16328d8ffSCédric Le Goater /*
26328d8ffSCédric Le Goater * PCA9554 I/O port
36328d8ffSCédric Le Goater *
46328d8ffSCédric Le Goater * Copyright (c) 2023, IBM Corporation.
56328d8ffSCédric Le Goater *
66328d8ffSCédric Le Goater * SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
76328d8ffSCédric Le Goater */
86328d8ffSCédric Le Goater
96328d8ffSCédric Le Goater #include "qemu/osdep.h"
106328d8ffSCédric Le Goater #include "qemu/log.h"
116328d8ffSCédric Le Goater #include "qemu/module.h"
126328d8ffSCédric Le Goater #include "qemu/bitops.h"
136328d8ffSCédric Le Goater #include "hw/qdev-properties.h"
146328d8ffSCédric Le Goater #include "hw/gpio/pca9554.h"
156328d8ffSCédric Le Goater #include "hw/gpio/pca9554_regs.h"
166328d8ffSCédric Le Goater #include "hw/irq.h"
176328d8ffSCédric Le Goater #include "migration/vmstate.h"
186328d8ffSCédric Le Goater #include "qapi/error.h"
196328d8ffSCédric Le Goater #include "qapi/visitor.h"
206328d8ffSCédric Le Goater #include "trace.h"
216328d8ffSCédric Le Goater #include "qom/object.h"
226328d8ffSCédric Le Goater
236328d8ffSCédric Le Goater struct PCA9554Class {
246328d8ffSCédric Le Goater /*< private >*/
256328d8ffSCédric Le Goater I2CSlaveClass parent_class;
266328d8ffSCédric Le Goater /*< public >*/
276328d8ffSCédric Le Goater };
286328d8ffSCédric Le Goater typedef struct PCA9554Class PCA9554Class;
296328d8ffSCédric Le Goater
306328d8ffSCédric Le Goater DECLARE_CLASS_CHECKERS(PCA9554Class, PCA9554,
316328d8ffSCédric Le Goater TYPE_PCA9554)
326328d8ffSCédric Le Goater
336328d8ffSCédric Le Goater #define PCA9554_PIN_LOW 0x0
346328d8ffSCédric Le Goater #define PCA9554_PIN_HIZ 0x1
356328d8ffSCédric Le Goater
366328d8ffSCédric Le Goater static const char *pin_state[] = {"low", "high"};
376328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_update_pin_input(PCA9554State * s)386328d8ffSCédric Le Goater static void pca9554_update_pin_input(PCA9554State *s)
396328d8ffSCédric Le Goater {
406328d8ffSCédric Le Goater int i;
416328d8ffSCédric Le Goater uint8_t config = s->regs[PCA9554_CONFIG];
426328d8ffSCédric Le Goater uint8_t output = s->regs[PCA9554_OUTPUT];
436328d8ffSCédric Le Goater uint8_t internal_state = config | output;
446328d8ffSCédric Le Goater
456328d8ffSCédric Le Goater for (i = 0; i < PCA9554_PIN_COUNT; i++) {
466328d8ffSCédric Le Goater uint8_t bit_mask = 1 << i;
476328d8ffSCédric Le Goater uint8_t internal_pin_state = (internal_state >> i) & 0x1;
486328d8ffSCédric Le Goater uint8_t old_value = s->regs[PCA9554_INPUT] & bit_mask;
496328d8ffSCédric Le Goater uint8_t new_value;
506328d8ffSCédric Le Goater
516328d8ffSCédric Le Goater switch (internal_pin_state) {
526328d8ffSCédric Le Goater case PCA9554_PIN_LOW:
536328d8ffSCédric Le Goater s->regs[PCA9554_INPUT] &= ~bit_mask;
546328d8ffSCédric Le Goater break;
556328d8ffSCédric Le Goater case PCA9554_PIN_HIZ:
566328d8ffSCédric Le Goater /*
576328d8ffSCédric Le Goater * pullup sets it to a logical 1 unless
586328d8ffSCédric Le Goater * external device drives it low.
