[ARM] 3992/1: i.MX/MX1 CPU Frequency scaling support
authorPavel Pisa <ppisa@pikron.com>
Wed, 6 Dec 2006 16:25:04 +0000 (17:25 +0100)
committerRussell King <rmk+kernel@arm.linux.org.uk>
Wed, 13 Dec 2006 18:36:02 +0000 (18:36 +0000)
Support to change MX1 CPU frequency at runtime.
Tested on PiKRON's PiMX1 board and seems to be fully
stable up to 200 MHz end even as low as 8 MHz.

Signed-off-by: Pavel Pisa <pisa@cmp.felk.cvut.cz>
Signed-off-by: Russell King <rmk+kernel@arm.linux.org.uk>
arch/arm/Kconfig
arch/arm/mach-imx/Makefile
arch/arm/mach-imx/cpufreq.c [new file with mode: 0644]
include/asm-arm/arch-imx/imx-regs.h

index 1a59110784c69a0ff36c02ba93c1bccaefdf5849..63e7c0c582df39ebd3dd24d2efc705e47b8467bd 100644 (file)
@@ -732,7 +732,7 @@ config XIP_PHYS_ADDR
 
 endmenu
 
-if (ARCH_SA1100 || ARCH_INTEGRATOR || ARCH_OMAP)
+if (ARCH_SA1100 || ARCH_INTEGRATOR || ARCH_OMAP || ARCH_IMX )
 
 menu "CPU Frequency scaling"
 
@@ -759,6 +759,15 @@ config CPU_FREQ_INTEGRATOR
 
          If in doubt, say Y.
 
+config CPU_FREQ_IMX
+       tristate "CPUfreq driver for i.MX CPUs"
+       depends on ARCH_IMX && CPU_FREQ
+       default n
+       help
+         This enables the CPUfreq driver for i.MX CPUs.
+
+         If in doubt, say N.
+
 endmenu
 
 endif
index 0b27d79f2efdaf3d403aa3ac412157646710bdb9..02272aa36e90c69e433b465ab799f08574478a5d 100644 (file)
@@ -9,6 +9,8 @@
 
 obj-y                  += irq.o time.o dma.o generic.o
 
+obj-$(CONFIG_CPU_FREQ_IMX)     += cpufreq.o
+
 # Specific board support
 obj-$(CONFIG_ARCH_MX1ADS) += mx1ads.o
 
