Home | History | Annotate | Line # | Download | only in ti
ti_gpio.c revision 1.3
      1 /* $NetBSD: ti_gpio.c,v 1.3 2019/11/03 11:34:40 jmcneill 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 1.3 2019/11/03 11:34:40 jmcneill Exp $");
     31 
     32 #include <sys/param.h>
     33 #include <sys/bus.h>
     34 #include <sys/device.h>
     35 #include <sys/intr.h>
     36 #include <sys/systm.h>
     37 #include <sys/mutex.h>
     38 #include <sys/kmem.h>
     39 #include <sys/gpio.h>
     40 #include <sys/bitops.h>
     41 
     42 #include <dev/fdt/fdtvar.h>
     43 #include <dev/gpio/gpiovar.h>
     44 
     45 #include <arm/ti/ti_prcm.h>
     46 
     47 #define	TI_GPIO_NPINS			32
     48 
     49 enum ti_gpio_type {
     50 	TI_GPIO_OMAP3,
     51 	TI_GPIO_OMAP4,
     52 	TI_NGPIO
     53 };
     54 
     55 enum {
     56 	GPIO_IRQSTATUS1,
     57 	GPIO_IRQENABLE1,	/* OMAP3 */
     58 	GPIO_IRQENABLE1_SET,	/* OMAP4 */
     59 	GPIO_IRQENABLE1_CLR,	/* OMAP4 */
     60 	GPIO_OE,
     61 	GPIO_DATAIN,
     62 	GPIO_DATAOUT,
     63 	GPIO_LEVELDETECT0,
     64 	GPIO_LEVELDETECT1,
     65 	GPIO_RISINGDETECT,
     66 	GPIO_FALLINGDETECT,
     67 	GPIO_CLEARDATAOUT,
     68 	GPIO_SETDATAOUT,
     69 	GPIO_NREG
     70 };
     71 
     72 static const u_int ti_gpio_regmap[TI_NGPIO][GPIO_NREG] = {
     73 	[TI_GPIO_OMAP3] = {
     74 		[GPIO_IRQSTATUS1]	= 0x18,
     75 		[GPIO_IRQENABLE1]	= 0x1c,
     76 		[GPIO_OE]		= 0x34,
     77 		[GPIO_DATAIN]		= 0x38,
     78 		[GPIO_DATAOUT]		= 0x3c,
     79 		[GPIO_LEVELDETECT0]	= 0x40,
     80 		[GPIO_LEVELDETECT1]	= 0x44,
     81 		[GPIO_RISINGDETECT]	= 0x48,
     82 		[GPIO_FALLINGDETECT]	= 0x4c,
     83 		[GPIO_CLEARDATAOUT]	= 0x90,
     84 		[GPIO_SETDATAOUT]	= 0x94,
     85 	},
     86 	[TI_GPIO_OMAP4] = {
     87 		[GPIO_IRQSTATUS1]	= 0x2c,
     88 		[GPIO_IRQENABLE1_SET]	= 0x34,
     89 		[GPIO_IRQENABLE1_CLR]	= 0x38,
     90 		[GPIO_OE]		= 0x134,
     91 		[GPIO_DATAIN]		= 0x138,
     92 		[GPIO_DATAOUT]		= 0x13c,
     93 		[GPIO_LEVELDETECT0]	= 0x140,
     94 		[GPIO_LEVELDETECT1]	= 0x144,
     95 		[GPIO_RISINGDETECT]	= 0x148,
     96 		[GPIO_FALLINGDETECT]	= 0x14c,
     97 		[GPIO_CLEARDATAOUT]	= 0x190,
     98 		[GPIO_SETDATAOUT]	= 0x194,
     99 	},
    100 };
    101 
    102 static const struct of_compat_data compat_data[] = {
    103 	{ "ti,omap3-gpio",		TI_GPIO_OMAP3 },
    104 	{ "ti,omap4-gpio",		TI_GPIO_OMAP4 },
    105 	{ NULL }
    106 };
    107 
    108 struct ti_gpio_intr {
    109 	u_int intr_pin;
    110 	int (*intr_func)(void *);
    111 	void *intr_arg;
    112 	bool intr_mpsafe;
    113 };
    114 
    115 struct ti_gpio_softc {
    116 	device_t sc_dev;
    117 	bus_space_tag_t sc_bst;
    118 	bus_space_handle_t sc_bsh;
    119 	kmutex_t sc_lock;
    120 	enum ti_gpio_type sc_type;
    121 	const char *sc_modname;
    122 	void *sc_ih;
    123 
    124 	struct gpio_chipset_tag sc_gp;
    125 	gpio_pin_t sc_pins[TI_GPIO_NPINS];
    126 	bool sc_pinout[TI_GPIO_NPINS];
    127 	struct ti_gpio_intr sc_intr[TI_GPIO_NPINS];
    128 	device_t sc_gpiodev;
    129 };
    130 
    131 struct ti_gpio_pin {
    132 	struct ti_gpio_softc *pin_sc;
    133 	u_int pin_nr;
    134 	int pin_flags;
    135 	bool pin_actlo;
