xref: /linux/drivers/iio/adc/imx8qxp-adc.c (revision 6c8c1406)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * NXP i.MX8QXP ADC driver
4  *
5  * Based on the work of Haibo Chen <haibo.chen@nxp.com>
6  * The initial developer of the original code is Haibo Chen.
7  * Portions created by Haibo Chen are Copyright (C) 2018 NXP.
8  * All Rights Reserved.
9  *
10  * Copyright (C) 2018 NXP
11  * Copyright (C) 2021 Cai Huoqing
12  */
13 #include <linux/bitfield.h>
14 #include <linux/bits.h>
15 #include <linux/clk.h>
16 #include <linux/completion.h>
17 #include <linux/delay.h>
18 #include <linux/err.h>
19 #include <linux/interrupt.h>
20 #include <linux/io.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/mod_devicetable.h>
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/platform_device.h>
25 #include <linux/pm_runtime.h>
26 #include <linux/regulator/consumer.h>
27 
28 #include <linux/iio/iio.h>
29 
30 #define ADC_DRIVER_NAME		"imx8qxp-adc"
31 
32 /* Register map definition */
33 #define IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL		0x10
34 #define IMX8QXP_ADR_ADC_STAT		0x14
35 #define IMX8QXP_ADR_ADC_IE		0x18
36 #define IMX8QXP_ADR_ADC_DE		0x1c
37 #define IMX8QXP_ADR_ADC_CFG		0x20
38 #define IMX8QXP_ADR_ADC_FCTRL		0x30
39 #define IMX8QXP_ADR_ADC_SWTRIG		0x34
40 #define IMX8QXP_ADR_ADC_TCTRL(tid)	(0xc0 + (tid) * 4)
41 #define IMX8QXP_ADR_ADC_CMDH(cid)	(0x100 + (cid) * 8)
42 #define IMX8QXP_ADR_ADC_CMDL(cid)	(0x104 + (cid) * 8)
43 #define IMX8QXP_ADR_ADC_RESFIFO		0x300
44 #define IMX8QXP_ADR_ADC_TST		0xffc
45 
46 /* ADC bit shift */
47 #define IMX8QXP_ADC_IE_FWMIE_MASK		GENMASK(1, 0)
48 #define IMX8QXP_ADC_CTRL_FIFO_RESET_MASK	BIT(8)
49 #define IMX8QXP_ADC_CTRL_SOFTWARE_RESET_MASK	BIT(1)
50 #define IMX8QXP_ADC_CTRL_ADC_EN_MASK		BIT(0)
51 #define IMX8QXP_ADC_TCTRL_TCMD_MASK		GENMASK(31, 24)
52 #define IMX8QXP_ADC_TCTRL_TDLY_MASK		GENMASK(23, 16)
53 #define IMX8QXP_ADC_TCTRL_TPRI_MASK		GENMASK(15, 8)
54 #define IMX8QXP_ADC_TCTRL_HTEN_MASK		GENMASK(7, 0)
55 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_CSCALE_MASK		GENMASK(13, 8)
56 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_MODE_MASK		BIT(7)
57 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_DIFF_MASK		BIT(6)
58 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_ABSEL_MASK		BIT(5)
59 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_ADCH_MASK		GENMASK(2, 0)
60 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_NEXT_MASK		GENMASK(31, 24)
61 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_LOOP_MASK		GENMASK(23, 16)
62 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_AVGS_MASK		GENMASK(15, 12)
63 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_STS_MASK		BIT(8)
64 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_LWI_MASK		GENMASK(7, 7)
65 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_CMPEN_MASK		GENMASK(0, 0)
66 #define IMX8QXP_ADC_CFG_PWREN_MASK		BIT(28)
67 #define IMX8QXP_ADC_CFG_PUDLY_MASK		GENMASK(23, 16)
68 #define IMX8QXP_ADC_CFG_REFSEL_MASK		GENMASK(7, 6)
69 #define IMX8QXP_ADC_CFG_PWRSEL_MASK		GENMASK(5, 4)
70 #define IMX8QXP_ADC_CFG_TPRICTRL_MASK		GENMASK(3, 0)
71 #define IMX8QXP_ADC_FCTRL_FWMARK_MASK		GENMASK(20, 16)
72 #define IMX8QXP_ADC_FCTRL_FCOUNT_MASK		GENMASK(4, 0)
73 #define IMX8QXP_ADC_RESFIFO_VAL_MASK		GENMASK(18, 3)
74 
75 /* ADC PARAMETER*/
76 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_CHANNEL_SCALE_FULL		GENMASK(5, 0)
77 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_SEL_A_A_B_CHANNEL		0
