xref: /freebsd/sys/arm/mv/gpio.c (revision c6db8143eda5c775467145ac73e8ebec47afdd8f)
1 /*-
2  * Copyright (c) 2006 Benno Rice.
3  * Copyright (C) 2008 MARVELL INTERNATIONAL LTD.
4  * All rights reserved.
5  *
6  * Adapted and extended for Marvell SoCs by Semihalf.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  *
17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
18  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
19  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
20  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
21  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
22  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
23  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
24  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
25  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
26  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
27  *
28  * from: FreeBSD: //depot/projects/arm/src/sys/arm/xscale/pxa2x0/pxa2x0_gpio.c, rev 1
29  */
30 
31 #include <sys/cdefs.h>
32 __FBSDID("$FreeBSD$");
33 
34 #include <sys/param.h>
35 #include <sys/systm.h>
36 #include <sys/bus.h>
37 #include <sys/kernel.h>
38 #include <sys/lock.h>
39 #include <sys/interrupt.h>
40 #include <sys/module.h>
41 #include <sys/malloc.h>
42 #include <sys/mutex.h>
43 #include <sys/rman.h>
44 #include <sys/queue.h>
45 #include <sys/timetc.h>
46 #include <machine/bus.h>
47 #include <machine/fdt.h>
48 #include <machine/intr.h>
49 
50 #include <dev/fdt/fdt_common.h>
51 #include <dev/ofw/ofw_bus.h>
52 #include <dev/ofw/ofw_bus_subr.h>
53 
54 #include <arm/mv/mvvar.h>
55 #include <arm/mv/mvreg.h>
56 
57 #define GPIO_MAX_INTR_COUNT	8
58 #define GPIO_PINS_PER_REG	32
59 
60 struct mv_gpio_softc {
61 	struct resource *	res[GPIO_MAX_INTR_COUNT + 1];
62 	void			*ih_cookie[GPIO_MAX_INTR_COUNT];
63 	bus_space_tag_t		bst;
64 	bus_space_handle_t	bsh;
65 	uint8_t			pin_num;	/* number of GPIO pins */
66 	uint8_t			irq_num;	/* number of real IRQs occupied by GPIO controller */
67 };
68 
69 extern struct resource_spec mv_gpio_res[];
70 
71 static struct mv_gpio_softc *mv_gpio_softc = NULL;
72 static uint32_t	gpio_setup[MV_GPIO_MAX_NPINS];
73 
74 static int	mv_gpio_probe(device_t);
75 static int	mv_gpio_attach(device_t);
76 static int	mv_gpio_intr(void *);
77 static int	mv_gpio_init(void);
78 
79 static void	mv_gpio_intr_handler(int pin);
80 static uint32_t	mv_gpio_reg_read(uint32_t reg);
81 static void	mv_gpio_reg_write(uint32_t reg, uint32_t val);
82 static void	mv_gpio_reg_set(uint32_t reg, uint32_t val);
83 static void	mv_gpio_reg_clear(uint32_t reg, uint32_t val);
84 
85 static void	mv_gpio_blink(uint32_t pin, uint8_t enable);
86 static void	mv_gpio_polarity(uint32_t pin, uint8_t enable);
87 static void	mv_gpio_level(uint32_t pin, uint8_t enable);
88 static void	mv_gpio_edge(uint32_t pin, uint8_t enable);
89 static void	mv_gpio_out_en(uint32_t pin, uint8_t enable);
90 static void	mv_gpio_int_ack(uint32_t pin);
91 static void	mv_gpio_value_set(uint32_t pin, uint8_t val);
92 static uint32_t	mv_gpio_value_get(uint32_t pin);
93 
94 static device_method_t mv_gpio_methods[] = {
95 	DEVMETHOD(device_probe,		mv_gpio_probe),
96 	DEVMETHOD(device_attach,	mv_gpio_attach),
97 	{ 0, 0 }
98 };
99 
100 static driver_t mv_gpio_driver = {
101 	"gpio",
102 	mv_gpio_methods,
103 	sizeof(struct mv_gpio_softc),
104 };
105 
106 static devclass_t mv_gpio_devclass;
107 
108 DRIVER_MODULE(gpio, simplebus, mv_gpio_driver, mv_gpio_devclass, 0, 0);
