// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright (C) 2013 Broadcom Corporation
 * Copyright 2013 Linaro Limited
 */

#include <linux/io.h>
#include <linux/of_address.h>

#include "clk-kona.h"

/* These are used when a selector or trigger is found to be unneeded */
#define selector_clear_exists(sel) ((sel)->width = 0)
#define trigger_clear_exists(trig) FLAG_CLEAR(trig, TRIG, EXISTS)

/* Validity checking */

static bool ccu_data_offsets_valid(struct ccu_data *ccu)
{
 struct ccu_policy *ccu_policy = &ccu->policy;
 u32 limit;

 limit = ccu->range - sizeof(u32);
 limit = round_down(limit, sizeof(u32));
 if (ccu_policy_exists(ccu_policy)) {
  if (ccu_policy->enable.offset > limit) {
   pr_err("%s: bad policy enable offset for %s "
     "(%u > %u)\n", __func__,
    ccu->name, ccu_policy->enable.offset, limit);
   return false;
  }
  if (ccu_policy->control.offset > limit) {
   pr_err("%s: bad policy control offset for %s "
     "(%u > %u)\n", __func__,
    ccu->name, ccu_policy->control.offset, limit);
   return false;
  }
 }

 return true;
}

static bool clk_requires_trigger(struct kona_clk *bcm_clk)
{
 struct peri_clk_data *peri = bcm_clk->u.peri;
 struct bcm_clk_sel *sel;
 struct bcm_clk_div *div;

 if (bcm_clk->type != bcm_clk_peri)
  return false;

 sel = &peri->sel;
 if (sel->parent_count && selector_exists(sel))
  return true;

 div = &peri->div;
 if (!divider_exists(div))
  return false;

 /* Fixed dividers don't need triggers */
 if (!divider_is_fixed(div))
  return true;

 div = &peri->pre_div;

 return divider_exists(div) && !divider_is_fixed(div);
}

static bool peri_clk_data_offsets_valid(struct kona_clk *bcm_clk)
{
 struct peri_clk_data *peri;
 struct bcm_clk_policy *policy;
 struct bcm_clk_gate *gate;
 struct bcm_clk_hyst *hyst;
 struct bcm_clk_div *div;
 struct bcm_clk_sel *sel;
 struct bcm_clk_trig *trig;
 const char *name;
 u32 range;
 u32 limit;

 BUG_ON(bcm_clk->type != bcm_clk_peri);
 peri = bcm_clk->u.peri;
 name = bcm_clk->init_data.name;
 range = bcm_clk->ccu->range;

 limit = range - sizeof(u32);
 limit = round_down(limit, sizeof(u32));

 policy = &peri->policy;
 if (policy_exists(policy)) {
  if (policy->offset > limit) {
   pr_err("%s: bad policy offset for %s (%u > %u)\n",
    __func__, name, policy->offset, limit);
   return false;
  }
 }

 gate = &peri->gate;
 hyst = &peri->hyst;
 if (gate_exists(gate)) {
  if (gate->offset > limit) {
   pr_err("%s: bad gate offset for %s (%u > %u)\n",
    __func__, name, gate->offset, limit);
   return false;
  }

  if (hyst_exists(hyst)) {
   if (hyst->offset > limit) {
    pr_err("%s: bad hysteresis offset for %s "
     "(%u > %u)\n", __func__,
     name, hyst->offset, limit);
    return false;
   }
  }
 } else if (hyst_exists(hyst)) {
  pr_err("%s: hysteresis but no gate for %s\n", __func__, name);
  return false;
 }

 div = &peri->div;
 if (divider_exists(div)) {
  if (div->u.s.offset > limit) {
   pr_err("%s: bad divider offset for %s (%u > %u)\n",
    __func__, name, div->u.s.offset, limit);
   return false;
  }
 }

 div = &peri->pre_div;
 if (divider_exists(div)) {
  if (div->u.s.offset > limit) {
   pr_err("%s: bad pre-divider offset for %s "
     "(%u > %u)\n",
    __func__, name, div->u.s.offset, limit);
   return false;
  }
 }

 sel = &peri->sel;
 if (selector_exists(sel)) {
  if (sel->offset > limit) {
   pr_err("%s: bad selector offset for %s (%u > %u)\n",
    __func__, name, sel->offset, limit);
   return false;
  }
 }

