Home | History | Annotate | Line # | Download | only in ti
ti_gpio.c revision 1.14
      1 /* $NetBSD: ti_gpio.c,v 1.14 2021/08/07 16:18:46 thorpej Exp $ */
      2 
      3 /*-
      4  * Copyright (c) 2019 Jared McNeill <jmcneill (at) invisible.ca>
      5  * All rights reserved.
      6  *
      7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
      8  * modification, are permitted provided that the following conditions
      9  * are met:
     10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
     11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
     12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
     13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
     14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
     15  *
     16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
     17  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
     18  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
     19  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
     20  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
     21  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
     22  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
     23  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
     24  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
     25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
     26  * SUCH DAMAGE.
     27  */
     28 
     29 #include <sys/cdefs.h>
     30 __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: ti_gpio.c,v 1.14 2021/08/07 16:18:46 thorpej Exp $");
     31 
     32 #include <sys/param.h>
     33 #include <sys/bitops.h>
     34 #include <sys/bus.h>
     35 #include <sys/device.h>
     36 #include <sys/gpio.h>
     37 #include <sys/intr.h>
     38 #include <sys/kmem.h>
     39 #include <sys/lwp.h>
     40 #include <sys/mutex.h>
     41 #include <sys/systm.h>
     42 
     43 #include <dev/fdt/fdtvar.h>
     44 #include <dev/gpio/gpiovar.h>
     45 
     46 #include <arm/ti/ti_prcm.h>
     47 
     48 #define	TI_GPIO_NPINS			32
     49 
     50 enum ti_gpio_type {
     51 	TI_GPIO_OMAP3,
     52 	TI_GPIO_OMAP4,
     53 	TI_NGPIO
     54 };
     55 
     56 enum {
     57 	GPIO_IRQSTATUS1,
     58 	GPIO_IRQENABLE1,	/* OMAP3 */
     59 	GPIO_IRQENABLE1_SET,	/* OMAP4 */
     60 	GPIO_IRQENABLE1_CLR,	/* OMAP4 */
     61 	GPIO_OE,
     62 	GPIO_DATAIN,
     63 	GPIO_DATAOUT,
     64 	GPIO_LEVELDETECT0,
     65 	GPIO_LEVELDETECT1,
     66 	GPIO_RISINGDETECT,
     67 	GPIO_FALLINGDETECT,
     68 	GPIO_CLEARDATAOUT,
     69 	GPIO_SETDATAOUT,
     70 	GPIO_NREG
     71 };
     72 
     73 static const u_int ti_gpio_regmap[TI_NGPIO][GPIO_NREG] = {
     74 	[TI_GPIO_OMAP3] = {
     75 		[GPIO_IRQSTATUS1]	= 0x18,
     76 		[GPIO_IRQENABLE1]	= 0x1c,
     77 		[GPIO_OE]		= 0x34,
     78 		[GPIO_DATAIN]		= 0x38,
     79 		[GPIO_DATAOUT]		= 0x3c,
     80 		[GPIO_LEVELDETECT0]	= 0x40,
     81 		[GPIO_LEVELDETECT1]	= 0x44,
     82 		[GPIO_RISINGDETECT]	= 0x48,
     83 		[GPIO_FALLINGDETECT]	= 0x4c,
     84 		[GPIO_CLEARDATAOUT]	= 0x90,
     85 		[GPIO_SETDATAOUT]	= 0x94,
     86 	},
     87 	[TI_GPIO_OMAP4] = {
     88 		[GPIO_IRQSTATUS1]	= 0x2c,
     89 		[GPIO_IRQENABLE1_SET]	= 0x34,
     90 		[GPIO_IRQENABLE1_CLR]	= 0x38,
     91 		[GPIO_OE]		= 0x134,
     92 		[GPIO_DATAIN]		= 0x138,
     93 		[GPIO_DATAOUT]		= 0x13c,
     94 		[GPIO_LEVELDETECT0]	= 0x140,
     95 		[GPIO_LEVELDETECT1]	= 0x144,
     96 		[GPIO_RISINGDETECT]	= 0x148,
     97 		[GPIO_FALLINGDETECT]	= 0x14c,