109 
110 typedef int (*gpios_phandler_t)(phandle_t, pcell_t *, int);
111 
112 struct gpio_ctrl_entry {
113 	const char		*compat;
114 	gpios_phandler_t	handler;
115 };
116 
117 int mv_handle_gpios_prop(phandle_t ctrl, pcell_t *gpios, int len);
118 int gpio_get_config_from_dt(void);
119 
120 struct gpio_ctrl_entry gpio_controllers[] = {
121 	{ "mrvl,gpio", &mv_handle_gpios_prop },
122 	{ NULL, NULL }
123 };
124 
125 static int
126 mv_gpio_probe(device_t dev)
127 {
128 
129 	if (!ofw_bus_status_okay(dev))
130 		return (ENXIO);
131 
132 	if (!ofw_bus_is_compatible(dev, "mrvl,gpio"))
133 		return (ENXIO);
134 
135 	device_set_desc(dev, "Marvell Integrated GPIO Controller");
136 	return (0);
137 }
138 
139 static int
140 mv_gpio_attach(device_t dev)
141 {
142 	int error, i;
143 	struct mv_gpio_softc *sc;
144 	uint32_t dev_id, rev_id;
145 
146 	sc = (struct mv_gpio_softc *)device_get_softc(dev);
147 	if (sc == NULL)
148 		return (ENXIO);
149 
150 	mv_gpio_softc = sc;
151 
152 	/* Get chip id and revision */
153 	soc_id(&dev_id, &rev_id);
154 
155 	if (dev_id == MV_DEV_88F5182 ||
156 	    dev_id == MV_DEV_88F5281 ||
157 	    dev_id == MV_DEV_MV78100 ||
158 	    dev_id == MV_DEV_MV78100_Z0 ) {
159 		sc->pin_num = 32;
160 		sc->irq_num = 4;
161 
162 	} else if (dev_id == MV_DEV_88F6281 ||
163 	    dev_id == MV_DEV_88F6282) {
164 		sc->pin_num = 50;
165 		sc->irq_num = 7;
166 
167 	} else {
168 		device_printf(dev, "unknown chip id=0x%x\n", dev_id);
169 		return (ENXIO);
170 	}
171 
172 	error = bus_alloc_resources(dev, mv_gpio_res, sc->res);
173 	if (error) {
174 		device_printf(dev, "could not allocate resources\n");
175 		return (ENXIO);
176 	}
177 
178 	sc->bst = rman_get_bustag(sc->res[0]);
179 	sc->bsh = rman_get_bushandle(sc->res[0]);
180 
181 	/* Disable and clear all interrupts */
182 	bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh, GPIO_INT_EDGE_MASK, 0);
183 	bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh, GPIO_INT_LEV_MASK, 0);
184 	bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh, GPIO_INT_CAUSE, 0);
185 
186 	if (sc->pin_num > GPIO_PINS_PER_REG) {
187 		bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh,
188 		    GPIO_HI_INT_EDGE_MASK, 0);
189 		bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh,
190 		    GPIO_HI_INT_LEV_MASK, 0);
191 		bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh,
192 		    GPIO_HI_INT_CAUSE, 0);
193 	}
194 
195 	for (i = 0; i < sc->irq_num; i++) {
196 		if (bus_setup_intr(dev, sc->res[1 + i],
197 		    INTR_TYPE_MISC, mv_gpio_intr, NULL,
198 		    sc, &sc->ih_cookie[i]) != 0) {
199 			bus_release_resources(dev, mv_gpio_res, sc->res);
200 			device_printf(dev, "could not set up intr %d\n", i);
201 			return (ENXIO);
202 		}
203 	}
204 
205 	return (mv_gpio_init());
206 }
207 
208 static int
209 mv_gpio_intr(void *arg)
210 {
211 	uint32_t int_cause, gpio_val;
212 	uint32_t int_cause_hi, gpio_val_hi = 0;
213 	int i;
214 
215 	int_cause = mv_gpio_reg_read(GPIO_INT_CAUSE);
216 	gpio_val = mv_gpio_reg_read(GPIO_DATA_IN);
217 	gpio_val &= int_cause;
218 	if (mv_gpio_softc->pin_num > GPIO_PINS_PER_REG) {
219 		int_cause_hi = mv_gpio_reg_read(GPIO_HI_INT_CAUSE);
220 		gpio_val_hi = mv_gpio_reg_read(GPIO_HI_DATA_IN);
221 		gpio_val_hi &= int_cause_hi;
222 	}
223 
224 	i = 0;
225 	while (gpio_val != 0) {
226 		if (gpio_val & 1)
227 			mv_gpio_intr_handler(i);
228 		gpio_val >>= 1;
229 		i++;
230 	}
231 
