => memory controller clock from table 3-7,
 126  * A = 1 => memory controller clock = system bus clock
 127  * Run mode frequency   = 13 MHz * L
 128  * Turbo mode frequency = 13 MHz * L * N
 129  * System bus frequency = 13 MHz * L / (B + 1)
 130  *
 131  * In CCCR:
 132  * A = 1
 133  * L = 16         oscillator to run mode ratio
 134  * 2N = 6         2 * (turbo mode to run mode ratio)
 135  *
 136  * In CCLKCFG:
 137  * B = 1          Fast bus mode
 138  * HT = 0         Half-Turbo mode
 139  * T = 1          Turbo mode
 140  *
 141  * For now, just support some of the combinations in table 3-7 of
 142  * PXA27x Processor Family Developer's Manual to simplify frequency
 143  * change sequences.
 144  */
 145 #define PXA27x_CCCR(A, L, N2) (A << 25 | N2 << 7 | L)
 146 #define CCLKCFG2(B, HT, T) \
 147   (CCLKCFG_FCS | \
 148    ((B)  ? CCLKCFG_FASTBUS : 0) | \
 149    ((HT) ? CCLKCFG_HALFTURBO : 0) | \
 150    ((T)  ? CCLKCFG_TURBO : 0))
 151
 152 static pxa_freqs_t pxa27x_freqs[] = {
 153         {104000, 104000, PXA27x_CCCR(1,  8, 2), 0, CCLKCFG2(1, 0, 1)},
 154         {156000, 104000, PXA27x_CCCR(1,  8, 6), 0, CCLKCFG2(1, 1, 1)},
 155         {208000, 208000, PXA27x_CCCR(0, 16, 2), 1, CCLKCFG2(0, 0, 1)},
 156         {312000, 208000, PXA27x_CCCR(1, 16, 3), 1, CCLKCFG2(1, 0, 1)},
 157         {416000, 208000, PXA27x_CCCR(1, 16, 4), 1, CCLKCFG2(1, 0, 1)},
 158         {520000, 208000, PXA27x_CCCR(1, 16, 5), 1, CCLKCFG2(1, 0, 1)},
 159         {624000, 208000, PXA27x_CCCR(1, 16, 6), 1, CCLKCFG2(1, 0, 1)}
 160 };
 161
 162 #define NUM_PXA27x_FREQS ARRAY_SIZE(pxa27x_freqs)
 163 static struct cpufreq_frequency_table
 164         pxa27x_freq_table[NUM_PXA27x_FREQS+1];
 165
 166 extern unsigned get_clk_frequency_khz(int info);
 167
 168 static void find_freq_tables(struct cpufreq_frequency_table **freq_table,
 169                              pxa_freqs_t **pxa_freqs)
 170 {
 171         if (cpu_is_pxa25x()) {
 172                 if (!pxa255_turbo_table) {
 173                         *pxa_freqs = pxa255_run_freqs;
 174                         *freq_table = pxa255_run_freq_table;
 175                 } else {
 176                         *pxa_freqs = pxa255_turbo_freqs;
 177                         *freq_table = pxa255_turbo_freq_table;
 178                 }
 179         }
 180         if (cpu_is_pxa27x()) {
 181                 *pxa_freqs = pxa27x_freqs;
 182                 *freq_table = pxa27x_freq_table;
 183         }
 184 }
 185
 186 static void pxa27x_guess_max_freq(void)
 187 {
 188         if (!pxa27x_maxfreq) {
 189                 pxa27x_maxfreq = 416000;
 190                 printk(KERN_INFO "PXA CPU 27x max frequency not defined "
 191                        "(pxa27x_maxfreq), assuming pxa271 with %dkHz maxfreq\n",
 192                        pxa27x_maxfreq);
 193         } else {
 194                 pxa27x_maxfreq *= 1000;
 195         }
 196 }
 197
 198 static void init_sdram_rows(void)
 199 {
 200         uint32_t mdcnfg = MDCNFG;
 201         unsigned int drac2 = 0, drac0 = 0;
 202
 203         if (mdcnfg & (MDCNFG_DE2 | MDCNFG_DE3))
 204                 drac2 = MDCNFG_DRAC2(mdcnfg);
 205
 206         if (mdcnfg & (MDCNFG_DE0 | MDCNFG_DE1))
 207                 drac0 = MDCNFG_DRAC0(mdcnfg);
 208
 209         sdram_rows = 1 << (11 + max(drac0, drac2));
 210 }
 211
 212 static u32 mdrefr_dri(unsigned int freq)
 213 {
 214         u32 dri = 0;
 215
 216         if (cpu_is_pxa25x())
 217                 dri = ((freq * SDRAM_TREF) / (sdram_rows * 32));
 218         if (cpu_is_pxa27x())
 219                 dri = ((freq * SDRAM_TREF) / (sdram_rows - 31)) / 32;
 220         return dri;
 221 }
 222
 223 /* find a valid frequency point */
 224 static int pxa_verify_policy(struct cpufreq_policy *policy)
 225 {
 226         struct cpufreq_frequency_table *pxa_freqs_table;
 227         pxa_freqs_t *pxa_freqs;
 228         int ret;
 229
 230         find_freq_tables(&pxa_freqs_table, &pxa_freqs);
 231         ret = cpufreq_frequency_table_verify(policy, pxa_freqs_table);
 232
 233         if (freq_debug)
 234                 pr_debug("Verified CPU policy: %dKhz min to %dKhz max\n",
 235                          policy->min, policy->max);
 236
 237         return ret;
 238 }
 239
 240 static unsigned int pxa_cpufreq_get(unsigned int cpu)
 241 {
 242         return get_clk_frequency_khz(0);
 243 }
 244