78 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_STANDARD_RESOLUTION		0
79 #define IMX8QXP_ADC_CMDL_MODE_SINGLE			0
80 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_LWI_INCREMENT_DIS		0
81 #define IMX8QXP_ADC_CMDH_CMPEN_DIS			0
82 #define IMX8QXP_ADC_PAUSE_EN				BIT(31)
83 #define IMX8QXP_ADC_TCTRL_TPRI_PRIORITY_HIGH		0
84 
85 #define IMX8QXP_ADC_TCTRL_HTEN_HW_TIRG_DIS		0
86 
87 #define IMX8QXP_ADC_TIMEOUT		msecs_to_jiffies(100)
88 
89 struct imx8qxp_adc {
90 	struct device *dev;
91 	void __iomem *regs;
92 	struct clk *clk;
93 	struct clk *ipg_clk;
94 	struct regulator *vref;
95 	/* Serialise ADC channel reads */
96 	struct mutex lock;
97 	struct completion completion;
98 };
99 
100 #define IMX8QXP_ADC_CHAN(_idx) {				\
101 	.type = IIO_VOLTAGE,					\
102 	.indexed = 1,						\
103 	.channel = (_idx),					\
104 	.info_mask_separate = BIT(IIO_CHAN_INFO_RAW),		\
105 	.info_mask_shared_by_type = BIT(IIO_CHAN_INFO_SCALE) |	\
106 				BIT(IIO_CHAN_INFO_SAMP_FREQ),	\
107 }
108 
109 static const struct iio_chan_spec imx8qxp_adc_iio_channels[] = {
110 	IMX8QXP_ADC_CHAN(0),
111 	IMX8QXP_ADC_CHAN(1),
112 	IMX8QXP_ADC_CHAN(2),
113 	IMX8QXP_ADC_CHAN(3),
114 	IMX8QXP_ADC_CHAN(4),
115 	IMX8QXP_ADC_CHAN(5),
116 	IMX8QXP_ADC_CHAN(6),
117 	IMX8QXP_ADC_CHAN(7),
118 };
119 
120 static void imx8qxp_adc_reset(struct imx8qxp_adc *adc)
121 {
122 	u32 ctrl;
123 
124 	/*software reset, need to clear the set bit*/
125 	ctrl = readl(adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
126 	ctrl |= FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CTRL_SOFTWARE_RESET_MASK, 1);
127 	writel(ctrl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
128 	udelay(10);
129 	ctrl &= ~FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CTRL_SOFTWARE_RESET_MASK, 1);
130 	writel(ctrl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
131 
132 	/* reset the fifo */
133 	ctrl |= FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CTRL_FIFO_RESET_MASK, 1);
134 	writel(ctrl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
135 }
136 
137 static void imx8qxp_adc_reg_config(struct imx8qxp_adc *adc, int channel)
138 {
139 	u32 adc_cfg, adc_tctrl, adc_cmdl, adc_cmdh;
140 
141 	/* ADC configuration */
142 	adc_cfg = FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CFG_PWREN_MASK, 1) |
143 		  FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CFG_PUDLY_MASK, 0x80)|
144 		  FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CFG_REFSEL_MASK, 0) |
145 		  FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CFG_PWRSEL_MASK, 3) |
146 		  FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CFG_TPRICTRL_MASK, 0);
147 	writel(adc_cfg, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CFG);
148 
149 	/* config the trigger control */
150 	adc_tctrl = FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_TCTRL_TCMD_MASK, 1) |
151 		    FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_TCTRL_TDLY_MASK, 0) |
152 		    FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_TCTRL_TPRI_MASK, IMX8QXP_ADC_TCTRL_TPRI_PRIORITY_HIGH) |
153 		    FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_TCTRL_HTEN_MASK, IMX8QXP_ADC_TCTRL_HTEN_HW_TIRG_DIS);
154 	writel(adc_tctrl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_TCTRL(0));
155 
156 	/* config the cmd */
157 	adc_cmdl = FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDL_CSCALE_MASK, IMX8QXP_ADC_CMDL_CHANNEL_SCALE_FULL) |