596328d8ffSCédric Le Goater */
606328d8ffSCédric Le Goater if (s->ext_state[i] == PCA9554_PIN_LOW) {
616328d8ffSCédric Le Goater s->regs[PCA9554_INPUT] &= ~bit_mask;
626328d8ffSCédric Le Goater } else {
636328d8ffSCédric Le Goater s->regs[PCA9554_INPUT] |= bit_mask;
646328d8ffSCédric Le Goater }
656328d8ffSCédric Le Goater break;
666328d8ffSCédric Le Goater default:
676328d8ffSCédric Le Goater break;
686328d8ffSCédric Le Goater }
696328d8ffSCédric Le Goater
706328d8ffSCédric Le Goater /* update irq state only if pin state changed */
716328d8ffSCédric Le Goater new_value = s->regs[PCA9554_INPUT] & bit_mask;
726328d8ffSCédric Le Goater if (new_value != old_value) {
736328d8ffSCédric Le Goater if (new_value) {
746328d8ffSCédric Le Goater /* changed from 0 to 1 */
756328d8ffSCédric Le Goater qemu_set_irq(s->gpio_out[i], 1);
766328d8ffSCédric Le Goater } else {
776328d8ffSCédric Le Goater /* changed from 1 to 0 */
786328d8ffSCédric Le Goater qemu_set_irq(s->gpio_out[i], 0);
796328d8ffSCédric Le Goater }
806328d8ffSCédric Le Goater }
816328d8ffSCédric Le Goater }
826328d8ffSCédric Le Goater }
836328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_read(PCA9554State * s,uint8_t reg)846328d8ffSCédric Le Goater static uint8_t pca9554_read(PCA9554State *s, uint8_t reg)
856328d8ffSCédric Le Goater {
866328d8ffSCédric Le Goater switch (reg) {
876328d8ffSCédric Le Goater case PCA9554_INPUT:
886328d8ffSCédric Le Goater return s->regs[PCA9554_INPUT] ^ s->regs[PCA9554_POLARITY];
896328d8ffSCédric Le Goater case PCA9554_OUTPUT:
906328d8ffSCédric Le Goater case PCA9554_POLARITY:
916328d8ffSCédric Le Goater case PCA9554_CONFIG:
926328d8ffSCédric Le Goater return s->regs[reg];
936328d8ffSCédric Le Goater default:
946328d8ffSCédric Le Goater qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: unexpected read to register %d\n",
956328d8ffSCédric Le Goater __func__, reg);
966328d8ffSCédric Le Goater return 0xFF;
976328d8ffSCédric Le Goater }
986328d8ffSCédric Le Goater }
996328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_write(PCA9554State * s,uint8_t reg,uint8_t data)1006328d8ffSCédric Le Goater static void pca9554_write(PCA9554State *s, uint8_t reg, uint8_t data)
1016328d8ffSCédric Le Goater {
1026328d8ffSCédric Le Goater switch (reg) {
1036328d8ffSCédric Le Goater case PCA9554_OUTPUT:
1046328d8ffSCédric Le Goater case PCA9554_CONFIG:
1056328d8ffSCédric Le Goater s->regs[reg] = data;
1066328d8ffSCédric Le Goater pca9554_update_pin_input(s);
1076328d8ffSCédric Le Goater break;
1086328d8ffSCédric Le Goater case PCA9554_POLARITY:
1096328d8ffSCédric Le Goater s->regs[reg] = data;
1106328d8ffSCédric Le Goater break;
1116328d8ffSCédric Le Goater case PCA9554_INPUT:
1126328d8ffSCédric Le Goater default:
1136328d8ffSCédric Le Goater qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: unexpected write to register %d\n",
1146328d8ffSCédric Le Goater __func__, reg);
1156328d8ffSCédric Le Goater }
1166328d8ffSCédric Le Goater }
1176328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_recv(I2CSlave * i2c)1186328d8ffSCédric Le Goater static uint8_t pca9554_recv(I2CSlave *i2c)
1196328d8ffSCédric Le Goater {
