xref: /linux/drivers/gpio/gpio-dln2.c (revision b85d45947951d23cb22d90caecf4c1eb81342c96)
1 /*
2  * Driver for the Diolan DLN-2 USB-GPIO adapter
3  *
4  * Copyright (c) 2014 Intel Corporation
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
8  * published by the Free Software Foundation, version 2.
9  */
10 
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/slab.h>
14 #include <linux/types.h>
15 #include <linux/irqdomain.h>
16 #include <linux/irq.h>
17 #include <linux/irqchip/chained_irq.h>
18 #include <linux/gpio.h>
19 #include <linux/gpio/driver.h>
20 #include <linux/platform_device.h>
21 #include <linux/mfd/dln2.h>
22 
23 #define DLN2_GPIO_ID			0x01
24 
25 #define DLN2_GPIO_GET_PIN_COUNT		DLN2_CMD(0x01, DLN2_GPIO_ID)
26 #define DLN2_GPIO_SET_DEBOUNCE		DLN2_CMD(0x04, DLN2_GPIO_ID)
27 #define DLN2_GPIO_GET_DEBOUNCE		DLN2_CMD(0x05, DLN2_GPIO_ID)
28 #define DLN2_GPIO_PORT_GET_VAL		DLN2_CMD(0x06, DLN2_GPIO_ID)
29 #define DLN2_GPIO_PIN_GET_VAL		DLN2_CMD(0x0B, DLN2_GPIO_ID)
30 #define DLN2_GPIO_PIN_SET_OUT_VAL	DLN2_CMD(0x0C, DLN2_GPIO_ID)
31 #define DLN2_GPIO_PIN_GET_OUT_VAL	DLN2_CMD(0x0D, DLN2_GPIO_ID)
32 #define DLN2_GPIO_CONDITION_MET_EV	DLN2_CMD(0x0F, DLN2_GPIO_ID)
33 #define DLN2_GPIO_PIN_ENABLE		DLN2_CMD(0x10, DLN2_GPIO_ID)
34 #define DLN2_GPIO_PIN_DISABLE		DLN2_CMD(0x11, DLN2_GPIO_ID)
35 #define DLN2_GPIO_PIN_SET_DIRECTION	DLN2_CMD(0x13, DLN2_GPIO_ID)
36 #define DLN2_GPIO_PIN_GET_DIRECTION	DLN2_CMD(0x14, DLN2_GPIO_ID)
37 #define DLN2_GPIO_PIN_SET_EVENT_CFG	DLN2_CMD(0x1E, DLN2_GPIO_ID)
38 #define DLN2_GPIO_PIN_GET_EVENT_CFG	DLN2_CMD(0x1F, DLN2_GPIO_ID)
39 
40 #define DLN2_GPIO_EVENT_NONE		0
41 #define DLN2_GPIO_EVENT_CHANGE		1
42 #define DLN2_GPIO_EVENT_LVL_HIGH	2
43 #define DLN2_GPIO_EVENT_LVL_LOW		3
44 #define DLN2_GPIO_EVENT_CHANGE_RISING	0x11
45 #define DLN2_GPIO_EVENT_CHANGE_FALLING  0x21
46 #define DLN2_GPIO_EVENT_MASK		0x0F
47 
48 #define DLN2_GPIO_MAX_PINS 32
49 
50 struct dln2_gpio {
51 	struct platform_device *pdev;
52 	struct gpio_chip gpio;
53 
54 	/*
55 	 * Cache pin direction to save us one transfer, since the hardware has
56 	 * separate commands to read the in and out values.