    136 };
    137 
    138 #define RD4(sc, reg) 		\
    139     bus_space_read_4((sc)->sc_bst, (sc)->sc_bsh, ti_gpio_regmap[(sc)->sc_type][(reg)])
    140 #define WR4(sc, reg, val) 	\
    141     bus_space_write_4((sc)->sc_bst, (sc)->sc_bsh, ti_gpio_regmap[(sc)->sc_type][(reg)], (val))
    142 
    143 static int	ti_gpio_match(device_t, cfdata_t, void *);
    144 static void	ti_gpio_attach(device_t, device_t, void *);
    145 
    146 CFATTACH_DECL_NEW(ti_gpio, sizeof(struct ti_gpio_softc),
    147 	ti_gpio_match, ti_gpio_attach, NULL, NULL);
    148 
    149 static int
    150 ti_gpio_ctl(struct ti_gpio_softc *sc, u_int pin, int flags)
    151 {
    152 	uint32_t oe;
    153 
    154 	KASSERT(mutex_owned(&sc->sc_lock));
    155 
    156 	oe = RD4(sc, GPIO_OE);
    157 	if (flags & GPIO_PIN_INPUT)
    158 		oe |= __BIT(pin);
    159 	else if (flags & GPIO_PIN_OUTPUT)
    160 		oe &= ~__BIT(pin);
    161 	WR4(sc, GPIO_OE, oe);
    162 
    163 	sc->sc_pinout[pin] = (flags & GPIO_PIN_OUTPUT) != 0;
    164 
    165 	return 0;
    166 }
    167 
    168 static void *
    169 ti_gpio_acquire(device_t dev, const void *data, size_t len, int flags)
    170 {
    171 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(dev);
    172 	struct ti_gpio_pin *gpin;
    173 	const u_int *gpio = data;
    174 	int error;
    175 
    176 	if (len != 12)
    177 		return NULL;
    178 
    179 	const uint8_t pin = be32toh(gpio[1]) & 0xff;
    180 	const bool actlo = be32toh(gpio[2]) & 1;
    181 
    182 	if (pin >= __arraycount(sc->sc_pins))
    183 		return NULL;
    184 
    185 	mutex_enter(&sc->sc_lock);
    186 	error = ti_gpio_ctl(sc, pin, flags);
    187 	mutex_exit(&sc->sc_lock);
    188 
    189 	if (error != 0)
    190 		return NULL;
    191 
    192 	gpin = kmem_zalloc(sizeof(*gpin), KM_SLEEP);
    193 	gpin->pin_sc = sc;
    194 	gpin->pin_nr = pin;
    195 	gpin->pin_flags = flags;
    196 	gpin->pin_actlo = actlo;
    197 
    198 	return gpin;
    199 }
    200 
    201 static void
    202 ti_gpio_release(device_t dev, void *priv)
    203 {
    204 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(dev);
    205 	struct ti_gpio_pin *pin = priv;
    206 
    207 	mutex_enter(&sc->sc_lock);
    208 	ti_gpio_ctl(pin->pin_sc, pin->pin_nr, GPIO_PIN_INPUT);
    209 	mutex_exit(&sc->sc_lock);
    210 
    211 	kmem_free(pin, sizeof(*pin));
    212 }
    213 
    214 static int
    215 ti_gpio_read(device_t dev, void *priv, bool raw)
    216 {
    217 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(dev);
    218 	struct ti_gpio_pin *pin = priv;
    219 	uint32_t data;
    220 	int val;
    221 
    222 	KASSERT(sc == pin->pin_sc);
    223 
    224 	const uint32_t data_mask = __BIT(pin->pin_nr);
    225 
    226 	/* No lock required for reads */
    227 	if (sc->sc_pinout[pin->pin_nr])
    228 		data = RD4(sc, GPIO_DATAOUT);
    229 	else
    230 		data = RD4(sc, GPIO_DATAIN);
    231 	val = __SHIFTOUT(data, data_mask);
    232 	if (!raw && pin->pin_actlo)
    233 		val = !val;
    234 
    235 	return val;
    236 }
    237 
    238 static void
    239 ti_gpio_write(device_t dev, void *priv, int val, bool raw)
    240 {
    241 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(dev);