diff --git a/arch/arm/mach-imx/cpufreq.c b/arch/arm/mach-imx/cpufreq.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..ac5f998
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,287 @@
+/*
+ * cpu.c: clock scaling for the iMX
+ *
+ * Copyright (C) 2000 2001, The Delft University of Technology
+ * Copyright (c) 2004 Sascha Hauer <sascha@saschahauer.de>
+ * Copyright (C) 2006 Inky Lung <ilung@cwlinux.com>
+ * Copyright (C) 2006 Pavel Pisa, PiKRON <ppisa@pikron.com>
+ *
+ * Based on SA1100 version written by:
+ * - Johan Pouwelse (J.A.Pouwelse@its.tudelft.nl): initial version
+ * - Erik Mouw (J.A.K.Mouw@its.tudelft.nl):
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU General Public License as published by
+ * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
+ * (at your option) any later version.
+ *
+ * This program is distributed in the hope that it will be useful,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+ * GNU General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License
+ * along with this program; if not, write to the Free Software
+ * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
+ *
+ */
+
+/*#define DEBUG*/
+
+#include <linux/kernel.h>
+#include <linux/types.h>
+#include <linux/init.h>
+#include <linux/cpufreq.h>
+#include <asm/system.h>
+
+#include <asm/hardware.h>
+
+#include "generic.h"
+
+#ifndef __val2mfld
+#define __val2mfld(mask,val) (((mask)&~((mask)<<1))*(val)&(mask))
+#endif
+#ifndef __mfld2val
+#define __mfld2val(mask,val) (((val)&(mask))/((mask)&~((mask)<<1)))
+#endif
+
+#define CR_920T_CLOCK_MODE     0xC0000000
+#define CR_920T_FASTBUS_MODE   0x00000000
+#define CR_920T_ASYNC_MODE     0xC0000000
+
+static u32 mpctl0_at_boot;
+
+static void imx_set_async_mode(void)
+{
+       adjust_cr(CR_920T_CLOCK_MODE, CR_920T_ASYNC_MODE);
+}
+
+static void imx_set_fastbus_mode(void)
+{
+       adjust_cr(CR_920T_CLOCK_MODE, CR_920T_FASTBUS_MODE);
+}
+
+static void imx_set_mpctl0(u32 mpctl0)
+{
+       unsigned long flags;
+
+       if (mpctl0 == 0) {
+               local_irq_save(flags);
+               CSCR &= ~CSCR_MPEN;
+               local_irq_restore(flags);
+               return;
+       }
+
+       local_irq_save(flags);
+       MPCTL0 = mpctl0;
+       CSCR |= CSCR_MPEN;
+       local_irq_restore(flags);
+}
+
+/**
+ * imx_compute_mpctl - compute new PLL parameters
+ * @new_mpctl: pointer to location assigned by new PLL control register value
+ * @cur_mpctl: current PLL control register parameters
+ * @freq:      required frequency in Hz
+ * @relation:  is one of %CPUFREQ_RELATION_L (supremum)
+ *             and %CPUFREQ_RELATION_H (infimum)
+ */
+long imx_compute_mpctl(u32 *new_mpctl, u32 cur_mpctl, unsigned long freq, int relation)
+{
+        u32 f_ref = (CSCR & CSCR_SYSTEM_SEL) ? 16000000 : (CLK32 * 512);
+        u32 mfi;
+        u32 mfn;
+        u32 mfd;
+        u32 pd;
+       unsigned long long ll;
+       long l;
+       long quot;
+
+       /* Fdppl=2*Fref*(MFI+MFN/(MFD+1))/(PD+1) */
+       /*  PD=<0,15>, MFD=<1,1023>, MFI=<5,15> MFN=<0,1022> */
+
+       if (cur_mpctl) {
+               mfd = ((cur_mpctl >> 16) & 0x3ff) + 1;
+               pd =  ((cur_mpctl >> 26) & 0xf) + 1;
+       } else {
+               pd=2; mfd=313;
+       }
+
+       /* pd=2; mfd=313; mfi=8; mfn=183; */
+       /* (MFI+MFN/(MFD)) = Fdppl / (2*Fref) * (PD); */
+
+       quot = (f_ref + (1 << 9)) >> 10;
+       l = (freq * pd + quot) / (2 * quot);
+       mfi = l >> 10;
+       mfn = ((l & ((1 << 10) - 1)) * mfd + (1 << 9)) >> 10;
+
+       mfd -= 1;
+       pd -= 1;
+
+       *new_mpctl = ((mfi & 0xf) << 10) | (mfn & 0x3ff) | ((mfd & 0x3ff) << 16)
+               | ((pd & 0xf) << 26);
+
+       ll = 2 * (unsigned long long)f_ref * ( (mfi<<16) + (mfn<<16) / (mfd+1) );
+       quot = (pd+1) * (1<<16);
+       ll += quot / 2;
+       do_div(ll, quot);
+       freq = ll;
+
+       pr_debug(KERN_DEBUG "imx: new PLL parameters pd=%d mfd=%d mfi=%d mfn=%d, freq=%ld\n",
+               pd, mfd, mfi, mfn, freq);
+
+       return freq;
+}
+
+
+static int imx_verify_speed(struct cpufreq_policy *policy)
+{
+       if (policy->cpu != 0)
+               return -EINVAL;
+
+       cpufreq_verify_within_limits(policy, policy->cpuinfo.min_freq, policy->cpuinfo.max_freq);
+
+       return 0;
+}
+
+static unsigned int imx_get_speed(unsigned int cpu)
+{
+       unsigned int freq;
+       unsigned int cr;
+       unsigned int cscr;
+       unsigned int bclk_div;
+
+       if (cpu)
+               return 0;
+
+       cscr = CSCR;
+       bclk_div = __mfld2val(CSCR_BCLK_DIV, cscr) + 1;
+       cr = get_cr();
+
+       if((cr & CR_920T_CLOCK_MODE) == CR_920T_FASTBUS_MODE) {
+               freq = imx_get_system_clk();
+               freq = (freq + bclk_div/2) / bclk_div;
+       } else {
+               freq = imx_get_mcu_clk();
+               if (cscr & CSCR_MPU_PRESC)
+                       freq /= 2;
+       }
+
+       freq = (freq + 500) / 1000;
+
+       return freq;
+}
+
+static int imx_set_target(struct cpufreq_policy *policy,
+                         unsigned int target_freq,
+                         unsigned int relation)
+{
+       struct cpufreq_freqs freqs;
+       u32 mpctl0 = 0;
+       u32 cscr;
+       unsigned long flags;
+       long freq;
+       long sysclk;
+       unsigned int bclk_div = 1;
+
+       freq = target_freq * 1000;
+
+       pr_debug(KERN_DEBUG "imx: requested frequency %ld Hz, mpctl0 at boot 0x%08x\n",
+                       freq, mpctl0_at_boot);
+
+       sysclk = imx_get_system_clk();
+
+       if (freq > sysclk + 1000000) {
+               freq = imx_compute_mpctl(&mpctl0, mpctl0_at_boot, freq, relation);
+               if (freq < 0) {
+                       printk(KERN_WARNING "imx: target frequency %ld Hz cannot be set\n", freq);
+                       return -EINVAL;
+               }
+       } else {
+               if(freq + 1000 < sysclk) {
+                       if (relation == CPUFREQ_RELATION_L)
+                               bclk_div = (sysclk - 1000) / freq;
+                       else
+                               bclk_div = (sysclk + freq + 1000) / freq;
+
+                       if(bclk_div > 16)
+                               bclk_div = 16;
+               }
+               freq = (sysclk + bclk_div / 2) / bclk_div;
+       }
+
+       freqs.old = imx_get_speed(0);
+       freqs.new = (freq + 500) / 1000;
+       freqs.cpu = 0;
+       freqs.flags = 0;
+
+       cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_PRECHANGE);
+
+       local_irq_save(flags);
+
+       imx_set_fastbus_mode();
+
+       imx_set_mpctl0(mpctl0);
+
+       cscr = CSCR;
+       cscr &= ~CSCR_BCLK_DIV;
+       cscr |= __val2mfld(CSCR_BCLK_DIV, bclk_div - 1);
+       CSCR = cscr;
+
+       if(mpctl0) {
+               CSCR |= CSCR_MPLL_RESTART;
+
+               /* Wait until MPLL is stablized */
+               while( CSCR & CSCR_MPLL_RESTART );
+
+               imx_set_async_mode();
+       }
+
+       local_irq_restore(flags);
+
+       cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_POSTCHANGE);
+
+       pr_debug(KERN_INFO "imx: set frequency %ld Hz, running from %s\n",
+                       freq, mpctl0? "MPLL": "SPLL");
+
+       return 0;
+}
+
+static int __init imx_cpufreq_driver_init(struct cpufreq_policy *policy)
+{
+       printk(KERN_INFO "i.MX cpu freq change driver v1.0\n");
+
+       if (policy->cpu != 0)
+               return -EINVAL;
+
+       policy->cur = policy->min = policy->max = imx_get_speed(0);
+       policy->governor = CPUFREQ_DEFAULT_GOVERNOR;
+       policy->cpuinfo.min_freq = 8000;
+       policy->cpuinfo.max_freq = 200000;
+       policy->cpuinfo.transition_latency = CPUFREQ_ETERNAL;
+       return 0;
+}
+
+static struct cpufreq_driver imx_driver = {
+       .flags          = CPUFREQ_STICKY,
+       .verify         = imx_verify_speed,
+       .target         = imx_set_target,
+       .get            = imx_get_speed,
+       .init           = imx_cpufreq_driver_init,
+       .name           = "imx",
+};
+
+static int __init imx_cpufreq_init(void)
+{
+
+       mpctl0_at_boot = 0;
+
+       if((CSCR & CSCR_MPEN) &&
+          ((get_cr() & CR_920T_CLOCK_MODE) != CR_920T_FASTBUS_MODE))
+               mpctl0_at_boot = MPCTL0;
+
+       return cpufreq_register_driver(&imx_driver);
+}
+
+arch_initcall(imx_cpufreq_init);
+
index a6912b3d86710764eca04fc911056e0ad2f9f96a..e56a4e247d62ddc34e95d6f13179c2d31cd30b28 100644 (file)
 