     98 		[GPIO_CLEARDATAOUT]	= 0x190,
     99 		[GPIO_SETDATAOUT]	= 0x194,
    100 	},
    101 };
    102 
    103 static const struct device_compatible_entry compat_data[] = {
    104 	{ .compat = "ti,omap3-gpio",	.value = TI_GPIO_OMAP3 },
    105 	{ .compat = "ti,omap4-gpio",	.value = TI_GPIO_OMAP4 },
    106 	DEVICE_COMPAT_EOL
    107 };
    108 
    109 struct ti_gpio_intr {
    110 	u_int intr_pin;
    111 	int (*intr_func)(void *);
    112 	void *intr_arg;
    113 	bool intr_mpsafe;
    114 };
    115 
    116 struct ti_gpio_softc {
    117 	device_t sc_dev;
    118 	bus_space_tag_t sc_bst;
    119 	bus_space_handle_t sc_bsh;
    120 	kmutex_t sc_lock;
    121 	enum ti_gpio_type sc_type;
    122 	const char *sc_modname;
    123 	void *sc_ih;
    124 
    125 	struct gpio_chipset_tag sc_gp;
    126 	gpio_pin_t sc_pins[TI_GPIO_NPINS];
    127 	bool sc_pinout[TI_GPIO_NPINS];
    128 	struct ti_gpio_intr sc_intr[TI_GPIO_NPINS];
    129 	device_t sc_gpiodev;
    130 };
    131 
    132 struct ti_gpio_pin {
    133 	struct ti_gpio_softc *pin_sc;
    134 	u_int pin_nr;
    135 	int pin_flags;
    136 	bool pin_actlo;
    137 };
    138 
    139 #define RD4(sc, reg) 		\
    140     bus_space_read_4((sc)->sc_bst, (sc)->sc_bsh, ti_gpio_regmap[(sc)->sc_type][(reg)])
    141 #define WR4(sc, reg, val) 	\
    142     bus_space_write_4((sc)->sc_bst, (sc)->sc_bsh, ti_gpio_regmap[(sc)->sc_type][(reg)], (val))
    143 
    144 static int	ti_gpio_match(device_t, cfdata_t, void *);
    145 static void	ti_gpio_attach(device_t, device_t, void *);
    146 
    147 CFATTACH_DECL_NEW(ti_gpio, sizeof(struct ti_gpio_softc),
    148 	ti_gpio_match, ti_gpio_attach, NULL, NULL);
    149 
    150 static int
    151 ti_gpio_ctl(struct ti_gpio_softc *sc, u_int pin, int flags)
    152 {
    153 	uint32_t oe;
    154 
    155 	KASSERT(mutex_owned(&sc->sc_lock));
    156 
    157 	oe = RD4(sc, GPIO_OE);
    158 	if (flags & GPIO_PIN_INPUT)
    159 		oe |= __BIT(pin);
    160 	else if (flags & GPIO_PIN_OUTPUT)
    161 		oe &= ~__BIT(pin);
    162 	WR4(sc, GPIO_OE, oe);
    163 
    164 	sc->sc_pinout[pin] = (flags & GPIO_PIN_OUTPUT) != 0;
    165 
    166 	return 0;
    167 }
    168 
    169 static void *
    170 ti_gpio_acquire(device_t dev, const void *data, size_t len, int flags)
    171 {
    172 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(dev);
    173 	struct ti_gpio_pin *gpin;
    174 	const u_int *gpio = data;
    175 	int error;
    176 
    177 	if (len != 12)
    178 		return NULL;
    179 
    180 	const uint8_t pin = be32toh(gpio[1]) & 0xff;
    181 	const bool actlo = be32toh(gpio[2]) & 1;
    182 
    183 	if (pin >= __arraycount(sc->sc_pins))
    184 		return NULL;
    185 
    186 	mutex_enter(&sc->sc_lock);
    187 	error = ti_gpio_ctl(sc, pin, flags);
    188 	mutex_exit(&sc->sc_lock);
    189 
    190 	if (error != 0)
    191 		return NULL;
    192 
    193 	gpin = kmem_zalloc(sizeof(*gpin), KM_SLEEP);
    194 	gpin->pin_sc = sc;
    195 	gpin->pin_nr = pin;
    196 	gpin->pin_flags = flags;
    197 	gpin->pin_actlo = actlo;
    198 
    199 	return gpin;
    200 }
    201 
    202 static void
    203 ti_gpio_release(device_t dev, void *priv)
    204 {
    205 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(dev);
    206 	struct ti_gpio_pin *pin = priv;
    207 
    208 	mutex_enter(&sc->sc_lock);
    209 	ti_gpio_ctl(pin->pin_sc, pin->pin_nr, GPIO_PIN_INPUT);
    210 	mutex_exit(&sc->sc_lock);
    211 
    212 	kmem_free(pin, sizeof(*pin));
    213 }
    214 
    215 static int