 245 static int pxa_set_target(struct cpufreq_policy *policy,
 246                           unsigned int target_freq,
 247                           unsigned int relation)
 248 {
 249         struct cpufreq_frequency_table *pxa_freqs_table;
 250         pxa_freqs_t *pxa_freq_settings;
 251         struct cpufreq_freqs freqs;
 252         unsigned int idx;
 253         unsigned long flags;
 254         unsigned int new_freq_cpu, new_freq_mem;
 255         unsigned int unused, preset_mdrefr, postset_mdrefr, cclkcfg;
 256
 257         /* Get the current policy */
 258         find_freq_tables(&pxa_freqs_table, &pxa_freq_settings);
 259
 260         /* Lookup the next frequency */
 261         if (cpufreq_frequency_table_target(policy, pxa_freqs_table,
 262                                            target_freq, relation, &idx)) {
 263                 return -EINVAL;
 264         }
 265
 266         new_freq_cpu = pxa_freq_settings[idx].khz;
 267         new_freq_mem = pxa_freq_settings[idx].membus;
 268         freqs.old = policy->cur;
 269         freqs.new = new_freq_cpu;
 270         freqs.cpu = policy->cpu;
 271
 272         if (freq_debug)
 273                 pr_debug(KERN_INFO "Changing CPU frequency to %d Mhz, "
 274                          "(SDRAM %d Mhz)\n",
 275                          freqs.new / 1000, (pxa_freq_settings[idx].div2) ?
 276                          (new_freq_mem / 2000) : (new_freq_mem / 1000));
 277
 278         /*
 279          * Tell everyone what we're about to do...
 280          * you should add a notify client with any platform specific
 281          * Vcc changing capability
 282          */
 283         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_PRECHANGE);
 284
 285         /* Calculate the next MDREFR.  If we're slowing down the SDRAM clock
 286          * we need to preset the smaller DRI before the change.  If we're
 287          * speeding up we need to set the larger DRI value after the change.
 288          */
 289         preset_mdrefr = postset_mdrefr = MDREFR;
 290         if ((MDREFR & MDREFR_DRI_MASK) > mdrefr_dri(new_freq_mem)) {
 291                 preset_mdrefr = (preset_mdrefr & ~MDREFR_DRI_MASK);
 292                 preset_mdrefr |= mdrefr_dri(new_freq_mem);
 293         }
 294         postset_mdrefr =
 295                 (postset_mdrefr & ~MDREFR_DRI_MASK) | mdrefr_dri(new_freq_mem);
 296
 297         /* If we're dividing the memory clock by two for the SDRAM clock, this
 298          * must be set prior to the change.  Clearing the divide must be done
 299          * after the change.
 300          */
 301         if (pxa_freq_settings[idx].div2) {
 302                 preset_mdrefr  |= MDREFR_DB2_MASK;
 303                 postset_mdrefr |= MDREFR_DB2_MASK;
 304         } else {
 305                 postset_mdrefr &= ~MDREFR_DB2_MASK;
 306         }
 307
 308         local_irq_save(flags);
 309
 310         /* Set new the CCCR and prepare CCLKCFG */
 311         CCCR = pxa_freq_settings[idx].cccr;
 312         cclkcfg = pxa_freq_settings[idx].cclkcfg;
 313
 314         asm volatile("                                                  \n\
 315                 ldr     r4, [%1]                /* load MDREFR */       \n\
 316                 b       2f                                              \n\
 317                 .align  5                                               \n\
 318 1:                                                                      \n\
 319                 str     %3, [%1]                /* preset the MDREFR */ \n\
 320                 mcr     p14, 0, %2, c6, c0, 0   /* set CCLKCFG[FCS] */  \n\
 321                 str     %4, [%1]                /* postset the MDREFR */ \n\
 322                                                                         \n\
 323                 b       3f                                              \n\
 324 2:              b       1b                                              \n\
 325 3:              nop                                                     \n\
 326           "
 327                      : "=&r" (unused)
 328                      : "r" (&MDREFR), "r" (cclkcfg),
 329                        "r" (preset_mdrefr), "r" (postset_mdrefr)
 330                      : "r4", "r5");
 331         local_irq_restore(flags);
 332
 333         /*
 334          * Tell everyone what we've just done...