 trig = &peri->trig;
 if (trigger_exists(trig)) {
  if (trig->offset > limit) {
   pr_err("%s: bad trigger offset for %s (%u > %u)\n",
    __func__, name, trig->offset, limit);
   return false;
  }
 }

 trig = &peri->pre_trig;
 if (trigger_exists(trig)) {
  if (trig->offset > limit) {
   pr_err("%s: bad pre-trigger offset for %s (%u > %u)\n",
    __func__, name, trig->offset, limit);
   return false;
  }
 }

 return true;
}

/* A bit position must be less than the number of bits in a 32-bit register. */
static bool bit_posn_valid(u32 bit_posn, const char *field_name,
   const char *clock_name)
{
 u32 limit = BITS_PER_BYTE * sizeof(u32) - 1;

 if (bit_posn > limit) {
  pr_err("%s: bad %s bit for %s (%u > %u)\n", __func__,
   field_name, clock_name, bit_posn, limit);
  return false;
 }
 return true;
}

/*
 * A bitfield must be at least 1 bit wide.  Both the low-order and
 * high-order bits must lie within a 32-bit register.  We require
 * fields to be less than 32 bits wide, mainly because we use
 * shifting to produce field masks, and shifting a full word width
 * is not well-defined by the C standard.
 */
static bool bitfield_valid(u32 shift, u32 width, const char *field_name,
   const char *clock_name)
{
 u32 limit = BITS_PER_BYTE * sizeof(u32);

 if (!width) {
  pr_err("%s: bad %s field width 0 for %s\n", __func__,
   field_name, clock_name);
  return false;
 }
 if (shift + width > limit) {
  pr_err("%s: bad %s for %s (%u + %u > %u)\n", __func__,
   field_name, clock_name, shift, width, limit);
  return false;
 }
 return true;
}

static bool
ccu_policy_valid(struct ccu_policy *ccu_policy, const char *ccu_name)
{
 struct bcm_lvm_en *enable = &ccu_policy->enable;
 struct bcm_policy_ctl *control;

 if (!bit_posn_valid(enable->bit, "policy enable", ccu_name))
  return false;

 control = &ccu_policy->control;
 if (!bit_posn_valid(control->go_bit, "policy control GO", ccu_name))
  return false;

 if (!bit_posn_valid(control->atl_bit, "policy control ATL", ccu_name))
  return false;

 if (!bit_posn_valid(control->ac_bit, "policy control AC", ccu_name))
  return false;

 return true;
}

static bool policy_valid(struct bcm_clk_policy *policy, const char *clock_name)
{
 if (!bit_posn_valid(policy->bit, "policy", clock_name))
  return false;

 return true;
}

/*
 * All gates, if defined, have a status bit, and for hardware-only
 * gates, that's it.  Gates that can be software controlled also
 * have an enable bit.  And a gate that can be hardware or software
 * controlled will have a hardware/software select bit.
 */
static bool gate_valid(struct bcm_clk_gate *gate, const char *field_name,
   const char *clock_name)
{
 if (!bit_posn_valid(gate->status_bit, "gate status", clock_name))
  return false;

 if (gate_is_sw_controllable(gate)) {
  if (!bit_posn_valid(gate->en_bit, "gate enable", clock_name))
   return false;

  if (gate_is_hw_controllable(gate)) {
   if (!bit_posn_valid(gate->hw_sw_sel_bit,
      "gate hw/sw select",
      clock_name))
    return false;
  }
 } else {
  BUG_ON(!gate_is_hw_controllable(gate));
 }

 return true;
}

static bool hyst_valid(struct bcm_clk_hyst *hyst, const char *clock_name)
{
 if (!bit_posn_valid(hyst->en_bit, "hysteresis enable", clock_name))
  return false;

 if (!bit_posn_valid(hyst->val_bit, "hysteresis value", clock_name))
  return false;

 return true;
}

/*
 * A selector bitfield must be valid.  Its parent_sel array must
 * also be reasonable for the field.
 */
static bool sel_valid(struct bcm_clk_sel *sel, const char *field_name,
   const char *clock_name)
{
 if (!bitfield_valid(sel->shift, sel->width, field_name, clock_name))
  return false;

 if (sel->parent_count) {
  u32 max_sel;
  u32 limit;

