xref: /freebsd/sys/arm/mv/gpio.c (revision f05cddf9)
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 
78 static void	mv_gpio_intr_handler(int pin);
79 static uint32_t	mv_gpio_reg_read(uint32_t reg);
80 static void	mv_gpio_reg_write(uint32_t reg, uint32_t val);
81 static void	mv_gpio_reg_set(uint32_t reg, uint32_t val);
82 static void	mv_gpio_reg_clear(uint32_t reg, uint32_t val);
83 
84 static void	mv_gpio_blink(uint32_t pin, uint8_t enable);
85 static void	mv_gpio_polarity(uint32_t pin, uint8_t enable);
86 static void	mv_gpio_level(uint32_t pin, uint8_t enable);
87 static void	mv_gpio_edge(uint32_t pin, uint8_t enable);
88 static void	mv_gpio_out_en(uint32_t pin, uint8_t enable);
89 static void	mv_gpio_int_ack(uint32_t pin);
90 static void	mv_gpio_value_set(uint32_t pin, uint8_t val);
91 static uint32_t	mv_gpio_value_get(uint32_t pin);
92 
93 static device_method_t mv_gpio_methods[] = {
94 	DEVMETHOD(device_probe,		mv_gpio_probe),
95 	DEVMETHOD(device_attach,	mv_gpio_attach),
96 	{ 0, 0 }
97 };
98 
99 static driver_t mv_gpio_driver = {
100 	"gpio",
101 	mv_gpio_methods,
102 	sizeof(struct mv_gpio_softc),
103 };
104 
105 static devclass_t mv_gpio_devclass;
106 
107 DRIVER_MODULE(gpio, simplebus, mv_gpio_driver, mv_gpio_devclass, 0, 0);
108 
109 typedef int (*gpios_phandler_t)(phandle_t, pcell_t *, int);
110 
111 struct gpio_ctrl_entry {
112 	const char		*compat;
113 	gpios_phandler_t	handler;
114 };
115 
116 int mv_handle_gpios_prop(phandle_t ctrl, pcell_t *gpios, int len);
117 int gpio_get_config_from_dt(void);
118 
119 struct gpio_ctrl_entry gpio_controllers[] = {
120 	{ "mrvl,gpio", &mv_handle_gpios_prop },
121 	{ NULL, NULL }
122 };
123 
124 static int
125 mv_gpio_probe(device_t dev)
126 {
127 
128 	if (!ofw_bus_is_compatible(dev, "mrvl,gpio"))
129 		return (ENXIO);
130 
131 	device_set_desc(dev, "Marvell Integrated GPIO Controller");
132 	return (0);
133 }
134 
135 static int
136 mv_gpio_attach(device_t dev)
137 {
138 	int error, i;
139 	struct mv_gpio_softc *sc;
140 	uint32_t dev_id, rev_id;
141 
142 	sc = (struct mv_gpio_softc *)device_get_softc(dev);
143 	if (sc == NULL)
144 		return (ENXIO);
145 
146 	mv_gpio_softc = sc;
147 
148 	/* Get chip id and revision */
149 	soc_id(&dev_id, &rev_id);
150 
151 	if (dev_id == MV_DEV_88F5182 ||
152 	    dev_id == MV_DEV_88F5281 ||
153 	    dev_id == MV_DEV_MV78100 ||
154 	    dev_id == MV_DEV_MV78100_Z0 ) {
155 		sc->pin_num = 32;
156 		sc->irq_num = 4;
157 
158 	} else if (dev_id == MV_DEV_88F6281 ||
159 	    dev_id == MV_DEV_88F6282) {
160 		sc->pin_num = 50;
161 		sc->irq_num = 7;
162 
163 	} else {
164 		device_printf(dev, "unknown chip id=0x%x\n", dev_id);
165 		return (ENXIO);
166 	}
167 
168 	error = bus_alloc_resources(dev, mv_gpio_res, sc->res);
169 	if (error) {
170 		device_printf(dev, "could not allocate resources\n");
171 		return (ENXIO);
172 	}
173 
174 	sc->bst = rman_get_bustag(sc->res[0]);
175 	sc->bsh = rman_get_bushandle(sc->res[0]);
176 
177 	/* Disable and clear all interrupts */
178 	bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh, GPIO_INT_EDGE_MASK, 0);
179 	bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh, GPIO_INT_LEV_MASK, 0);