232 	if (mv_gpio_softc->pin_num > GPIO_PINS_PER_REG) {
233 		i = 0;
234 		while (gpio_val_hi != 0) {
235 			if (gpio_val_hi & 1)
236 				mv_gpio_intr_handler(i + GPIO_PINS_PER_REG);
237 			gpio_val_hi >>= 1;
238 			i++;
239 		}
240 	}
241 
242 	return (FILTER_HANDLED);
243 }
244 
245 /*
246  * GPIO interrupt handling
247  */
248 
249 static struct intr_event *gpio_events[MV_GPIO_MAX_NPINS];
250 
251 int
252 mv_gpio_setup_intrhandler(const char *name, driver_filter_t *filt,
253     void (*hand)(void *), void *arg, int pin, int flags, void **cookiep)
254 {
255 	struct	intr_event *event;
256 	int	error;
257 
258 	if (pin < 0 || pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
259 		return (ENXIO);
260 	event = gpio_events[pin];
261 	if (event == NULL) {
262 		error = intr_event_create(&event, (void *)pin, 0, pin,
263 		    (void (*)(void *))mv_gpio_intr_mask,
264 		    (void (*)(void *))mv_gpio_intr_unmask,
265 		    (void (*)(void *))mv_gpio_int_ack,
266 		    NULL,
267 		    "gpio%d:", pin);
268 		if (error != 0)
269 			return (error);
270 		gpio_events[pin] = event;
271 	}
272 
273 	intr_event_add_handler(event, name, filt, hand, arg,
274 	    intr_priority(flags), flags, cookiep);
275 	return (0);
276 }
277 
278 void
279 mv_gpio_intr_mask(int pin)
280 {
281 
282 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
283 		return;
284 
285 	if (gpio_setup[pin] & MV_GPIO_IN_IRQ_EDGE)
286 		mv_gpio_edge(pin, 0);
287 	else
288 		mv_gpio_level(pin, 0);
289 }
290 
291 void
292 mv_gpio_intr_unmask(int pin)
293 {
294 
295 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
296 		return;
297 
298 	if (gpio_setup[pin] & MV_GPIO_IN_IRQ_EDGE)
299 		mv_gpio_edge(pin, 1);
300 	else
301 		mv_gpio_level(pin, 1);
302 }
303 
304 static void
305 mv_gpio_intr_handler(int pin)
306 {
307 	struct intr_event *event;
308 
309 	event = gpio_events[pin];
310 	if (event == NULL || TAILQ_EMPTY(&event->ie_handlers))
311 		return;
312 
313 	intr_event_handle(event, NULL);
314 }
315 
316 static int
317 mv_gpio_configure(uint32_t pin, uint32_t flags)
318 {
319 
320 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
321 		return (EINVAL);
322 
323 	if (flags & MV_GPIO_OUT_BLINK)
324 		mv_gpio_blink(pin, 1);
325 	if (flags & MV_GPIO_IN_POL_LOW)
326 		mv_gpio_polarity(pin, 1);
327 	if (flags & MV_GPIO_IN_IRQ_EDGE)
328 		mv_gpio_edge(pin, 1);
329 	if (flags & MV_GPIO_IN_IRQ_LEVEL)
330 		mv_gpio_level(pin, 1);
331 
332 	gpio_setup[pin] = flags;
333 
334 	return (0);
335 }
336 
337 void
338 mv_gpio_out(uint32_t pin, uint8_t val, uint8_t enable)
339 {
340 
341 	mv_gpio_value_set(pin, val);
342 	mv_gpio_out_en(pin, enable);
343 }
344 
345 uint8_t
346 mv_gpio_in(uint32_t pin)
347 {
348 
349 	return (mv_gpio_value_get(pin) ? 1 : 0);
350 }
351 
352 static uint32_t
353 mv_gpio_reg_read(uint32_t reg)
354 {
355 
356 	return (bus_space_read_4(mv_gpio_softc->bst,
357 	    mv_gpio_softc->bsh, reg));
358 }
359 
360 static void
361 mv_gpio_reg_write(uint32_t reg, uint32_t val)
362 {
363 
364 	bus_space_write_4(mv_gpio_softc->bst,
365 	    mv_gpio_softc->bsh, reg, val);
366 }
367 
368 static void
369 mv_gpio_reg_set(uint32_t reg, uint32_t pin)
370 {
371 	uint32_t reg_val;
372 
373 	reg_val = mv_gpio_reg_read(reg);
374 	reg_val |= GPIO(pin);
375 	mv_gpio_reg_write(reg, reg_val);
376 }
377 
378 static void
379 mv_gpio_reg_clear(uint32_t reg, uint32_t pin)
380 {
381 	uint32_t reg_val;
382 
383 	reg_val = mv_gpio_reg_read(reg);
384 	reg_val &= ~(GPIO(pin));