57 	 */
58 	DECLARE_BITMAP(output_enabled, DLN2_GPIO_MAX_PINS);
59 
60 	/* active IRQs - not synced to hardware */
61 	DECLARE_BITMAP(unmasked_irqs, DLN2_GPIO_MAX_PINS);
62 	/* active IRQS - synced to hardware */
63 	DECLARE_BITMAP(enabled_irqs, DLN2_GPIO_MAX_PINS);
64 	int irq_type[DLN2_GPIO_MAX_PINS];
65 	struct mutex irq_lock;
66 };
67 
68 struct dln2_gpio_pin {
69 	__le16 pin;
70 };
71 
72 struct dln2_gpio_pin_val {
73 	__le16 pin __packed;
74 	u8 value;
75 };
76 
77 static int dln2_gpio_get_pin_count(struct platform_device *pdev)
78 {
79 	int ret;
80 	__le16 count;
81 	int len = sizeof(count);
82 
83 	ret = dln2_transfer_rx(pdev, DLN2_GPIO_GET_PIN_COUNT, &count, &len);
84 	if (ret < 0)
85 		return ret;
86 	if (len < sizeof(count))
87 		return -EPROTO;
88 
89 	return le16_to_cpu(count);
90 }
91 
92 static int dln2_gpio_pin_cmd(struct dln2_gpio *dln2, int cmd, unsigned pin)
93 {
94 	struct dln2_gpio_pin req = {
95 		.pin = cpu_to_le16(pin),
96 	};
97 
98 	return dln2_transfer_tx(dln2->pdev, cmd, &req, sizeof(req));
99 }
100 
101 static int dln2_gpio_pin_val(struct dln2_gpio *dln2, int cmd, unsigned int pin)
102 {
103 	int ret;
104 	struct dln2_gpio_pin req = {
105 		.pin = cpu_to_le16(pin),
106 	};
107 	struct dln2_gpio_pin_val rsp;
108 	int len = sizeof(rsp);
109 
110 	ret = dln2_transfer(dln2->pdev, cmd, &req, sizeof(req), &rsp, &len);
111 	if (ret < 0)
112 		return ret;
113 	if (len < sizeof(rsp) || req.pin != rsp.pin)
114 		return -EPROTO;
115 
116 	return rsp.value;
117 }
118 
119 static int dln2_gpio_pin_get_in_val(struct dln2_gpio *dln2, unsigned int pin)
120 {
121 	int ret;
122 
123 	ret = dln2_gpio_pin_val(dln2, DLN2_GPIO_PIN_GET_VAL, pin);
124 	if (ret < 0)
125 		return ret;
126 	return !!ret;
127 }
128 
129 static int dln2_gpio_pin_get_out_val(struct dln2_gpio *dln2, unsigned int pin)
130 {
131 	int ret;
132 
133 	ret = dln2_gpio_pin_val(dln2, DLN2_GPIO_PIN_GET_OUT_VAL, pin);
134 	if (ret < 0)
135 		return ret;
136 	return !!ret;
137 }
138 
139 static int dln2_gpio_pin_set_out_val(struct dln2_gpio *dln2,
140 				     unsigned int pin, int value)
141 {
142 	struct dln2_gpio_pin_val req = {
143 		.pin = cpu_to_le16(pin),
144 		.value = value,
145 	};
146 
147 	return dln2_transfer_tx(dln2->pdev, DLN2_GPIO_PIN_SET_OUT_VAL, &req,
148 				sizeof(req));
149 }
150 
151 #define DLN2_GPIO_DIRECTION_IN		0
152 #define DLN2_GPIO_DIRECTION_OUT		1
153 
154 static int dln2_gpio_request(struct gpio_chip *chip, unsigned offset)
155 {
156 	struct dln2_gpio *dln2 = container_of(chip, struct dln2_gpio, gpio);
157 	struct dln2_gpio_pin req = {
158 		.pin = cpu_to_le16(offset),
159 	};
160 	struct dln2_gpio_pin_val rsp;
161 	int len = sizeof(rsp);
162 	int ret;
163 
164 	ret = dln2_gpio_pin_cmd(dln2, DLN2_GPIO_PIN_ENABLE, offset);
165 	if (ret < 0)
166 		return ret;
167 
168 	/* cache the pin direction */
169 	ret = dln2_transfer(dln2->pdev, DLN2_GPIO_PIN_GET_DIRECTION,
170 			    &req, sizeof(req), &rsp, &len);
171 	if (ret < 0)
172 		return ret;
173 	if (len < sizeof(rsp) || req.pin != rsp.pin) {
174 		ret = -EPROTO;
175 		goto out_disable;
176 	}
177 
178 	switch (rsp.value) {
179 	case DLN2_GPIO_DIRECTION_IN:
180 		clear_bit(offset, dln2->output_enabled);
181 		return 0;
182 	case DLN2_GPIO_DIRECTION_OUT:
183 		set_bit(offset, dln2->output_enabled);
184 		return 0;