    216 ti_gpio_read(device_t dev, void *priv, bool raw)
    217 {
    218 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(dev);
    219 	struct ti_gpio_pin *pin = priv;
    220 	uint32_t data;
    221 	int val;
    222 
    223 	KASSERT(sc == pin->pin_sc);
    224 
    225 	const uint32_t data_mask = __BIT(pin->pin_nr);
    226 
    227 	/* No lock required for reads */
    228 	if (sc->sc_pinout[pin->pin_nr])
    229 		data = RD4(sc, GPIO_DATAOUT);
    230 	else
    231 		data = RD4(sc, GPIO_DATAIN);
    232 	val = __SHIFTOUT(data, data_mask);
    233 	if (!raw && pin->pin_actlo)
    234 		val = !val;
    235 
    236 	return val;
    237 }
    238 
    239 static void
    240 ti_gpio_write(device_t dev, void *priv, int val, bool raw)
    241 {
    242 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(dev);
    243 	struct ti_gpio_pin *pin = priv;
    244 
    245 	KASSERT(sc == pin->pin_sc);
    246 
    247 	const uint32_t data_mask = __BIT(pin->pin_nr);
    248 
    249 	if (!raw && pin->pin_actlo)
    250 		val = !val;
    251 
    252 	const u_int data_reg = val ? GPIO_SETDATAOUT : GPIO_CLEARDATAOUT;
    253 
    254 	WR4(sc, data_reg, data_mask);
    255 }
    256 
    257 static struct fdtbus_gpio_controller_func ti_gpio_funcs = {
    258 	.acquire = ti_gpio_acquire,
    259 	.release = ti_gpio_release,
    260 	.read = ti_gpio_read,
    261 	.write = ti_gpio_write,
    262 };
    263 
    264 static void
    265 ti_gpio_intr_disestablish(device_t dev, void *ih)
    266 {
    267 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(dev);
    268 	struct ti_gpio_intr *intr = ih;
    269 	const u_int pin = intr->intr_pin;
    270 	const uint32_t pin_mask = __BIT(pin);
    271 	uint32_t val;
    272 
    273 	/* Disable interrupts */
    274 	if (sc->sc_type == TI_GPIO_OMAP3) {
    275 		val = RD4(sc, GPIO_IRQENABLE1);
    276 		WR4(sc, GPIO_IRQENABLE1, val & ~pin_mask);
    277 	} else {
    278 		WR4(sc, GPIO_IRQENABLE1_CLR, pin_mask);
    279 	}
    280 
    281 	intr->intr_func = NULL;
    282 	intr->intr_arg = NULL;
    283 }
    284 
    285 static void *
    286 ti_gpio_intr_establish(device_t dev, u_int *specifier, int ipl, int flags,
    287     int (*func)(void *), void *arg, const char *xname)
    288 {
    289 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(dev);
    290 	uint32_t val;
    291 
    292 	/* 1st cell is the pin */
    293 	/* 2nd cell is flags */
    294 	const u_int pin = be32toh(specifier[0]);
    295 	const u_int type = be32toh(specifier[2]) & 0xf;
    296 
    297 	if (ipl != IPL_VM || pin >= __arraycount(sc->sc_pins))
    298 		return NULL;
    299 
    300 	/*
    301 	 * Enabling both high and low level triggers will cause the GPIO
    302 	 * controller to always assert the interrupt.
    303 	 */
    304 	if ((type & (FDT_INTR_TYPE_LOW_LEVEL|FDT_INTR_TYPE_HIGH_LEVEL)) ==
    305 	    (FDT_INTR_TYPE_LOW_LEVEL|FDT_INTR_TYPE_HIGH_LEVEL))
    306 		return NULL;
    307 
    308 	if (sc->sc_intr[pin].intr_func != NULL)
    309 		return NULL;
    310 
    311 	/* Set pin as input */
    312 	if (ti_gpio_ctl(sc, pin, GPIO_PIN_INPUT) != 0)
    313 		return NULL;
    314 
    315 	sc->sc_intr[pin].intr_pin = pin;
    316 	sc->sc_intr[pin].intr_func = func;
    317 	sc->sc_intr[pin].intr_arg = arg;
    318 	sc->sc_intr[pin].intr_mpsafe = (flags & FDT_INTR_MPSAFE) != 0;
    319 
    320 	const uint32_t pin_mask = __BIT(pin);
    321 
    322 	/* Configure triggers */
    323 	val = RD4(sc, GPIO_LEVELDETECT0);
    324 	if ((type & FDT_INTR_TYPE_LOW_LEVEL) != 0)