180 	bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh, GPIO_INT_CAUSE, 0);
181 
182 	if (sc->pin_num > GPIO_PINS_PER_REG) {
183 		bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh,
184 		    GPIO_HI_INT_EDGE_MASK, 0);
185 		bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh,
186 		    GPIO_HI_INT_LEV_MASK, 0);
187 		bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh,
188 		    GPIO_HI_INT_CAUSE, 0);
189 	}
190 
191 	for (i = 0; i < sc->irq_num; i++) {
192 		if (bus_setup_intr(dev, sc->res[1 + i],
193 		    INTR_TYPE_MISC, mv_gpio_intr, NULL,
194 		    sc, &sc->ih_cookie[i]) != 0) {
195 			bus_release_resources(dev, mv_gpio_res, sc->res);
196 			device_printf(dev, "could not set up intr %d\n", i);
197 			return (ENXIO);
198 		}
199 	}
200 
201 	return (platform_gpio_init());
202 }
203 
204 static int
205 mv_gpio_intr(void *arg)
206 {
207 	uint32_t int_cause, gpio_val;
208 	uint32_t int_cause_hi, gpio_val_hi = 0;
209 	int i;
210 
211 	int_cause = mv_gpio_reg_read(GPIO_INT_CAUSE);
212 	gpio_val = mv_gpio_reg_read(GPIO_DATA_IN);
213 	gpio_val &= int_cause;
214 	if (mv_gpio_softc->pin_num > GPIO_PINS_PER_REG) {
215 		int_cause_hi = mv_gpio_reg_read(GPIO_HI_INT_CAUSE);
216 		gpio_val_hi = mv_gpio_reg_read(GPIO_HI_DATA_IN);
217 		gpio_val_hi &= int_cause_hi;
218 	}
219 
220 	i = 0;
221 	while (gpio_val != 0) {
222 		if (gpio_val & 1)
223 			mv_gpio_intr_handler(i);
224 		gpio_val >>= 1;
225 		i++;
226 	}
227 
228 	if (mv_gpio_softc->pin_num > GPIO_PINS_PER_REG) {
229 		i = 0;
230 		while (gpio_val_hi != 0) {
231 			if (gpio_val_hi & 1)
232 				mv_gpio_intr_handler(i + GPIO_PINS_PER_REG);
233 			gpio_val_hi >>= 1;
234 			i++;
235 		}
236 	}
237 
238 	return (FILTER_HANDLED);
239 }
240 
241 /*
242  * GPIO interrupt handling
243  */
244 
245 static struct intr_event *gpio_events[MV_GPIO_MAX_NPINS];
246 
247 int
248 mv_gpio_setup_intrhandler(const char *name, driver_filter_t *filt,
249     void (*hand)(void *), void *arg, int pin, int flags, void **cookiep)
250 {
251 	struct	intr_event *event;
252 	int	error;
253 
254 	if (pin < 0 || pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
255 		return (ENXIO);
256 	event = gpio_events[pin];
257 	if (event == NULL) {
258 		error = intr_event_create(&event, (void *)pin, 0, pin,
259 		    (void (*)(void *))mv_gpio_intr_mask,
260 		    (void (*)(void *))mv_gpio_intr_unmask,
261 		    (void (*)(void *))mv_gpio_int_ack,
262 		    NULL,
263 		    "gpio%d:", pin);
264 		if (error != 0)
265 			return (error);
266 		gpio_events[pin] = event;
267 	}
268 
269 	intr_event_add_handler(event, name, filt, hand, arg,
270 	    intr_priority(flags), flags, cookiep);
271 	return (0);
272 }
273 
274 void
275 mv_gpio_intr_mask(int pin)
276 {
277 
278 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
279 		return;
280 
281 	if (gpio_setup[pin] & MV_GPIO_IN_IRQ_EDGE)
282 		mv_gpio_edge(pin, 0);
283 	else
284 		mv_gpio_level(pin, 0);
285 }
286 
287 void
288 mv_gpio_intr_unmask(int pin)
289 {
290 
291 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
292 		return;
293 
294 	if (gpio_setup[pin] & MV_GPIO_IN_IRQ_EDGE)
295 		mv_gpio_edge(pin, 1);
296 	else
297 		mv_gpio_level(pin, 1);
298 }
299 
300 static void