185 	default:
186 		ret = -EPROTO;
187 		goto out_disable;
188 	}
189 
190 out_disable:
191 	dln2_gpio_pin_cmd(dln2, DLN2_GPIO_PIN_DISABLE, offset);
192 	return ret;
193 }
194 
195 static void dln2_gpio_free(struct gpio_chip *chip, unsigned offset)
196 {
197 	struct dln2_gpio *dln2 = container_of(chip, struct dln2_gpio, gpio);
198 
199 	dln2_gpio_pin_cmd(dln2, DLN2_GPIO_PIN_DISABLE, offset);
200 }
201 
202 static int dln2_gpio_get_direction(struct gpio_chip *chip, unsigned offset)
203 {
204 	struct dln2_gpio *dln2 = container_of(chip, struct dln2_gpio, gpio);
205 
206 	if (test_bit(offset, dln2->output_enabled))
207 		return GPIOF_DIR_OUT;
208 
209 	return GPIOF_DIR_IN;
210 }
211 
212 static int dln2_gpio_get(struct gpio_chip *chip, unsigned int offset)
213 {
214 	struct dln2_gpio *dln2 = container_of(chip, struct dln2_gpio, gpio);
215 	int dir;
216 
217 	dir = dln2_gpio_get_direction(chip, offset);
218 	if (dir < 0)
219 		return dir;
220 
221 	if (dir == GPIOF_DIR_IN)
222 		return dln2_gpio_pin_get_in_val(dln2, offset);
223 
224 	return dln2_gpio_pin_get_out_val(dln2, offset);
225 }
226 
227 static void dln2_gpio_set(struct gpio_chip *chip, unsigned offset, int value)
228 {
229 	struct dln2_gpio *dln2 = container_of(chip, struct dln2_gpio, gpio);
230 
231 	dln2_gpio_pin_set_out_val(dln2, offset, value);
232 }
233 
234 static int dln2_gpio_set_direction(struct gpio_chip *chip, unsigned offset,
235 				   unsigned dir)
236 {
237 	struct dln2_gpio *dln2 = container_of(chip, struct dln2_gpio, gpio);
238 	struct dln2_gpio_pin_val req = {
239 		.pin = cpu_to_le16(offset),
240 		.value = dir,
241 	};
242 	int ret;
243 
244 	ret = dln2_transfer_tx(dln2->pdev, DLN2_GPIO_PIN_SET_DIRECTION,
245 			       &req, sizeof(req));
246 	if (ret < 0)
247 		return ret;
248 
249 	if (dir == DLN2_GPIO_DIRECTION_OUT)
250 		set_bit(offset, dln2->output_enabled);
251 	else
252 		clear_bit(offset, dln2->output_enabled);
253 
254 	return ret;
255 }
256 
257 static int dln2_gpio_direction_input(struct gpio_chip *chip, unsigned offset)
258 {
259 	return dln2_gpio_set_direction(chip, offset, DLN2_GPIO_DIRECTION_IN);
260 }
261 
262 static int dln2_gpio_direction_output(struct gpio_chip *chip, unsigned offset,
263 				      int value)
264 {
265 	struct dln2_gpio *dln2 = container_of(chip, struct dln2_gpio, gpio);
266 	int ret;
267 
268 	ret = dln2_gpio_pin_set_out_val(dln2, offset, value);
269 	if (ret < 0)
270 		return ret;
271 
272 	return dln2_gpio_set_direction(chip, offset, DLN2_GPIO_DIRECTION_OUT);
273 }
274 
275 static int dln2_gpio_set_debounce(struct gpio_chip *chip, unsigned offset,
276 				  unsigned debounce)
277 {
278 	struct dln2_gpio *dln2 = container_of(chip, struct dln2_gpio, gpio);
279 	__le32 duration = cpu_to_le32(debounce);
280 
281 	return dln2_transfer_tx(dln2->pdev, DLN2_GPIO_SET_DEBOUNCE,
282 				&duration, sizeof(duration));
283 }
284 
285 static int dln2_gpio_set_event_cfg(struct dln2_gpio *dln2, unsigned pin,
286 				   unsigned type, unsigned period)
287 {
288 	struct {
289 		__le16 pin;
290 		u8 type;
291 		__le16 period;
292 	} __packed req = {
293 		.pin = cpu_to_le16(pin),
294 		.type = type,
295 		.period = cpu_to_le16(period),
296 	};
297 
298 	return dln2_transfer_tx(dln2->pdev, DLN2_GPIO_PIN_SET_EVENT_CFG,
299 				&req, sizeof(req));
300 }
301 