    325 		val |= pin_mask;
    326 	else
    327 		val &= ~pin_mask;
    328 	WR4(sc, GPIO_LEVELDETECT0, val);
    329 
    330 	val = RD4(sc, GPIO_LEVELDETECT1);
    331 	if ((type & FDT_INTR_TYPE_HIGH_LEVEL) != 0)
    332 		val |= pin_mask;
    333 	else
    334 		val &= ~pin_mask;
    335 	WR4(sc, GPIO_LEVELDETECT1, val);
    336 
    337 	val = RD4(sc, GPIO_RISINGDETECT);
    338 	if ((type & FDT_INTR_TYPE_POS_EDGE) != 0)
    339 		val |= pin_mask;
    340 	else
    341 		val &= ~pin_mask;
    342 	WR4(sc, GPIO_RISINGDETECT, val);
    343 
    344 	val = RD4(sc, GPIO_FALLINGDETECT);
    345 	if ((type & FDT_INTR_TYPE_NEG_EDGE) != 0)
    346 		val |= pin_mask;
    347 	else
    348 		val &= ~pin_mask;
    349 	WR4(sc, GPIO_FALLINGDETECT, val);
    350 
    351 	/* Enable interrupts */
    352 	if (sc->sc_type == TI_GPIO_OMAP3) {
    353 		val = RD4(sc, GPIO_IRQENABLE1);
    354 		WR4(sc, GPIO_IRQENABLE1, val | pin_mask);
    355 	} else {
    356 		WR4(sc, GPIO_IRQENABLE1_SET, pin_mask);
    357 	}
    358 
    359 	return &sc->sc_intr[pin];
    360 }
    361 
    362 static bool
    363 ti_gpio_intrstr(device_t dev, u_int *specifier, char *buf, size_t buflen)
    364 {
    365 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(dev);
    366 
    367 	/* 1st cell is the pin */
    368 	/* 2nd cell is flags */
    369 	const u_int pin = be32toh(specifier[0]);
    370 
    371 	if (pin >= __arraycount(sc->sc_pins))
    372 		return false;
    373 
    374 	snprintf(buf, buflen, "%s pin %d", sc->sc_modname, pin);
    375 	return true;
    376 }
    377 
    378 static struct fdtbus_interrupt_controller_func ti_gpio_intrfuncs = {
    379 	.establish = ti_gpio_intr_establish,
    380 	.disestablish = ti_gpio_intr_disestablish,
    381 	.intrstr = ti_gpio_intrstr,
    382 };
    383 
    384 static int
    385 ti_gpio_pin_read(void *priv, int pin)
    386 {
    387 	struct ti_gpio_softc * const sc = priv;
    388 	uint32_t data;
    389 	int val;
    390 
    391 	KASSERT(pin < __arraycount(sc->sc_pins));
    392 
    393 	const uint32_t data_mask = __BIT(pin);
    394 
    395 	data = RD4(sc, GPIO_DATAIN);
    396 	val = __SHIFTOUT(data, data_mask);
    397 
    398 	return val;
    399 }
    400 
    401 static void
    402 ti_gpio_pin_write(void *priv, int pin, int val)
    403 {
    404 	struct ti_gpio_softc * const sc = priv;
    405 
    406 	KASSERT(pin < __arraycount(sc->sc_pins));
    407 
    408 	const u_int data_reg = val ? GPIO_SETDATAOUT : GPIO_CLEARDATAOUT;
    409 	const uint32_t data_mask = __BIT(pin);
    410 
    411 	WR4(sc, data_reg, data_mask);
    412 }
    413 
    414 static void
    415 ti_gpio_pin_ctl(void *priv, int pin, int flags)
    416 {
    417 	struct ti_gpio_softc * const sc = priv;
    418 
    419 	KASSERT(pin < __arraycount(sc->sc_pins));
    420 
    421 	mutex_enter(&sc->sc_lock);
    422 	ti_gpio_ctl(sc, pin, flags);
    423 	mutex_exit(&sc->sc_lock);
    424 }
    425 
    426 static void
    427 ti_gpio_attach_ports(struct ti_gpio_softc *sc)
    428 {
    429 	struct gpio_chipset_tag *gp = &sc->sc_gp;
    430 	struct gpiobus_attach_args gba;
    431 	u_int pin;
    432 
    433 	gp->gp_cookie = sc;
    434 	gp->gp_pin_read = ti_gpio_pin_read;
    435 	gp->gp_pin_write = ti_gpio_pin_write;
    436 	gp->gp_pin_ctl = ti_gpio_pin_ctl;
    437 
    438 	for (pin = 0; pin < __arraycount(sc->sc_pins); pin++) {
    439 		sc->sc_pins[pin].pin_num = pin;
    440 		sc->sc_pins[pin].pin_caps = GPIO_PIN_INPUT | GPIO_PIN_OUTPUT;