  /*
   * Make sure the selector field can hold all the
   * selector values we expect to be able to use.  A
   * clock only needs to have a selector defined if it
   * has more than one parent.  And in that case the
   * highest selector value will be in the last entry
   * in the array.
 */
  max_sel = sel->parent_sel[sel->parent_count - 1];
  limit = (1 << sel->width) - 1;
  if (max_sel > limit) {
   pr_err("%s: bad selector for %s "
     "(%u needs > %u bits)\n",
    __func__, clock_name, max_sel,
    sel->width);
   return false;
  }
 } else {
  pr_warn("%s: ignoring selector for %s (no parents)\n",
   __func__, clock_name);
  selector_clear_exists(sel);
  kfree(sel->parent_sel);
  sel->parent_sel = NULL;
 }

 return true;
}

/*
 * A fixed divider just needs to be non-zero.  A variable divider
 * has to have a valid divider bitfield, and if it has a fraction,
 * the width of the fraction must not be no more than the width of
 * the divider as a whole.
 */
static bool div_valid(struct bcm_clk_div *div, const char *field_name,
   const char *clock_name)
{
 if (divider_is_fixed(div)) {
  /* Any fixed divider value but 0 is OK */
  if (div->u.fixed == 0) {
   pr_err("%s: bad %s fixed value 0 for %s\n", __func__,
    field_name, clock_name);
   return false;
  }
  return true;
 }
 if (!bitfield_valid(div->u.s.shift, div->u.s.width,
    field_name, clock_name))
  return false;

 if (divider_has_fraction(div))
  if (div->u.s.frac_width > div->u.s.width) {
   pr_warn("%s: bad %s fraction width for %s (%u > %u)\n",
    __func__, field_name, clock_name,
    div->u.s.frac_width, div->u.s.width);
   return false;
  }

 return true;
}

/*
 * If a clock has two dividers, the combined number of fractional
 * bits must be representable in a 32-bit unsigned value.  This
 * is because we scale up a dividend using both dividers before
 * dividing to improve accuracy, and we need to avoid overflow.
 */
static bool kona_dividers_valid(struct kona_clk *bcm_clk)
{
 struct peri_clk_data *peri = bcm_clk->u.peri;
 struct bcm_clk_div *div;
 struct bcm_clk_div *pre_div;
 u32 limit;

 BUG_ON(bcm_clk->type != bcm_clk_peri);

 if (!divider_exists(&peri->div) || !divider_exists(&peri->pre_div))
  return true;

 div = &peri->div;
 pre_div = &peri->pre_div;
 if (divider_is_fixed(div) || divider_is_fixed(pre_div))
  return true;

 limit = BITS_PER_BYTE * sizeof(u32);

 return div->u.s.frac_width + pre_div->u.s.frac_width <= limit;
}


/* A trigger just needs to represent a valid bit position */
static bool trig_valid(struct bcm_clk_trig *trig, const char *field_name,
   const char *clock_name)
{
 return bit_posn_valid(trig->bit, field_name, clock_name);
}

/* Determine whether the set of peripheral clock registers are valid. */
static bool
peri_clk_data_valid(struct kona_clk *bcm_clk)
{
 struct peri_clk_data *peri;
 struct bcm_clk_policy *policy;
 struct bcm_clk_gate *gate;
 struct bcm_clk_hyst *hyst;
 struct bcm_clk_sel *sel;
 struct bcm_clk_div *div;
 struct bcm_clk_div *pre_div;
 struct bcm_clk_trig *trig;
 const char *name;

 BUG_ON(bcm_clk->type != bcm_clk_peri);

 /*
  * First validate register offsets.  This is the only place
  * where we need something from the ccu, so we do these
  * together.
 */
 if (!peri_clk_data_offsets_valid(bcm_clk))
  return false;

 peri = bcm_clk->u.peri;
 name = bcm_clk->init_data.name;

 policy = &peri->policy;
 if (policy_exists(policy) && !policy_valid(policy, name))
  return false;

 gate = &peri->gate;
 if (gate_exists(gate) && !gate_valid(gate, "gate", name))
  return false;

 hyst = &peri->hyst;
 if (hyst_exists(hyst) && !hyst_valid(hyst, name))
  return false;

 sel = &peri->sel;
 if (selector_exists(sel)) {
  if (!sel_valid(sel, "selector", name))
   return false;