301 mv_gpio_intr_handler(int pin)
302 {
303 	struct intr_event *event;
304 
305 	event = gpio_events[pin];
306 	if (event == NULL || TAILQ_EMPTY(&event->ie_handlers))
307 		return;
308 
309 	intr_event_handle(event, NULL);
310 }
311 
312 static int
313 mv_gpio_configure(uint32_t pin, uint32_t flags)
314 {
315 
316 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
317 		return (EINVAL);
318 
319 	if (flags & MV_GPIO_OUT_BLINK)
320 		mv_gpio_blink(pin, 1);
321 	if (flags & MV_GPIO_IN_POL_LOW)
322 		mv_gpio_polarity(pin, 1);
323 	if (flags & MV_GPIO_IN_IRQ_EDGE)
324 		mv_gpio_edge(pin, 1);
325 	if (flags & MV_GPIO_IN_IRQ_LEVEL)
326 		mv_gpio_level(pin, 1);
327 
328 	gpio_setup[pin] = flags;
329 
330 	return (0);
331 }
332 
333 void
334 mv_gpio_out(uint32_t pin, uint8_t val, uint8_t enable)
335 {
336 
337 	mv_gpio_value_set(pin, val);
338 	mv_gpio_out_en(pin, enable);
339 }
340 
341 uint8_t
342 mv_gpio_in(uint32_t pin)
343 {
344 
345 	return (mv_gpio_value_get(pin) ? 1 : 0);
346 }
347 
348 static uint32_t
349 mv_gpio_reg_read(uint32_t reg)
350 {
351 
352 	return (bus_space_read_4(mv_gpio_softc->bst,
353 	    mv_gpio_softc->bsh, reg));
354 }
355 
356 static void
357 mv_gpio_reg_write(uint32_t reg, uint32_t val)
358 {
359 
360 	bus_space_write_4(mv_gpio_softc->bst,
361 	    mv_gpio_softc->bsh, reg, val);
362 }
363 
364 static void
365 mv_gpio_reg_set(uint32_t reg, uint32_t pin)
366 {
367 	uint32_t reg_val;
368 
369 	reg_val = mv_gpio_reg_read(reg);
370 	reg_val |= GPIO(pin);
371 	mv_gpio_reg_write(reg, reg_val);
372 }
373 
374 static void
375 mv_gpio_reg_clear(uint32_t reg, uint32_t pin)
376 {
377 	uint32_t reg_val;
378 
379 	reg_val = mv_gpio_reg_read(reg);
380 	reg_val &= ~(GPIO(pin));
381 	mv_gpio_reg_write(reg, reg_val);
382 }
383 
384 static void
385 mv_gpio_out_en(uint32_t pin, uint8_t enable)
386 {
387 	uint32_t reg;
388 
389 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
390 		return;
391 
392 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
393 		reg = GPIO_HI_DATA_OUT_EN_CTRL;
394 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
395 	} else
396 		reg = GPIO_DATA_OUT_EN_CTRL;
397 
398 	if (enable)
399 		mv_gpio_reg_clear(reg, pin);
400 	else
401 		mv_gpio_reg_set(reg, pin);
402 }
403 
404 static void
405 mv_gpio_blink(uint32_t pin, uint8_t enable)
406 {
407 	uint32_t reg;
408 
409 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
410 		return;
411 
412 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
413 		reg = GPIO_HI_BLINK_EN;
414 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
415 	} else
416 		reg = GPIO_BLINK_EN;
417 
418 	if (enable)
419 		mv_gpio_reg_set(reg, pin);
420 	else
421 		mv_gpio_reg_clear(reg, pin);
422 }
423 
424 static void
425 mv_gpio_polarity(uint32_t pin, uint8_t enable)
426 {
427 	uint32_t reg;
428 
429 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
430 		return;
431 
432 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
433 		reg = GPIO_HI_DATA_IN_POLAR;
434 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
435 	} else
436 		reg = GPIO_DATA_IN_POLAR;
437 
438 	if (enable)
439 		mv_gpio_reg_set(reg, pin);
440 	else
441 		mv_gpio_reg_clear(reg, pin);
442 }
443 
444 static void