1206328d8ffSCédric Le Goater PCA9554State *s = PCA9554(i2c);
1216328d8ffSCédric Le Goater uint8_t ret;
1226328d8ffSCédric Le Goater
1236328d8ffSCédric Le Goater ret = pca9554_read(s, s->pointer & 0x3);
1246328d8ffSCédric Le Goater
1256328d8ffSCédric Le Goater return ret;
1266328d8ffSCédric Le Goater }
1276328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_send(I2CSlave * i2c,uint8_t data)1286328d8ffSCédric Le Goater static int pca9554_send(I2CSlave *i2c, uint8_t data)
1296328d8ffSCédric Le Goater {
1306328d8ffSCédric Le Goater PCA9554State *s = PCA9554(i2c);
1316328d8ffSCédric Le Goater
1326328d8ffSCédric Le Goater /* First byte sent by is the register address */
1336328d8ffSCédric Le Goater if (s->len == 0) {
1346328d8ffSCédric Le Goater s->pointer = data;
1356328d8ffSCédric Le Goater s->len++;
1366328d8ffSCédric Le Goater } else {
1376328d8ffSCédric Le Goater pca9554_write(s, s->pointer & 0x3, data);
1386328d8ffSCédric Le Goater }
1396328d8ffSCédric Le Goater
1406328d8ffSCédric Le Goater return 0;
1416328d8ffSCédric Le Goater }
1426328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_event(I2CSlave * i2c,enum i2c_event event)1436328d8ffSCédric Le Goater static int pca9554_event(I2CSlave *i2c, enum i2c_event event)
1446328d8ffSCédric Le Goater {
1456328d8ffSCédric Le Goater PCA9554State *s = PCA9554(i2c);
1466328d8ffSCédric Le Goater
1476328d8ffSCédric Le Goater s->len = 0;
1486328d8ffSCédric Le Goater return 0;
1496328d8ffSCédric Le Goater }
1506328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_get_pin(Object * obj,Visitor * v,const char * name,void * opaque,Error ** errp)1516328d8ffSCédric Le Goater static void pca9554_get_pin(Object *obj, Visitor *v, const char *name,
1526328d8ffSCédric Le Goater void *opaque, Error **errp)
1536328d8ffSCédric Le Goater {
1546328d8ffSCédric Le Goater PCA9554State *s = PCA9554(obj);
1556328d8ffSCédric Le Goater int pin, rc;
1566328d8ffSCédric Le Goater uint8_t state;
1576328d8ffSCédric Le Goater
1586328d8ffSCédric Le Goater rc = sscanf(name, "pin%2d", &pin);
1596328d8ffSCédric Le Goater if (rc != 1) {
1606328d8ffSCédric Le Goater error_setg(errp, "%s: error reading %s", __func__, name);
1616328d8ffSCédric Le Goater return;
1626328d8ffSCédric Le Goater }
1636a4180afSPeter Maydell if (pin < 0 || pin >= PCA9554_PIN_COUNT) {
1646328d8ffSCédric Le Goater error_setg(errp, "%s invalid pin %s", __func__, name);
1656328d8ffSCédric Le Goater return;
1666328d8ffSCédric Le Goater }
1676328d8ffSCédric Le Goater
1686328d8ffSCédric Le Goater state = pca9554_read(s, PCA9554_CONFIG);
1696328d8ffSCédric Le Goater state |= pca9554_read(s, PCA9554_OUTPUT);
1706328d8ffSCédric Le Goater state = (state >> pin) & 0x1;
1716328d8ffSCédric Le Goater visit_type_str(v, name, (char **)&pin_state[state], errp);
1726328d8ffSCédric Le Goater }
1736328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_set_pin(Object * obj,Visitor * v,const char * name,void * opaque,Error ** errp)1746328d8ffSCédric Le Goater static void pca9554_set_pin(Object *obj, Visitor *v, const char *name,
1756328d8ffSCédric Le Goater void *opaque, Error **errp)
1766328d8ffSCédric Le Goater {