 } else if (sel->parent_count > 1) {
  pr_err("%s: multiple parents but no selector for %s\n",
   __func__, name);

  return false;
 }

 div = &peri->div;
 pre_div = &peri->pre_div;
 if (divider_exists(div)) {
  if (!div_valid(div, "divider", name))
   return false;

  if (divider_exists(pre_div))
   if (!div_valid(pre_div, "pre-divider", name))
    return false;
 } else if (divider_exists(pre_div)) {
  pr_err("%s: pre-divider but no divider for %s\n", __func__,
   name);
  return false;
 }

 trig = &peri->trig;
 if (trigger_exists(trig)) {
  if (!trig_valid(trig, "trigger", name))
   return false;

  if (trigger_exists(&peri->pre_trig)) {
   if (!trig_valid(trig, "pre-trigger", name)) {
    return false;
   }
  }
  if (!clk_requires_trigger(bcm_clk)) {
   pr_warn("%s: ignoring trigger for %s (not needed)\n",
    __func__, name);
   trigger_clear_exists(trig);
  }
 } else if (trigger_exists(&peri->pre_trig)) {
  pr_err("%s: pre-trigger but no trigger for %s\n", __func__,
   name);
  return false;
 } else if (clk_requires_trigger(bcm_clk)) {
  pr_err("%s: required trigger missing for %s\n", __func__,
   name);
  return false;
 }

 return kona_dividers_valid(bcm_clk);
}

static bool kona_clk_valid(struct kona_clk *bcm_clk)
{
 switch (bcm_clk->type) {
 case bcm_clk_peri:
  if (!peri_clk_data_valid(bcm_clk))
   return false;
  break;
 default:
  pr_err("%s: unrecognized clock type (%d)\n", __func__,
   (int)bcm_clk->type);
  return false;
 }
 return true;
}

/*
 * Scan an array of parent clock names to determine whether there
 * are any entries containing BAD_CLK_NAME.  Such entries are
 * placeholders for non-supported clocks.  Keep track of the
 * position of each clock name in the original array.
 *
 * Allocates an array of pointers to hold the names of all
 * non-null entries in the original array, and returns a pointer to
 * that array in *names.  This will be used for registering the
 * clock with the common clock code.  On successful return,
 * *count indicates how many entries are in that names array.
 *
 * If there is more than one entry in the resulting names array,
 * another array is allocated to record the parent selector value
 * for each (defined) parent clock.  This is the value that
 * represents this parent clock in the clock's source selector
 * register.  The position of the clock in the original parent array
 * defines that selector value.  The number of entries in this array
 * is the same as the number of entries in the parent names array.
 *
 * The array of selector values is returned.  If the clock has no
 * parents, no selector is required and a null pointer is returned.
 *
 * Returns a null pointer if the clock names array supplied was
 * null.  (This is not an error.)
 *
 * Returns a pointer-coded error if an error occurs.
 */
static u32 *parent_process(const char *clocks[],
   u32 *count, const char ***names)
{
 static const char **parent_names;
 static u32 *parent_sel;
 const char **clock;
 u32 parent_count;
 u32 bad_count = 0;
 u32 orig_count;
 u32 i;
 u32 j;

 *count = 0; /* In case of early return */
 *names = NULL;
 if (!clocks)
  return NULL;

 /*
  * Count the number of names in the null-terminated array,
  * and find out how many of those are actually clock names.
 */
 for (clock = clocks; *clock; clock++)
  if (*clock == BAD_CLK_NAME)
   bad_count++;
 orig_count = (u32)(clock - clocks);
 parent_count = orig_count - bad_count;

 /* If all clocks are unsupported, we treat it as no clock */
 if (!parent_count)
  return NULL;

 /* Avoid exceeding our parent clock limit */
 if (parent_count > PARENT_COUNT_MAX) {
  pr_err("%s: too many parents (%u > %u)\n", __func__,
   parent_count, PARENT_COUNT_MAX);
  return ERR_PTR(-EINVAL);
 }