385 	mv_gpio_reg_write(reg, reg_val);
386 }
387 
388 static void
389 mv_gpio_out_en(uint32_t pin, uint8_t enable)
390 {
391 	uint32_t reg;
392 
393 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
394 		return;
395 
396 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
397 		reg = GPIO_HI_DATA_OUT_EN_CTRL;
398 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
399 	} else
400 		reg = GPIO_DATA_OUT_EN_CTRL;
401 
402 	if (enable)
403 		mv_gpio_reg_clear(reg, pin);
404 	else
405 		mv_gpio_reg_set(reg, pin);
406 }
407 
408 static void
409 mv_gpio_blink(uint32_t pin, uint8_t enable)
410 {
411 	uint32_t reg;
412 
413 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
414 		return;
415 
416 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
417 		reg = GPIO_HI_BLINK_EN;
418 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
419 	} else
420 		reg = GPIO_BLINK_EN;
421 
422 	if (enable)
423 		mv_gpio_reg_set(reg, pin);
424 	else
425 		mv_gpio_reg_clear(reg, pin);
426 }
427 
428 static void
429 mv_gpio_polarity(uint32_t pin, uint8_t enable)
430 {
431 	uint32_t reg;
432 
433 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
434 		return;
435 
436 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
437 		reg = GPIO_HI_DATA_IN_POLAR;
438 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
439 	} else
440 		reg = GPIO_DATA_IN_POLAR;
441 
442 	if (enable)
443 		mv_gpio_reg_set(reg, pin);
444 	else
445 		mv_gpio_reg_clear(reg, pin);
446 }
447 
448 static void
449 mv_gpio_level(uint32_t pin, uint8_t enable)
450 {
451 	uint32_t reg;
452 
453 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
454 		return;
455 
456 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
457 		reg = GPIO_HI_INT_LEV_MASK;
458 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
459 	} else
460 		reg = GPIO_INT_LEV_MASK;
461 
462 	if (enable)
463 		mv_gpio_reg_set(reg, pin);
464 	else
465 		mv_gpio_reg_clear(reg, pin);
466 }
467 
468 static void
469 mv_gpio_edge(uint32_t pin, uint8_t enable)
470 {
471 	uint32_t reg;
472 
473 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
474 		return;
475 
476 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
477 		reg = GPIO_HI_INT_EDGE_MASK;
478 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
479 	} else
480 		reg = GPIO_INT_EDGE_MASK;
481 
482 	if (enable)
483 		mv_gpio_reg_set(reg, pin);
484 	else
485 		mv_gpio_reg_clear(reg, pin);
486 }
487 
488 static void
489 mv_gpio_int_ack(uint32_t pin)
490 {
491 	uint32_t reg;
492 
493 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
494 		return;
495 
496 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
497 		reg = GPIO_HI_INT_CAUSE;
498 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
499 	} else
500 		reg = GPIO_INT_CAUSE;
501 
502 	mv_gpio_reg_clear(reg, pin);
503 }
504 
505 static uint32_t
506 mv_gpio_value_get(uint32_t pin)
507 {
508 	uint32_t reg, reg_val;
509 
510 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
511 		return (0);
512 
513 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
514 		reg = GPIO_HI_DATA_IN;
515 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
516 	} else
517 		reg = GPIO_DATA_IN;
518 
519 	reg_val = mv_gpio_reg_read(reg);
520 
521 	return (reg_val & GPIO(pin));
522 }
523 
524 static void
525 mv_gpio_value_set(uint32_t pin, uint8_t val)
526 {
527 	uint32_t reg;
528 
529 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
530 		return;
531 