 335          * you should add a notify client with any platform specific
 336          * SDRAM refresh timer adjustments
 337          */
 338         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_POSTCHANGE);
 339
 340         return 0;
 341 }
 342
 343 static __init int pxa_cpufreq_init(struct cpufreq_policy *policy)
 344 {
 345         int i;
 346         unsigned int freq;
 347         struct cpufreq_frequency_table *pxa255_freq_table;
 348         pxa_freqs_t *pxa255_freqs;
 349
 350         /* try to guess pxa27x cpu */
 351         if (cpu_is_pxa27x())
 352                 pxa27x_guess_max_freq();
 353
 354         init_sdram_rows();
 355
 356         /* set default policy and cpuinfo */
 357         policy->cpuinfo.transition_latency = 1000; /* FIXME: 1 ms, assumed */
 358         policy->cur = get_clk_frequency_khz(0);    /* current freq */
 359         policy->min = policy->max = policy->cur;
 360
 361         /* Generate pxa25x the run cpufreq_frequency_table struct */
 362         for (i = 0; i < NUM_PXA25x_RUN_FREQS; i++) {
 363                 pxa255_run_freq_table[i].frequency = pxa255_run_freqs[i].khz;
 364                 pxa255_run_freq_table[i].index = i;
 365         }
 366         pxa255_run_freq_table[i].frequency = CPUFREQ_TABLE_END;
 367
 368         /* Generate pxa25x the turbo cpufreq_frequency_table struct */
 369         for (i = 0; i < NUM_PXA25x_TURBO_FREQS; i++) {
 370                 pxa255_turbo_freq_table[i].frequency =
 371                         pxa255_turbo_freqs[i].khz;
 372                 pxa255_turbo_freq_table[i].index = i;
 373         }
 374         pxa255_turbo_freq_table[i].frequency = CPUFREQ_TABLE_END;
 375
 376         pxa255_turbo_table = !!pxa255_turbo_table;
 377
 378         /* Generate the pxa27x cpufreq_frequency_table struct */
 379         for (i = 0; i < NUM_PXA27x_FREQS; i++) {
 380                 freq = pxa27x_freqs[i].khz;
 381                 if (freq > pxa27x_maxfreq)
 382                         break;
 383                 pxa27x_freq_table[i].frequency = freq;
 384                 pxa27x_freq_table[i].index = i;
 385         }
 386         pxa27x_freq_table[i].frequency = CPUFREQ_TABLE_END;
 387
 388         /*
 389          * Set the policy's minimum and maximum frequencies from the tables
 390          * just constructed.  This sets cpuinfo.mxx_freq, min and max.
 391          */
 392         if (cpu_is_pxa25x()) {
 393                 find_freq_tables(&pxa255_freq_table, &pxa255_freqs);
 394                 pr_info("PXA255 cpufreq using %s frequency table\n",
 395                         pxa255_turbo_table ? "turbo" : "run");
 396                 cpufreq_frequency_table_cpuinfo(policy, pxa255_freq_table);
 397         }
 398         else if (cpu_is_pxa27x())
 399                 cpufreq_frequency_table_cpuinfo(policy, pxa27x_freq_table);
 400
 401         printk(KERN_INFO "PXA CPU frequency change support initialized\n");
 402
 403         return 0;
 404 }
 405
 406 static struct cpufreq_driver pxa_cpufreq_driver = {
 407         .verify = pxa_verify_policy,
 408         .target = pxa_set_target,
 409         .init   = pxa_cpufreq_init,
 410         .get    = pxa_cpufreq_get,
 411         .name   = "PXA2xx",
 412 };
 413
 414 static int __init pxa_cpu_init(void)
 415 {
 416         int ret = -ENODEV;
 417         if (cpu_is_pxa25x() || cpu_is_pxa27x())
 418                 ret = cpufreq_register_driver(&pxa_cpufreq_driver);
 419         return ret;
 420 }
 421
 422 static void __exit pxa_cpu_exit(void)
 423 {
 424         cpufreq_unregister_driver(&pxa_cpufreq_driver);
 425 }
 426
 427
 428 MODULE_AUTHOR("Intrinsyc Software Inc.");
 429 MODULE_DESCRIPTION("CPU frequency changing driver for the PXA architecture");
 430 MODULE_LICENSE("GPL");
 431 module_init(pxa_cpu_init);
 432 module_exit(pxa_cpu_exit);