 /* PLL registers */
 #define CSCR   __REG(IMX_PLL_BASE)        /* Clock Source Control Register */
-#define CSCR_SYSTEM_SEL (1<<16)
+#define CSCR_SPLL_RESTART      (1<<22)
+#define CSCR_MPLL_RESTART      (1<<21)
+#define CSCR_SYSTEM_SEL                (1<<16)
+#define CSCR_BCLK_DIV          (0xf<<10)
+#define CSCR_MPU_PRESC         (1<<15)
+#define CSCR_SPEN              (1<<1)
+#define CSCR_MPEN              (1<<0)
 
 #define MPCTL0 __REG(IMX_PLL_BASE + 0x4)  /* MCU PLL Control Register 0 */
 #define MPCTL1 __REG(IMX_PLL_BASE + 0x8)  /* MCU PLL and System Clock Register 1 */
@@ -49,8 +55,6 @@
 #define SPCTL1 __REG(IMX_PLL_BASE + 0x10) /* System PLL Control Register 1 */
 #define PCDR   __REG(IMX_PLL_BASE + 0x20) /* Peripheral Clock Divider Register */
 
-#define CSCR_MPLL_RESTART (1<<21)
-
 /*
  *  GPIO Module and I/O Multiplexer
  *  x = 0..3 for reg_A, reg_B, reg_C, reg_D