302 static void dln2_irq_unmask(struct irq_data *irqd)
303 {
304 	struct gpio_chip *gc = irq_data_get_irq_chip_data(irqd);
305 	struct dln2_gpio *dln2 = container_of(gc, struct dln2_gpio, gpio);
306 	int pin = irqd_to_hwirq(irqd);
307 
308 	set_bit(pin, dln2->unmasked_irqs);
309 }
310 
311 static void dln2_irq_mask(struct irq_data *irqd)
312 {
313 	struct gpio_chip *gc = irq_data_get_irq_chip_data(irqd);
314 	struct dln2_gpio *dln2 = container_of(gc, struct dln2_gpio, gpio);
315 	int pin = irqd_to_hwirq(irqd);
316 
317 	clear_bit(pin, dln2->unmasked_irqs);
318 }
319 
320 static int dln2_irq_set_type(struct irq_data *irqd, unsigned type)
321 {
322 	struct gpio_chip *gc = irq_data_get_irq_chip_data(irqd);
323 	struct dln2_gpio *dln2 = container_of(gc, struct dln2_gpio, gpio);
324 	int pin = irqd_to_hwirq(irqd);
325 
326 	switch (type) {
327 	case IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH:
328 		dln2->irq_type[pin] = DLN2_GPIO_EVENT_LVL_HIGH;
329 		break;
330 	case IRQ_TYPE_LEVEL_LOW:
331 		dln2->irq_type[pin] = DLN2_GPIO_EVENT_LVL_LOW;
332 		break;
333 	case IRQ_TYPE_EDGE_BOTH:
334 		dln2->irq_type[pin] = DLN2_GPIO_EVENT_CHANGE;
335 		break;
336 	case IRQ_TYPE_EDGE_RISING:
337 		dln2->irq_type[pin] = DLN2_GPIO_EVENT_CHANGE_RISING;
338 		break;
339 	case IRQ_TYPE_EDGE_FALLING:
340 		dln2->irq_type[pin] = DLN2_GPIO_EVENT_CHANGE_FALLING;
341 		break;
342 	default:
343 		return -EINVAL;
344 	}
345 
346 	return 0;
347 }
348 
349 static void dln2_irq_bus_lock(struct irq_data *irqd)
350 {
351 	struct gpio_chip *gc = irq_data_get_irq_chip_data(irqd);
352 	struct dln2_gpio *dln2 = container_of(gc, struct dln2_gpio, gpio);
353 
354 	mutex_lock(&dln2->irq_lock);
355 }
356 
357 static void dln2_irq_bus_unlock(struct irq_data *irqd)
358 {
359 	struct gpio_chip *gc = irq_data_get_irq_chip_data(irqd);
360 	struct dln2_gpio *dln2 = container_of(gc, struct dln2_gpio, gpio);
361 	int pin = irqd_to_hwirq(irqd);
362 	int enabled, unmasked;
363 	unsigned type;
364 	int ret;
365 
366 	enabled = test_bit(pin, dln2->enabled_irqs);
367 	unmasked = test_bit(pin, dln2->unmasked_irqs);
368 
369 	if (enabled != unmasked) {
370 		if (unmasked) {
371 			type = dln2->irq_type[pin] & DLN2_GPIO_EVENT_MASK;
372 			set_bit(pin, dln2->enabled_irqs);
373 		} else {
374 			type = DLN2_GPIO_EVENT_NONE;
375 			clear_bit(pin, dln2->enabled_irqs);
376 		}
377 
378 		ret = dln2_gpio_set_event_cfg(dln2, pin, type, 0);
379 		if (ret)
380 			dev_err(dln2->gpio.dev, "failed to set event\n");
381 	}
382 
383 	mutex_unlock(&dln2->irq_lock);
384 }
385 
386 static struct irq_chip dln2_gpio_irqchip = {
387 	.name = "dln2-irq",
388 	.irq_mask = dln2_irq_mask,
389 	.irq_unmask = dln2_irq_unmask,
390 	.irq_set_type = dln2_irq_set_type,
391 	.irq_bus_lock = dln2_irq_bus_lock,
392 	.irq_bus_sync_unlock = dln2_irq_bus_unlock,
393 };
394 
395 static void dln2_gpio_event(struct platform_device *pdev, u16 echo,
396 			    const void *data, int len)
397 {
398 	int pin, irq;
399 
400 	const struct {
401 		__le16 count;
402 		__u8 type;
403 		__le16 pin;
404 		__u8 value;
405 	} __packed *event = data;
406 	struct dln2_gpio *dln2 = platform_get_drvdata(pdev);
407 
408 	if (len < sizeof(*event)) {
409 		dev_err(dln2->gpio.dev, "short event message\n");
410 		return;
411 	}
412 
413 	pin = le16_to_cpu(event->pin);
414 	if (pin >= dln2->gpio.ngpio) {