    441 		sc->sc_pins[pin].pin_state = ti_gpio_pin_read(sc, pin);
    442 	}
    443 
    444 	memset(&gba, 0, sizeof(gba));
    445 	gba.gba_gc = gp;
    446 	gba.gba_pins = sc->sc_pins;
    447 	gba.gba_npins = __arraycount(sc->sc_pins);
    448 	sc->sc_gpiodev = config_found(sc->sc_dev, &gba, NULL, CFARGS_NONE);
    449 }
    450 
    451 static int
    452 ti_gpio_intr(void *priv)
    453 {
    454 	struct ti_gpio_softc * const sc = priv;
    455 	uint32_t status;
    456 	u_int bit;
    457 	int rv = 0;
    458 
    459 	status = RD4(sc, GPIO_IRQSTATUS1);
    460 	WR4(sc, GPIO_IRQSTATUS1, status);
    461 
    462 	while ((bit = ffs32(status)) != 0) {
    463 		const u_int pin = bit - 1;
    464 		const uint32_t pin_mask = __BIT(pin);
    465 		struct ti_gpio_intr *intr = &sc->sc_intr[pin];
    466 		status &= ~pin_mask;
    467 		if (intr->intr_func == NULL)
    468 			continue;
    469 		if (!intr->intr_mpsafe)
    470 			KERNEL_LOCK(1, curlwp);
    471 		rv |= intr->intr_func(intr->intr_arg);
    472 		if (!intr->intr_mpsafe)
    473 			KERNEL_UNLOCK_ONE(curlwp);
    474 	}
    475 
    476 	return rv;
    477 }
    478 
    479 static int
    480 ti_gpio_match(device_t parent, cfdata_t cf, void *aux)
    481 {
    482 	struct fdt_attach_args * const faa = aux;
    483 
    484 	return of_compatible_match(faa->faa_phandle, compat_data);
    485 }
    486 
    487 static void
    488 ti_gpio_attach(device_t parent, device_t self, void *aux)
    489 {
    490 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(self);
    491 	struct fdt_attach_args * const faa = aux;
    492 	const int phandle = faa->faa_phandle;
    493 	char intrstr[128];
    494 	bus_addr_t addr;
    495 	bus_size_t size;
    496 
    497 	if (fdtbus_get_reg(phandle, 0, &addr, &size) != 0) {
    498 		aprint_error(": couldn't get registers\n");
    499 		return;
    500 	}
    501 	if (!fdtbus_intr_str(phandle, 0, intrstr, sizeof(intrstr))) {
    502 		aprint_error(": couldn't decode interrupt\n");
    503 		return;
    504 	}
    505 	if (ti_prcm_enable_hwmod(phandle, 0) != 0) {
    506 		aprint_error(": couldn't enable module\n");
    507 		return;
    508 	}
    509 
    510 	sc->sc_dev = self;
    511 	sc->sc_bst = faa->faa_bst;
    512 	if (bus_space_map(sc->sc_bst, addr, size, 0, &sc->sc_bsh) != 0) {
    513 		aprint_error(": couldn't map registers\n");
    514 		return;
    515 	}
    516 	sc->sc_type = of_compatible_lookup(phandle, compat_data)->value;
    517 	mutex_init(&sc->sc_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    518 
    519 	sc->sc_modname = fdtbus_get_string(phandle, "ti,hwmods");
    520 	if (sc->sc_modname == NULL)
    521 		sc->sc_modname = fdtbus_get_string(OF_parent(phandle), "ti,hwmods");
    522 	if (sc->sc_modname == NULL)
    523 		sc->sc_modname = kmem_asprintf("gpio@%" PRIxBUSADDR, addr);
    524 
    525 	aprint_naive("\n");
    526 	aprint_normal(": GPIO (%s)\n", sc->sc_modname);
    527 
    528 	fdtbus_register_gpio_controller(self, phandle, &ti_gpio_funcs);
    529 
    530 	ti_gpio_attach_ports(sc);
    531 
    532 	sc->sc_ih = fdtbus_intr_establish_xname(phandle, 0, IPL_VM,
    533 	    FDT_INTR_MPSAFE, ti_gpio_intr, sc, device_xname(self));
    534 	if (sc->sc_ih == NULL) {
    535 		aprint_error_dev(self, "failed to establish interrupt on %s\n",
    536 		    intrstr);
    537 		return;
    538 	}
    539 	aprint_normal_dev(self, "interrupting on %s\n", intrstr);
    540 	fdtbus_register_interrupt_controller(self, phandle, &ti_gpio_intrfuncs);
    541 }
    542