445 mv_gpio_level(uint32_t pin, uint8_t enable)
446 {
447 	uint32_t reg;
448 
449 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
450 		return;
451 
452 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
453 		reg = GPIO_HI_INT_LEV_MASK;
454 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
455 	} else
456 		reg = GPIO_INT_LEV_MASK;
457 
458 	if (enable)
459 		mv_gpio_reg_set(reg, pin);
460 	else
461 		mv_gpio_reg_clear(reg, pin);
462 }
463 
464 static void
465 mv_gpio_edge(uint32_t pin, uint8_t enable)
466 {
467 	uint32_t reg;
468 
469 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
470 		return;
471 
472 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
473 		reg = GPIO_HI_INT_EDGE_MASK;
474 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
475 	} else
476 		reg = GPIO_INT_EDGE_MASK;
477 
478 	if (enable)
479 		mv_gpio_reg_set(reg, pin);
480 	else
481 		mv_gpio_reg_clear(reg, pin);
482 }
483 
484 static void
485 mv_gpio_int_ack(uint32_t pin)
486 {
487 	uint32_t reg;
488 
489 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
490 		return;
491 
492 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
493 		reg = GPIO_HI_INT_CAUSE;
494 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
495 	} else
496 		reg = GPIO_INT_CAUSE;
497 
498 	mv_gpio_reg_clear(reg, pin);
499 }
500 
501 static uint32_t
502 mv_gpio_value_get(uint32_t pin)
503 {
504 	uint32_t reg, reg_val;
505 
506 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
507 		return (0);
508 
509 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
510 		reg = GPIO_HI_DATA_IN;
511 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
512 	} else
513 		reg = GPIO_DATA_IN;
514 
515 	reg_val = mv_gpio_reg_read(reg);
516 
517 	return (reg_val & GPIO(pin));
518 }
519 
520 static void
521 mv_gpio_value_set(uint32_t pin, uint8_t val)
522 {
523 	uint32_t reg;
524 
525 	if (pin >= mv_gpio_softc->pin_num)
526 		return;
527 
528 	if (pin >= GPIO_PINS_PER_REG) {
529 		reg = GPIO_HI_DATA_OUT;
530 		pin -= GPIO_PINS_PER_REG;
531 	} else
532 		reg = GPIO_DATA_OUT;
533 
534 	if (val)
535 		mv_gpio_reg_set(reg, pin);
536 	else
537 		mv_gpio_reg_clear(reg, pin);
538 }
539 
540 int
541 mv_handle_gpios_prop(phandle_t ctrl, pcell_t *gpios, int len)
542 {
543 	pcell_t gpio_cells, pincnt;
544 	int inc, t, tuples, tuple_size;
545 	int dir, flags, pin;
546 	u_long gpio_ctrl, size;
547 	struct mv_gpio_softc sc;
548 
549 	pincnt = 0;
550 	if (!OF_hasprop(ctrl, "gpio-controller"))
551 		/* Node is not a GPIO controller. */
552 		return (ENXIO);
553 
554 	if (OF_getprop(ctrl, "#gpio-cells", &gpio_cells, sizeof(pcell_t)) < 0)
555 		return (ENXIO);
556 
557 	gpio_cells = fdt32_to_cpu(gpio_cells);
558 	if (gpio_cells != 3)
559 		return (ENXIO);
560 
561 	tuple_size = gpio_cells * sizeof(pcell_t) + sizeof(phandle_t);
562 	tuples = len / tuple_size;
563 
564 	if (fdt_regsize(ctrl, &gpio_ctrl, &size))
565 		return (ENXIO);
566 
567 	if (OF_getprop(ctrl, "pin-count", &pincnt, sizeof(pcell_t)) < 0)
568 		return (ENXIO);
569 	sc.pin_num = fdt32_to_cpu(pincnt);
570 
571 	/*
572 	 * Skip controller reference, since controller's phandle is given
573 	 * explicitly (in a function argument).