1776328d8ffSCédric Le Goater PCA9554State *s = PCA9554(obj);
1786328d8ffSCédric Le Goater int pin, rc, val;
1796328d8ffSCédric Le Goater uint8_t state, mask;
1806328d8ffSCédric Le Goater char *state_str;
1816328d8ffSCédric Le Goater
1826328d8ffSCédric Le Goater if (!visit_type_str(v, name, &state_str, errp)) {
1836328d8ffSCédric Le Goater return;
1846328d8ffSCédric Le Goater }
1856328d8ffSCédric Le Goater rc = sscanf(name, "pin%2d", &pin);
1866328d8ffSCédric Le Goater if (rc != 1) {
1876328d8ffSCédric Le Goater error_setg(errp, "%s: error reading %s", __func__, name);
1886328d8ffSCédric Le Goater return;
1896328d8ffSCédric Le Goater }
1906a4180afSPeter Maydell if (pin < 0 || pin >= PCA9554_PIN_COUNT) {
1916328d8ffSCédric Le Goater error_setg(errp, "%s invalid pin %s", __func__, name);
1926328d8ffSCédric Le Goater return;
1936328d8ffSCédric Le Goater }
1946328d8ffSCédric Le Goater
1956328d8ffSCédric Le Goater for (state = 0; state < ARRAY_SIZE(pin_state); state++) {
1966328d8ffSCédric Le Goater if (!strcmp(state_str, pin_state[state])) {
1976328d8ffSCédric Le Goater break;
1986328d8ffSCédric Le Goater }
1996328d8ffSCédric Le Goater }
2006328d8ffSCédric Le Goater if (state >= ARRAY_SIZE(pin_state)) {
2016328d8ffSCédric Le Goater error_setg(errp, "%s invalid pin state %s", __func__, state_str);
2026328d8ffSCédric Le Goater return;
2036328d8ffSCédric Le Goater }
2046328d8ffSCédric Le Goater
2056328d8ffSCédric Le Goater /* First, modify the output register bit */
2066328d8ffSCédric Le Goater val = pca9554_read(s, PCA9554_OUTPUT);
2076328d8ffSCédric Le Goater mask = 0x1 << pin;
2086328d8ffSCédric Le Goater if (state == PCA9554_PIN_LOW) {
2096328d8ffSCédric Le Goater val &= ~(mask);
2106328d8ffSCédric Le Goater } else {
2116328d8ffSCédric Le Goater val |= mask;
2126328d8ffSCédric Le Goater }
2136328d8ffSCédric Le Goater pca9554_write(s, PCA9554_OUTPUT, val);
2146328d8ffSCédric Le Goater
2156328d8ffSCédric Le Goater /* Then, clear the config register bit for output mode */
2166328d8ffSCédric Le Goater val = pca9554_read(s, PCA9554_CONFIG);
2176328d8ffSCédric Le Goater val &= ~mask;
2186328d8ffSCédric Le Goater pca9554_write(s, PCA9554_CONFIG, val);
2196328d8ffSCédric Le Goater }
2206328d8ffSCédric Le Goater
2216328d8ffSCédric Le Goater static const VMStateDescription pca9554_vmstate = {
2226328d8ffSCédric Le Goater .name = "PCA9554",
2236328d8ffSCédric Le Goater .version_id = 0,
2246328d8ffSCédric Le Goater .minimum_version_id = 0,
2256328d8ffSCédric Le Goater .fields = (VMStateField[]) {
2266328d8ffSCédric Le Goater VMSTATE_UINT8(len, PCA9554State),
2276328d8ffSCédric Le Goater VMSTATE_UINT8(pointer, PCA9554State),
2286328d8ffSCédric Le Goater VMSTATE_UINT8_ARRAY(regs, PCA9554State, PCA9554_NR_REGS),
2296328d8ffSCédric Le Goater VMSTATE_UINT8_ARRAY(ext_state, PCA9554State, PCA9554_PIN_COUNT),
2306328d8ffSCédric Le Goater VMSTATE_I2C_SLAVE(i2c, PCA9554State),
2316328d8ffSCédric Le Goater VMSTATE_END_OF_LIST()
2326328d8ffSCédric Le Goater }
2336328d8ffSCédric Le Goater };
2346328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_reset(DeviceState * dev)2356328d8ffSCédric Le Goater static void pca9554_reset(DeviceState *dev)