158 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDL_MODE_MASK, IMX8QXP_ADC_CMDL_STANDARD_RESOLUTION) |
159 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDL_DIFF_MASK, IMX8QXP_ADC_CMDL_MODE_SINGLE) |
160 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDL_ABSEL_MASK, IMX8QXP_ADC_CMDL_SEL_A_A_B_CHANNEL) |
161 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDL_ADCH_MASK, channel);
162 	writel(adc_cmdl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CMDL(0));
163 
164 	adc_cmdh = FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDH_NEXT_MASK, 0) |
165 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDH_LOOP_MASK, 0) |
166 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDH_AVGS_MASK, 7) |
167 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDH_STS_MASK, 0) |
168 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDH_LWI_MASK, IMX8QXP_ADC_CMDH_LWI_INCREMENT_DIS) |
169 		   FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CMDH_CMPEN_MASK, IMX8QXP_ADC_CMDH_CMPEN_DIS);
170 	writel(adc_cmdh, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CMDH(0));
171 }
172 
173 static void imx8qxp_adc_fifo_config(struct imx8qxp_adc *adc)
174 {
175 	u32 fifo_ctrl, interrupt_en;
176 
177 	fifo_ctrl = readl(adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_FCTRL);
178 	fifo_ctrl &= ~IMX8QXP_ADC_FCTRL_FWMARK_MASK;
179 	/* set the watermark level to 1 */
180 	fifo_ctrl |= FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_FCTRL_FWMARK_MASK, 0);
181 	writel(fifo_ctrl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_FCTRL);
182 
183 	/* FIFO Watermark Interrupt Enable */
184 	interrupt_en = readl(adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_IE);
185 	interrupt_en |= FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_IE_FWMIE_MASK, 1);
186 	writel(interrupt_en, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_IE);
187 }
188 
189 static void imx8qxp_adc_disable(struct imx8qxp_adc *adc)
190 {
191 	u32 ctrl;
192 
193 	ctrl = readl(adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
194 	ctrl &= ~FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CTRL_ADC_EN_MASK, 1);
195 	writel(ctrl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
196 }
197 
198 static int imx8qxp_adc_read_raw(struct iio_dev *indio_dev,
199 				struct iio_chan_spec const *chan,
200 				int *val, int *val2, long mask)
201 {
202 	struct imx8qxp_adc *adc = iio_priv(indio_dev);
203 	struct device *dev = adc->dev;
204 
205 	u32 ctrl;
206 	long ret;
207 
208 	switch (mask) {
209 	case IIO_CHAN_INFO_RAW:
210 		pm_runtime_get_sync(dev);
211 
212 		mutex_lock(&adc->lock);
213 		reinit_completion(&adc->completion);
214 
215 		imx8qxp_adc_reg_config(adc, chan->channel);
216 
217 		imx8qxp_adc_fifo_config(adc);
218 
219 		/* adc enable */
220 		ctrl = readl(adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
221 		ctrl |= FIELD_PREP(IMX8QXP_ADC_CTRL_ADC_EN_MASK, 1);
222 		writel(ctrl, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_CTRL);
223 		/* adc start */
224 		writel(1, adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_SWTRIG);
225 
226 		ret = wait_for_completion_interruptible_timeout(&adc->completion,
227 								IMX8QXP_ADC_TIMEOUT);
228 
229 		pm_runtime_mark_last_busy(dev);
230 		pm_runtime_put_sync_autosuspend(dev);
231 
232 		if (ret == 0) {
233 			mutex_unlock(&adc->lock);
234 			return -ETIMEDOUT;
235 		}
236 		if (ret < 0) {
237 			mutex_unlock(&adc->lock);
238 			return ret;
239 		}
240 