 /*
  * There is one parent name for each defined parent clock.
  * We also maintain an array containing the selector value
  * for each defined clock.  If there's only one clock, the
  * selector is not required, but we allocate space for the
  * array anyway to keep things simple.
 */
 parent_names = kmalloc_array(parent_count, sizeof(*parent_names),
          GFP_KERNEL);
 if (!parent_names)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 /* There is at least one parent, so allocate a selector array */
 parent_sel = kmalloc_array(parent_count, sizeof(*parent_sel),
       GFP_KERNEL);
 if (!parent_sel) {
  kfree(parent_names);

  return ERR_PTR(-ENOMEM);
 }

 /* Now fill in the parent names and selector arrays */
 for (i = 0, j = 0; i < orig_count; i++) {
  if (clocks[i] != BAD_CLK_NAME) {
   parent_names[j] = clocks[i];
   parent_sel[j] = i;
   j++;
  }
 }
 *names = parent_names;
 *count = parent_count;

 return parent_sel;
}

static int
clk_sel_setup(const char **clocks, struct bcm_clk_sel *sel,
  struct clk_init_data *init_data)
{
 const char **parent_names = NULL;
 u32 parent_count = 0;
 u32 *parent_sel;

 /*
  * If a peripheral clock has multiple parents, the value
  * used by the hardware to select that parent is represented
  * by the parent clock's position in the "clocks" list.  Some
  * values don't have defined or supported clocks; these will
  * have BAD_CLK_NAME entries in the parents[] array.  The
  * list is terminated by a NULL entry.
  *
  * We need to supply (only) the names of defined parent
  * clocks when registering a clock though, so we use an
  * array of parent selector values to map between the
  * indexes the common clock code uses and the selector
  * values we need.
 */
 parent_sel = parent_process(clocks, &parent_count, &parent_names);
 if (IS_ERR(parent_sel)) {
  int ret = PTR_ERR(parent_sel);

  pr_err("%s: error processing parent clocks for %s (%d)\n",
   __func__, init_data->name, ret);

  return ret;
 }

 init_data->parent_names = parent_names;
 init_data->num_parents = parent_count;

 sel->parent_count = parent_count;
 sel->parent_sel = parent_sel;

 return 0;
}

static void clk_sel_teardown(struct bcm_clk_sel *sel,
  struct clk_init_data *init_data)
{
 kfree(sel->parent_sel);
 sel->parent_sel = NULL;
 sel->parent_count = 0;

 init_data->num_parents = 0;
 kfree(init_data->parent_names);
 init_data->parent_names = NULL;
}

static void peri_clk_teardown(struct peri_clk_data *data,
    struct clk_init_data *init_data)
{
 clk_sel_teardown(&data->sel, init_data);
}

/*
 * Caller is responsible for freeing the parent_names[] and
 * parent_sel[] arrays in the peripheral clock's "data" structure
 * that can be assigned if the clock has one or more parent clocks
 * associated with it.
 */
static int
peri_clk_setup(struct peri_clk_data *data, struct clk_init_data *init_data)
{
 init_data->flags = CLK_IGNORE_UNUSED;

 return clk_sel_setup(data->clocks, &data->sel, init_data);
}

static void bcm_clk_teardown(struct kona_clk *bcm_clk)
{
 switch (bcm_clk->type) {
 case bcm_clk_peri:
  peri_clk_teardown(bcm_clk->u.data, &bcm_clk->init_data);
  break;
 default:
  break;
 }
 bcm_clk->u.data = NULL;
 bcm_clk->type = bcm_clk_none;
}

static void kona_clk_teardown(struct clk_hw *hw)
{
 struct kona_clk *bcm_clk;

 if (!hw)
  return;

 clk_hw_unregister(hw);

 bcm_clk = to_kona_clk(hw);
 bcm_clk_teardown(bcm_clk);
}

static int kona_clk_setup(struct kona_clk *bcm_clk)
{
 int ret;
 struct clk_init_data *init_data = &bcm_clk->init_data;

 switch (bcm_clk->type) {
 case bcm_clk_peri:
  ret = peri_clk_setup(bcm_clk->u.data, init_data);
  if (ret)
   return ret;
  break;
 default:
  pr_err("%s: clock type %d invalid for %s\n", __func__,
   (int)bcm_clk->type, init_data->name);
  return -EINVAL;
 }