415 		dev_err(dln2->gpio.dev, "out of bounds pin %d\n", pin);
416 		return;
417 	}
418 
419 	irq = irq_find_mapping(dln2->gpio.irqdomain, pin);
420 	if (!irq) {
421 		dev_err(dln2->gpio.dev, "pin %d not mapped to IRQ\n", pin);
422 		return;
423 	}
424 
425 	switch (dln2->irq_type[pin]) {
426 	case DLN2_GPIO_EVENT_CHANGE_RISING:
427 		if (event->value)
428 			generic_handle_irq(irq);
429 		break;
430 	case DLN2_GPIO_EVENT_CHANGE_FALLING:
431 		if (!event->value)
432 			generic_handle_irq(irq);
433 		break;
434 	default:
435 		generic_handle_irq(irq);
436 	}
437 }
438 
439 static int dln2_gpio_probe(struct platform_device *pdev)
440 {
441 	struct dln2_gpio *dln2;
442 	struct device *dev = &pdev->dev;
443 	int pins;
444 	int ret;
445 
446 	pins = dln2_gpio_get_pin_count(pdev);
447 	if (pins < 0) {
448 		dev_err(dev, "failed to get pin count: %d\n", pins);
449 		return pins;
450 	}
451 	if (pins > DLN2_GPIO_MAX_PINS) {
452 		pins = DLN2_GPIO_MAX_PINS;
453 		dev_warn(dev, "clamping pins to %d\n", DLN2_GPIO_MAX_PINS);
454 	}
455 
456 	dln2 = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*dln2), GFP_KERNEL);
457 	if (!dln2)
458 		return -ENOMEM;
459 
460 	mutex_init(&dln2->irq_lock);
461 
462 	dln2->pdev = pdev;
463 
464 	dln2->gpio.label = "dln2";
465 	dln2->gpio.dev = dev;
466 	dln2->gpio.owner = THIS_MODULE;
467 	dln2->gpio.base = -1;
468 	dln2->gpio.ngpio = pins;
469 	dln2->gpio.can_sleep = true;
470 	dln2->gpio.irq_not_threaded = true;
471 	dln2->gpio.set = dln2_gpio_set;
472 	dln2->gpio.get = dln2_gpio_get;
473 	dln2->gpio.request = dln2_gpio_request;
474 	dln2->gpio.free = dln2_gpio_free;
475 	dln2->gpio.get_direction = dln2_gpio_get_direction;
476 	dln2->gpio.direction_input = dln2_gpio_direction_input;
477 	dln2->gpio.direction_output = dln2_gpio_direction_output;
478 	dln2->gpio.set_debounce = dln2_gpio_set_debounce;
479 
480 	platform_set_drvdata(pdev, dln2);
481 
482 	ret = gpiochip_add(&dln2->gpio);
483 	if (ret < 0) {
484 		dev_err(dev, "failed to add gpio chip: %d\n", ret);
485 		goto out;
486 	}
487 
488 	ret = gpiochip_irqchip_add(&dln2->gpio, &dln2_gpio_irqchip, 0,
489 				   handle_simple_irq, IRQ_TYPE_NONE);
490 	if (ret < 0) {
491 		dev_err(dev, "failed to add irq chip: %d\n", ret);
492 		goto out_gpiochip_remove;
493 	}
494 
495 	ret = dln2_register_event_cb(pdev, DLN2_GPIO_CONDITION_MET_EV,
496 				     dln2_gpio_event);
497 	if (ret) {
498 		dev_err(dev, "failed to register event cb: %d\n", ret);
499 		goto out_gpiochip_remove;
500 	}
501 
502 	return 0;
503 
504 out_gpiochip_remove:
505 	gpiochip_remove(&dln2->gpio);
506 out:
507 	return ret;
508 }
509 
510 static int dln2_gpio_remove(struct platform_device *pdev)
511 {
512 	struct dln2_gpio *dln2 = platform_get_drvdata(pdev);
513 
514 	dln2_unregister_event_cb(pdev, DLN2_GPIO_CONDITION_MET_EV);
515 	gpiochip_remove(&dln2->gpio);
516 
517 	return 0;
518 }
519 
520 static struct platform_driver dln2_gpio_driver = {
521 	.driver.name	= "dln2-gpio",
522 	.probe		= dln2_gpio_probe,
523 	.remove		= dln2_gpio_remove,
524 };
525 
526 module_platform_driver(dln2_gpio_driver);
527 
528 MODULE_AUTHOR("Daniel Baluta <daniel.baluta@intel.com");
529 MODULE_DESCRIPTION("Driver for the Diolan DLN2 GPIO interface");
530 MODULE_LICENSE("GPL v2");
531 MODULE_ALIAS("platform:dln2-gpio");
532