241 		*val = FIELD_GET(IMX8QXP_ADC_RESFIFO_VAL_MASK,
242 				 readl(adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_RESFIFO));
243 
244 		mutex_unlock(&adc->lock);
245 		return IIO_VAL_INT;
246 
247 	case IIO_CHAN_INFO_SCALE:
248 		ret = regulator_get_voltage(adc->vref);
249 		if (ret < 0)
250 			return ret;
251 		*val = ret / 1000;
252 		*val2 = 12;
253 		return IIO_VAL_FRACTIONAL_LOG2;
254 
255 	case IIO_CHAN_INFO_SAMP_FREQ:
256 		*val = clk_get_rate(adc->clk) / 3;
257 		return IIO_VAL_INT;
258 
259 	default:
260 		return -EINVAL;
261 	}
262 }
263 
264 static irqreturn_t imx8qxp_adc_isr(int irq, void *dev_id)
265 {
266 	struct imx8qxp_adc *adc = dev_id;
267 	u32 fifo_count;
268 
269 	fifo_count = FIELD_GET(IMX8QXP_ADC_FCTRL_FCOUNT_MASK,
270 			       readl(adc->regs + IMX8QXP_ADR_ADC_FCTRL));
271 
272 	if (fifo_count)
273 		complete(&adc->completion);
274 
275 	return IRQ_HANDLED;
276 }
277 
278 static int imx8qxp_adc_reg_access(struct iio_dev *indio_dev, unsigned int reg,
279 				  unsigned int writeval, unsigned int *readval)
280 {
281 	struct imx8qxp_adc *adc = iio_priv(indio_dev);
282 	struct device *dev = adc->dev;
283 
284 	if (!readval || reg % 4 || reg > IMX8QXP_ADR_ADC_TST)
285 		return -EINVAL;
286 
287 	pm_runtime_get_sync(dev);
288 
289 	*readval = readl(adc->regs + reg);
290 
291 	pm_runtime_mark_last_busy(dev);
292 	pm_runtime_put_sync_autosuspend(dev);
293 
294 	return 0;
295 }
296 
297 static const struct iio_info imx8qxp_adc_iio_info = {
298 	.read_raw = &imx8qxp_adc_read_raw,
299 	.debugfs_reg_access = &imx8qxp_adc_reg_access,
300 };
301 
302 static int imx8qxp_adc_probe(struct platform_device *pdev)
303 {
304 	struct imx8qxp_adc *adc;
305 	struct iio_dev *indio_dev;
306 	struct device *dev = &pdev->dev;
307 	int irq;
308 	int ret;
309 
310 	indio_dev = devm_iio_device_alloc(dev, sizeof(*adc));
311 	if (!indio_dev) {
312 		dev_err(dev, "Failed allocating iio device\n");
313 		return -ENOMEM;
314 	}
315 
316 	adc = iio_priv(indio_dev);
317 	adc->dev = dev;
318 
319 	mutex_init(&adc->lock);
320 	adc->regs = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0);
321 	if (IS_ERR(adc->regs))
322 		return PTR_ERR(adc->regs);
323 
324 	irq = platform_get_irq(pdev, 0);
325 	if (irq < 0)
326 		return irq;
327 
328 	adc->clk = devm_clk_get(dev, "per");
329 	if (IS_ERR(adc->clk))
330 		return dev_err_probe(dev, PTR_ERR(adc->clk), "Failed getting clock\n");
331 
332 	adc->ipg_clk = devm_clk_get(dev, "ipg");
333 	if (IS_ERR(adc->ipg_clk))
334 		return dev_err_probe(dev, PTR_ERR(adc->ipg_clk), "Failed getting clock\n");
335 
336 	adc->vref = devm_regulator_get(dev, "vref");
337 	if (IS_ERR(adc->vref))
338 		return dev_err_probe(dev, PTR_ERR(adc->vref), "Failed getting reference voltage\n");
339 
340 	ret = regulator_enable(adc->vref);
341 	if (ret) {
342 		dev_err(dev, "Can't enable adc reference top voltage\n");
343 		return ret;
344 	}
345 
346 	platform_set_drvdata(pdev, indio_dev);
347 
348 	init_completion(&adc->completion);
349 
350 	indio_dev->name = ADC_DRIVER_NAME;
351 	indio_dev->info = &imx8qxp_adc_iio_info;
352 	indio_dev->modes = INDIO_DIRECT_MODE;
353 	indio_dev->channels = imx8qxp_adc_iio_channels;
354 	indio_dev->num_channels = ARRAY_SIZE(imx8qxp_adc_iio_channels);
355 
356 	ret = clk_prepare_enable(adc->clk);
357 	if (ret) {
358 		dev_err(&pdev->dev, "Could not prepare or enable the clock.\n");
359 		goto error_regulator_disable;
360 	}
361 
362 	ret = clk_prepare_enable(adc->ipg_clk);
363 	if (ret) {