 /* Make sure everything makes sense before we set it up */
 if (!kona_clk_valid(bcm_clk)) {
  pr_err("%s: clock data invalid for %s\n", __func__,
   init_data->name);
  ret = -EINVAL;
  goto out_teardown;
 }

 bcm_clk->hw.init = init_data;
 ret = clk_hw_register(NULL, &bcm_clk->hw);
 if (ret) {
  pr_err("%s: error registering clock %s (%d)\n", __func__,
   init_data->name, ret);
  goto out_teardown;
 }

 return 0;
out_teardown:
 bcm_clk_teardown(bcm_clk);

 return ret;
}

static void ccu_clks_teardown(struct ccu_data *ccu)
{
 u32 i;

 for (i = 0; i < ccu->clk_num; i++)
  kona_clk_teardown(&ccu->kona_clks[i].hw);
}

static void kona_ccu_teardown(struct ccu_data *ccu)
{
 if (!ccu->base)
  return;

 of_clk_del_provider(ccu->node); /* safe if never added */
 ccu_clks_teardown(ccu);
 of_node_put(ccu->node);
 ccu->node = NULL;
 iounmap(ccu->base);
 ccu->base = NULL;
}

static bool ccu_data_valid(struct ccu_data *ccu)
{
 struct ccu_policy *ccu_policy;

 if (!ccu_data_offsets_valid(ccu))
  return false;

 ccu_policy = &ccu->policy;
 if (ccu_policy_exists(ccu_policy))
  if (!ccu_policy_valid(ccu_policy, ccu->name))
   return false;

 return true;
}

static struct clk_hw *
of_clk_kona_onecell_get(struct of_phandle_args *clkspec, void *data)
{
 struct ccu_data *ccu = data;
 unsigned int idx = clkspec->args[0];

 if (idx >= ccu->clk_num) {
  pr_err("%s: invalid index %u\n", __func__, idx);
  return ERR_PTR(-EINVAL);
 }

 return &ccu->kona_clks[idx].hw;
}

/*
 * Set up a CCU.  Call the provided ccu_clks_setup callback to
 * initialize the array of clocks provided by the CCU.
 */
void __init kona_dt_ccu_setup(struct ccu_data *ccu,
   struct device_node *node)
{
 struct resource res = { 0 };
 resource_size_t range;
 unsigned int i;
 int ret;

 ret = of_address_to_resource(node, 0, &res);
 if (ret) {
  pr_err("%s: no valid CCU registers found for %pOFn\n", __func__,
   node);
  goto out_err;
 }

 range = resource_size(&res);
 if (range > (resource_size_t)U32_MAX) {
  pr_err("%s: address range too large for %pOFn\n", __func__,
   node);
  goto out_err;
 }

 ccu->range = (u32)range;

 if (!ccu_data_valid(ccu)) {
  pr_err("%s: ccu data not valid for %pOFn\n", __func__, node);
  goto out_err;
 }

 ccu->base = ioremap(res.start, ccu->range);
 if (!ccu->base) {
  pr_err("%s: unable to map CCU registers for %pOFn\n", __func__,
   node);
  goto out_err;
 }
 ccu->node = of_node_get(node);

 /*
  * Set up each defined kona clock and save the result in
  * the clock framework clock array (in ccu->data).  Then
  * register as a provider for these clocks.
 */
 for (i = 0; i < ccu->clk_num; i++) {
  if (!ccu->kona_clks[i].ccu)
   continue;
  kona_clk_setup(&ccu->kona_clks[i]);
 }

 ret = of_clk_add_hw_provider(node, of_clk_kona_onecell_get, ccu);
 if (ret) {
  pr_err("%s: error adding ccu %pOFn as provider (%d)\n", __func__,
    node, ret);
  goto out_err;
 }

 if (!kona_ccu_init(ccu))
  pr_err("Broadcom %pOFn initialization had errors\n", node);

 return;
out_err:
 kona_ccu_teardown(ccu);
 pr_err("Broadcom %pOFn setup aborted\n", node);
}