574 	 */
575 	inc = sizeof(ihandle_t) / sizeof(pcell_t);
576 	gpios += inc;
577 
578 	for (t = 0; t < tuples; t++) {
579 		pin = fdt32_to_cpu(gpios[0]);
580 		dir = fdt32_to_cpu(gpios[1]);
581 		flags = fdt32_to_cpu(gpios[2]);
582 
583 		mv_gpio_configure(pin, flags);
584 
585 		if (dir == 1)
586 			/* Input. */
587 			mv_gpio_out_en(pin, 0);
588 		else {
589 			/* Output. */
590 			if (flags & MV_GPIO_OUT_OPEN_DRAIN)
591 				mv_gpio_out(pin, 0, 1);
592 
593 			if (flags & MV_GPIO_OUT_OPEN_SRC)
594 				mv_gpio_out(pin, 1, 1);
595 		}
596 		gpios += gpio_cells + inc;
597 	}
598 
599 	return (0);
600 }
601 
602 #define MAX_PINS_PER_NODE	5
603 #define GPIOS_PROP_CELLS	4
604 int
605 platform_gpio_init(void)
606 {
607 	phandle_t child, parent, root, ctrl;
608 	ihandle_t ctrl_ihandle;
609 	pcell_t gpios[MAX_PINS_PER_NODE * GPIOS_PROP_CELLS];
610 	struct gpio_ctrl_entry *e;
611 	int len, rv;
612 
613 	root = OF_finddevice("/");
614 	len = 0;
615 	parent = root;
616 
617 	/* Traverse through entire tree to find nodes with 'gpios' prop */
618 	for (child = OF_child(parent); child != 0; child = OF_peer(child)) {
619 
620 		/* Find a 'leaf'. Start the search from this node. */
621 		while (OF_child(child)) {
622 			parent = child;
623 			child = OF_child(child);
624 		}
625 		if ((len = OF_getproplen(child, "gpios")) > 0) {
626 
627 			if (len > sizeof(gpios))
628 				return (ENXIO);
629 
630 			/* Get 'gpios' property. */
631 			OF_getprop(child, "gpios", &gpios, len);
632 
633 			e = (struct gpio_ctrl_entry *)&gpio_controllers;
634 
635 			/* Find and call a handler. */
636 			for (; e->compat; e++) {
637 				/*
638 				 * First cell of 'gpios' property should
639 				 * contain a ref. to a node defining GPIO
640 				 * controller.
641 				 */
642 				ctrl_ihandle = (ihandle_t)gpios[0];
643 				ctrl_ihandle = fdt32_to_cpu(ctrl_ihandle);
644 				ctrl = OF_instance_to_package(ctrl_ihandle);
645 
646 				if (fdt_is_compatible(ctrl, e->compat))
647 					/* Call a handler. */
648 					if ((rv = e->handler(ctrl,
649 					    (pcell_t *)&gpios, len)))
650 						return (rv);
651 			}
652 		}
653 
654 		if (OF_peer(child) == 0) {
655 			/* No more siblings. */
656 			child = parent;
657 			parent = OF_parent(child);
658 		}
659 	}
660 	return (0);
661 }
662