364 		dev_err(&pdev->dev, "Could not prepare or enable the clock.\n");
365 		goto error_adc_clk_disable;
366 	}
367 
368 	ret = devm_request_irq(dev, irq, imx8qxp_adc_isr, 0, ADC_DRIVER_NAME, adc);
369 	if (ret < 0) {
370 		dev_err(dev, "Failed requesting irq, irq = %d\n", irq);
371 		goto error_ipg_clk_disable;
372 	}
373 
374 	imx8qxp_adc_reset(adc);
375 
376 	ret = iio_device_register(indio_dev);
377 	if (ret) {
378 		imx8qxp_adc_disable(adc);
379 		dev_err(dev, "Couldn't register the device.\n");
380 		goto error_ipg_clk_disable;
381 	}
382 
383 	pm_runtime_set_active(dev);
384 	pm_runtime_set_autosuspend_delay(dev, 50);
385 	pm_runtime_use_autosuspend(dev);
386 	pm_runtime_enable(dev);
387 
388 	return 0;
389 
390 error_ipg_clk_disable:
391 	clk_disable_unprepare(adc->ipg_clk);
392 error_adc_clk_disable:
393 	clk_disable_unprepare(adc->clk);
394 error_regulator_disable:
395 	regulator_disable(adc->vref);
396 
397 	return ret;
398 }
399 
400 static int imx8qxp_adc_remove(struct platform_device *pdev)
401 {
402 	struct iio_dev *indio_dev = platform_get_drvdata(pdev);
403 	struct imx8qxp_adc *adc = iio_priv(indio_dev);
404 	struct device *dev = adc->dev;
405 
406 	pm_runtime_get_sync(dev);
407 
408 	iio_device_unregister(indio_dev);
409 
410 	imx8qxp_adc_disable(adc);
411 
412 	clk_disable_unprepare(adc->clk);
413 	clk_disable_unprepare(adc->ipg_clk);
414 	regulator_disable(adc->vref);
415 
416 	pm_runtime_disable(dev);
417 	pm_runtime_put_noidle(dev);
418 
419 	return 0;
420 }
421 
422 static int imx8qxp_adc_runtime_suspend(struct device *dev)
423 {
424 	struct iio_dev *indio_dev = dev_get_drvdata(dev);
425 	struct imx8qxp_adc *adc = iio_priv(indio_dev);
426 
427 	imx8qxp_adc_disable(adc);
428 
429 	clk_disable_unprepare(adc->clk);
430 	clk_disable_unprepare(adc->ipg_clk);
431 	regulator_disable(adc->vref);
432 
433 	return 0;
434 }
435 
436 static int imx8qxp_adc_runtime_resume(struct device *dev)
437 {
438 	struct iio_dev *indio_dev = dev_get_drvdata(dev);
439 	struct imx8qxp_adc *adc = iio_priv(indio_dev);
440 	int ret;
441 
442 	ret = regulator_enable(adc->vref);
443 	if (ret) {
444 		dev_err(dev, "Can't enable adc reference top voltage, err = %d\n", ret);
445 		return ret;
446 	}
447 
448 	ret = clk_prepare_enable(adc->clk);
449 	if (ret) {
450 		dev_err(dev, "Could not prepare or enable clock.\n");
451 		goto err_disable_reg;
452 	}
453 
454 	ret = clk_prepare_enable(adc->ipg_clk);
455 	if (ret) {
456 		dev_err(dev, "Could not prepare or enable clock.\n");
457 		goto err_unprepare_clk;
458 	}
459 
460 	imx8qxp_adc_reset(adc);
461 
462 	return 0;
463 
464 err_unprepare_clk:
465 	clk_disable_unprepare(adc->clk);
466 
467 err_disable_reg:
468 	regulator_disable(adc->vref);
469 
470 	return ret;
471 }
472 
473 static DEFINE_RUNTIME_DEV_PM_OPS(imx8qxp_adc_pm_ops,
474 				 imx8qxp_adc_runtime_suspend,
475 				 imx8qxp_adc_runtime_resume, NULL);
476 
477 static const struct of_device_id imx8qxp_adc_match[] = {
478 	{ .compatible = "nxp,imx8qxp-adc", },
479 	{ /* sentinel */ }
480 };
481 MODULE_DEVICE_TABLE(of, imx8qxp_adc_match);
482 
483 static struct platform_driver imx8qxp_adc_driver = {
484 	.probe		= imx8qxp_adc_probe,
485 	.remove		= imx8qxp_adc_remove,
486 	.driver		= {
487 		.name	= ADC_DRIVER_NAME,
488 		.of_match_table = imx8qxp_adc_match,
489 		.pm	= pm_ptr(&imx8qxp_adc_pm_ops),
490 	},
491 };
492 
493 module_platform_driver(imx8qxp_adc_driver);
494 
495 MODULE_DESCRIPTION("i.MX8QuadXPlus ADC driver");
496 MODULE_LICENSE("GPL v2");
497