    242 	struct ti_gpio_pin *pin = priv;
    243 
    244 	KASSERT(sc == pin->pin_sc);
    245 
    246 	const uint32_t data_mask = __BIT(pin->pin_nr);
    247 
    248 	if (!raw && pin->pin_actlo)
    249 		val = !val;
    250 
    251 	const u_int data_reg = val ? GPIO_SETDATAOUT : GPIO_CLEARDATAOUT;
    252 
    253 	WR4(sc, data_reg, data_mask);
    254 }
    255 
    256 static struct fdtbus_gpio_controller_func ti_gpio_funcs = {
    257 	.acquire = ti_gpio_acquire,
    258 	.release = ti_gpio_release,
    259 	.read = ti_gpio_read,
    260 	.write = ti_gpio_write,
    261 };
    262 
    263 static void
    264 ti_gpio_intr_disestablish(device_t dev, void *ih)
    265 {
    266 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(dev);
    267 	struct ti_gpio_intr *intr = ih;
    268 	const u_int pin = intr->intr_pin;
    269 	const uint32_t pin_mask = __BIT(pin);
    270 	uint32_t val;
    271 
    272 	/* Disable interrupts */
    273 	if (sc->sc_type == TI_GPIO_OMAP3) {
    274 		val = RD4(sc, GPIO_IRQENABLE1);
    275 		WR4(sc, GPIO_IRQENABLE1, val & ~pin_mask);
    276 	} else {
    277 		WR4(sc, GPIO_IRQENABLE1_CLR, pin_mask);
    278 	}
    279 
    280 	intr->intr_func = NULL;
    281 	intr->intr_arg = NULL;
    282 }
    283 
    284 static void *
    285 ti_gpio_intr_establish(device_t dev, u_int *specifier, int ipl, int flags,
    286     int (*func)(void *), void *arg)
    287 {
    288 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(dev);
    289 	uint32_t val;
    290 
    291 	/* 1st cell is the pin */
    292 	/* 2nd cell is flags */
    293 	const u_int pin = be32toh(specifier[0]);
    294 	const u_int type = be32toh(specifier[2]) & 0xf;
    295 
    296 	if (ipl != IPL_VM || pin >= __arraycount(sc->sc_pins))
    297 		return NULL;
    298 
    299 	/*
    300 	 * Enabling both high and low level triggers will cause the GPIO
    301 	 * controller to always assert the interrupt.
    302 	 */
    303 	if ((type & (FDT_INTR_TYPE_LOW_LEVEL|FDT_INTR_TYPE_HIGH_LEVEL)) ==
    304 	    (FDT_INTR_TYPE_LOW_LEVEL|FDT_INTR_TYPE_HIGH_LEVEL))
    305 		return NULL;
    306 
    307 	if (sc->sc_intr[pin].intr_func != NULL)
    308 		return NULL;
    309 
    310 	/* Set pin as input */
    311 	if (ti_gpio_ctl(sc, pin, GPIO_PIN_INPUT) != 0)
    312 		return NULL;
    313 
    314 	sc->sc_intr[pin].intr_pin = pin;
    315 	sc->sc_intr[pin].intr_func = func;
    316 	sc->sc_intr[pin].intr_arg = arg;
    317 	sc->sc_intr[pin].intr_mpsafe = (flags & FDT_INTR_MPSAFE) != 0;
    318 
    319 	const uint32_t pin_mask = __BIT(pin);
    320 
    321 	/* Configure triggers */
    322 	val = RD4(sc, GPIO_LEVELDETECT0);
    323 	if ((type & FDT_INTR_TYPE_LOW_LEVEL) != 0)
    324 		val |= pin_mask;
    325 	else
    326 		val &= ~pin_mask;
    327 	WR4(sc, GPIO_LEVELDETECT0, val);
    328 
    329 	val = RD4(sc, GPIO_LEVELDETECT1);
    330 	if ((type & FDT_INTR_TYPE_HIGH_LEVEL) != 0)
    331 		val |= pin_mask;
    332 	else
    333 		val &= ~pin_mask;
    334 	WR4(sc, GPIO_LEVELDETECT1, val);
    335 
    336 	val = RD4(sc, GPIO_RISINGDETECT);
    337 	if ((type & FDT_INTR_TYPE_POS_EDGE) != 0)
    338 		val |= pin_mask;
    339 	else