532 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
533 		reg = GPIO_HI_DATA_OUT;
534 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
535 	} else
536 		reg = GPIO_DATA_OUT;
537 
538 	if (val)
539 		mv_gpio_reg_set(reg, pin);
540 	else
541 		mv_gpio_reg_clear(reg, pin);
542 }
543 
544 int
545 mv_handle_gpios_prop(phandle_t ctrl, pcell_t *gpios, int len)
546 {
547 	pcell_t gpio_cells, pincnt;
548 	int inc, t, tuples, tuple_size;
549 	int dir, flags, pin;
550 	u_long gpio_ctrl, size;
551 	struct mv_gpio_softc sc;
552 
553 	pincnt = 0;
554 	if (!OF_hasprop(ctrl, "gpio-controller"))
555 		/* Node is not a GPIO controller. */
556 		return (ENXIO);
557 
558 	if (OF_getprop(ctrl, "#gpio-cells", &gpio_cells, sizeof(pcell_t)) < 0)
559 		return (ENXIO);
560 
561 	gpio_cells = fdt32_to_cpu(gpio_cells);
562 	if (gpio_cells != 3)
563 		return (ENXIO);
564 
565 	tuple_size = gpio_cells * sizeof(pcell_t) + sizeof(phandle_t);
566 	tuples = len / tuple_size;
567 
568 	if (fdt_regsize(ctrl, &gpio_ctrl, &size))
569 		return (ENXIO);
570 
571 	if (OF_getprop(ctrl, "pin-count", &pincnt, sizeof(pcell_t)) < 0)
572 		return (ENXIO);
573 	sc.pin_num = fdt32_to_cpu(pincnt);
574 
575 	/*
576 	 * Skip controller reference, since controller's phandle is given
577 	 * explicitly (in a function argument).
578 	 */
579 	inc = sizeof(ihandle_t) / sizeof(pcell_t);
580 	gpios += inc;
581 
582 	for (t = 0; t < tuples; t++) {
583 		pin = fdt32_to_cpu(gpios[0]);
584 		dir = fdt32_to_cpu(gpios[1]);
585 		flags = fdt32_to_cpu(gpios[2]);
586 
587 		mv_gpio_configure(pin, flags);
588 
589 		if (dir == 1)
590 			/* Input. */
591 			mv_gpio_out_en(pin, 0);
592 		else {
593 			/* Output. */
594 			if (flags & MV_GPIO_OUT_OPEN_DRAIN)
595 				mv_gpio_out(pin, 0, 1);
596 
597 			if (flags & MV_GPIO_OUT_OPEN_SRC)
598 				mv_gpio_out(pin, 1, 1);
599 		}
600 		gpios += gpio_cells + inc;
601 	}
602 
603 	return (0);
604 }
605 
606 #define MAX_PINS_PER_NODE	5
607 #define GPIOS_PROP_CELLS	4
608 static int
609 mv_gpio_init(void)
610 {
611 	phandle_t child, parent, root, ctrl;
612 	pcell_t gpios[MAX_PINS_PER_NODE * GPIOS_PROP_CELLS];
613 	struct gpio_ctrl_entry *e;
614 	int len, rv;
615 
616 	root = OF_finddevice("/");
617 	len = 0;
618 	parent = root;
619 
620 	/* Traverse through entire tree to find nodes with 'gpios' prop */
621 	for (child = OF_child(parent); child != 0; child = OF_peer(child)) {
622 
623 		/* Find a 'leaf'. Start the search from this node. */
624 		while (OF_child(child)) {
625 			parent = child;
626 			child = OF_child(child);
627 		}
628 		if ((len = OF_getproplen(child, "gpios")) > 0) {
629 
630 			if (len > sizeof(gpios))
631 				return (ENXIO);
632 
633 			/* Get 'gpios' property. */
634 			OF_getprop(child, "gpios", &gpios, len);
635 
636 			e = (struct gpio_ctrl_entry *)&gpio_controllers;
637 
638 			/* Find and call a handler. */
639 			for (; e->compat; e++) {
640 				/*
641 				 * First cell of 'gpios' property should
642 				 * contain a ref. to a node defining GPIO
643 				 * controller.
644 				 */
645 				ctrl = OF_node_from_xref(fdt32_to_cpu(gpios[0]));
646 
647 				if (fdt_is_compatible(ctrl, e->compat))
648 					/* Call a handler. */
649 					if ((rv = e->handler(ctrl,
650 					    (pcell_t *)&gpios, len)))
651 						return (rv);
652 			}
653 		}
654 
655 		if (OF_peer(child) == 0) {
656 			/* No more siblings. */
657 			child = parent;
658 			parent = OF_parent(child);
659 		}
660 	}
661 	return (0);
662 }
663