    340 		val &= ~pin_mask;
    341 	WR4(sc, GPIO_RISINGDETECT, val);
    342 
    343 	val = RD4(sc, GPIO_FALLINGDETECT);
    344 	if ((type & FDT_INTR_TYPE_NEG_EDGE) != 0)
    345 		val |= pin_mask;
    346 	else
    347 		val &= ~pin_mask;
    348 	WR4(sc, GPIO_FALLINGDETECT, val);
    349 
    350 	/* Enable interrupts */
    351 	if (sc->sc_type == TI_GPIO_OMAP3) {
    352 		val = RD4(sc, GPIO_IRQENABLE1);
    353 		WR4(sc, GPIO_IRQENABLE1, val | pin_mask);
    354 	} else {
    355 		WR4(sc, GPIO_IRQENABLE1_SET, pin_mask);
    356 	}
    357 
    358 	return &sc->sc_intr[pin];
    359 }
    360 
    361 static bool
    362 ti_gpio_intrstr(device_t dev, u_int *specifier, char *buf, size_t buflen)
    363 {
    364 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(dev);
    365 
    366 	/* 1st cell is the pin */
    367 	/* 2nd cell is flags */
    368 	const u_int pin = be32toh(specifier[0]);
    369 
    370 	if (pin >= __arraycount(sc->sc_pins))
    371 		return false;
    372 
    373 	snprintf(buf, buflen, "%s pin %d", sc->sc_modname, pin);
    374 	return true;
    375 }
    376 
    377 static struct fdtbus_interrupt_controller_func ti_gpio_intrfuncs = {
    378 	.establish = ti_gpio_intr_establish,
    379 	.disestablish = ti_gpio_intr_disestablish,
    380 	.intrstr = ti_gpio_intrstr,
    381 };
    382 
    383 static int
    384 ti_gpio_pin_read(void *priv, int pin)
    385 {
    386 	struct ti_gpio_softc * const sc = priv;
    387 	uint32_t data;
    388 	int val;
    389 
    390 	KASSERT(pin < __arraycount(sc->sc_pins));
    391 
    392 	const uint32_t data_mask = __BIT(pin);
    393 
    394 	data = RD4(sc, GPIO_DATAIN);
    395 	val = __SHIFTOUT(data, data_mask);
    396 
    397 	return val;
    398 }
    399 
    400 static void
    401 ti_gpio_pin_write(void *priv, int pin, int val)
    402 {
    403 	struct ti_gpio_softc * const sc = priv;
    404 
    405 	KASSERT(pin < __arraycount(sc->sc_pins));
    406 
    407 	const u_int data_reg = val ? GPIO_SETDATAOUT : GPIO_CLEARDATAOUT;
    408 	const uint32_t data_mask = __BIT(pin);
    409 
    410 	WR4(sc, data_reg, data_mask);
    411 }
    412 
    413 static void
    414 ti_gpio_pin_ctl(void *priv, int pin, int flags)
    415 {
    416 	struct ti_gpio_softc * const sc = priv;
    417 
    418 	KASSERT(pin < __arraycount(sc->sc_pins));
    419 
    420 	mutex_enter(&sc->sc_lock);
    421 	ti_gpio_ctl(sc, pin, flags);
    422 	mutex_exit(&sc->sc_lock);
    423 }
    424 
    425 static void
    426 ti_gpio_attach_ports(struct ti_gpio_softc *sc)
    427 {
    428 	struct gpio_chipset_tag *gp = &sc->sc_gp;
    429 	struct gpiobus_attach_args gba;
    430 	u_int pin;
    431 
    432 	gp->gp_cookie = sc;
    433 	gp->gp_pin_read = ti_gpio_pin_read;
    434 	gp->gp_pin_write = ti_gpio_pin_write;
    435 	gp->gp_pin_ctl = ti_gpio_pin_ctl;
    436 
    437 	for (pin = 0; pin < __arraycount(sc->sc_pins); pin++) {
    438 		sc->sc_pins[pin].pin_num = pin;
    439 		sc->sc_pins[pin].pin_caps = GPIO_PIN_INPUT | GPIO_PIN_OUTPUT;
    440 		sc->sc_pins[pin].pin_state = ti_gpio_pin_read(sc, pin);
    441 	}
    442 
    443 	memset(&gba, 0, sizeof(gba));
    444 	gba.gba_gc = gp;
    445 	gba.gba_pins = sc->sc_pins;
    446 	gba.gba_npins = __arraycount(sc->sc_pins);
    447 	sc->sc_gpiodev = config_found_ia(sc->sc_dev, "gpiobus", &gba, NULL);
    448 }
    449 
    450 static int
    451 ti_gpio_intr(void *priv)
    452 {
    453 	struct ti_gpio_softc * const sc = priv;
    454 	uint32_t status;
    455 	u_int bit;
    456 	int rv = 0;
    457 
    458 	status = RD4(sc, GPIO_IRQSTATUS1);
    459 	WR4(sc, GPIO_IRQSTATUS1, status);
    460 
    461 	while ((bit = ffs32(status)) != 0) {
    462 		const u_int pin = bit - 1;
    463 		const uint32_t pin_mask = __BIT(pin);
    464 		struct ti_gpio_intr *intr = &sc->sc_intr[pin];
    465 		status &= ~pin_mask;
    466 		if (intr->intr_func == NULL)
    467 			continue;
    468 		if (!intr->intr_mpsafe)
    469 			KERNEL_LOCK(1, curlwp);
    470 		rv |= intr->intr_func(intr->intr_arg);
    471 		if (!intr->intr_mpsafe)
    472 			KERNEL_UNLOCK_ONE(curlwp);
    473 	}
    474 
    475 	return rv;
    476 }
    477 
    478 static int
    479 ti_gpio_match(device_t parent, cfdata_t cf, void *aux)
    480 {
    481 	struct fdt_attach_args * const faa = aux;
    482 
    483 	return of_match_compat_data(faa->faa_phandle, compat_data);
    484 }
    485 
    486 static void
    487 ti_gpio_attach(device_t parent, device_t self, void *aux)
    488 {
    489 	struct ti_gpio_softc * const sc = device_private(self);
    490 	struct fdt_attach_args * const faa = aux;
    491 	const int phandle = faa->faa_phandle;
    492 	char intrstr[128];
    493 	bus_addr_t addr;
    494 	bus_size_t size;
    495 
    496 	if (fdtbus_get_reg(phandle, 0, &addr, &size) != 0) {
    497 		aprint_error(": couldn't get registers\n");
    498 		return;
    499 	}
    500 	if (!fdtbus_intr_str(phandle, 0, intrstr, sizeof(intrstr))) {
    501 		aprint_error(": couldn't decode interrupt\n");
    502 		return;
    503 	}
    504 	if (ti_prcm_enable_hwmod(phandle, 0) != 0) {
    505 		aprint_error(": couldn't enable module\n");
    506 		return;
    507 	}
    508 
    509 	sc->sc_dev = self;
    510 	sc->sc_bst = faa->faa_bst;
    511 	if (bus_space_map(sc->sc_bst, addr, size, 0, &sc->sc_bsh) != 0) {
    512 		aprint_error(": couldn't map registers\n");
    513 		return;
    514 	}
    515 	sc->sc_type = of_search_compatible(phandle, compat_data)->data;
    516 	mutex_init(&sc->sc_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    517 
    518 	sc->sc_modname = fdtbus_get_string(phandle, "ti,hwmods");
    519 	if (sc->sc_modname == NULL)
    520 		sc->sc_modname = fdtbus_get_string(OF_parent(phandle), "ti,hwmods");
    521 
    522 	aprint_naive("\n");
    523 	aprint_normal(": GPIO (%s)\n", sc->sc_modname);
    524 
    525 	fdtbus_register_gpio_controller(self, phandle, &ti_gpio_funcs);
    526 
    527 	ti_gpio_attach_ports(sc);
    528 
    529 	sc->sc_ih = fdtbus_intr_establish(phandle, 0, IPL_VM, FDT_INTR_MPSAFE,
    530 	    ti_gpio_intr, sc);
    531 	if (sc->sc_ih == NULL) {
    532 		aprint_error_dev(self, "failed to establish interrupt on %s\n",
    533 		    intrstr);
    534 		return;
    535 	}
    536 	aprint_normal_dev(self, "interrupting on %s\n", intrstr);
    537 	fdtbus_register_interrupt_controller(self, phandle, &ti_gpio_intrfuncs);
    538 }
    539