2366328d8ffSCédric Le Goater {
2376328d8ffSCédric Le Goater PCA9554State *s = PCA9554(dev);
2386328d8ffSCédric Le Goater
2396328d8ffSCédric Le Goater s->regs[PCA9554_INPUT] = 0xFF;
2406328d8ffSCédric Le Goater s->regs[PCA9554_OUTPUT] = 0xFF;
2416328d8ffSCédric Le Goater s->regs[PCA9554_POLARITY] = 0x0; /* No pins are inverted */
2426328d8ffSCédric Le Goater s->regs[PCA9554_CONFIG] = 0xFF; /* All pins are inputs */
2436328d8ffSCédric Le Goater
2446328d8ffSCédric Le Goater memset(s->ext_state, PCA9554_PIN_HIZ, PCA9554_PIN_COUNT);
2456328d8ffSCédric Le Goater pca9554_update_pin_input(s);
2466328d8ffSCédric Le Goater
2476328d8ffSCédric Le Goater s->pointer = 0x0;
2486328d8ffSCédric Le Goater s->len = 0;
2496328d8ffSCédric Le Goater }
2506328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_initfn(Object * obj)2516328d8ffSCédric Le Goater static void pca9554_initfn(Object *obj)
2526328d8ffSCédric Le Goater {
2536328d8ffSCédric Le Goater int pin;
2546328d8ffSCédric Le Goater
2556328d8ffSCédric Le Goater for (pin = 0; pin < PCA9554_PIN_COUNT; pin++) {
2566328d8ffSCédric Le Goater char *name;
2576328d8ffSCédric Le Goater
2586328d8ffSCédric Le Goater name = g_strdup_printf("pin%d", pin);
2596328d8ffSCédric Le Goater object_property_add(obj, name, "bool", pca9554_get_pin, pca9554_set_pin,
2606328d8ffSCédric Le Goater NULL, NULL);
2616328d8ffSCédric Le Goater g_free(name);
2626328d8ffSCédric Le Goater }
2636328d8ffSCédric Le Goater }
2646328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_set_ext_state(PCA9554State * s,int pin,int level)2656328d8ffSCédric Le Goater static void pca9554_set_ext_state(PCA9554State *s, int pin, int level)
2666328d8ffSCédric Le Goater {
2676328d8ffSCédric Le Goater if (s->ext_state[pin] != level) {
2686328d8ffSCédric Le Goater s->ext_state[pin] = level;
2696328d8ffSCédric Le Goater pca9554_update_pin_input(s);
2706328d8ffSCédric Le Goater }
2716328d8ffSCédric Le Goater }
2726328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_gpio_in_handler(void * opaque,int pin,int level)2736328d8ffSCédric Le Goater static void pca9554_gpio_in_handler(void *opaque, int pin, int level)
2746328d8ffSCédric Le Goater {
2756328d8ffSCédric Le Goater
2766328d8ffSCédric Le Goater PCA9554State *s = PCA9554(opaque);
2776328d8ffSCédric Le Goater
2786328d8ffSCédric Le Goater assert((pin >= 0) && (pin < PCA9554_PIN_COUNT));
2796328d8ffSCédric Le Goater pca9554_set_ext_state(s, pin, level);
2806328d8ffSCédric Le Goater }
2816328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_realize(DeviceState * dev,Error ** errp)2826328d8ffSCédric Le Goater static void pca9554_realize(DeviceState *dev, Error **errp)
2836328d8ffSCédric Le Goater {
2846328d8ffSCédric Le Goater PCA9554State *s = PCA9554(dev);
2856328d8ffSCédric Le Goater
2866328d8ffSCédric Le Goater if (!s->description) {
2876328d8ffSCédric Le Goater s->description = g_strdup("pca9554");
2886328d8ffSCédric Le Goater }
2896328d8ffSCédric Le Goater
2906328d8ffSCédric Le Goater qdev_init_gpio_out(dev, s->gpio_out, PCA9554_PIN_COUNT);
2916328d8ffSCédric Le Goater qdev_init_gpio_in(dev, pca9554_gpio_in_handler, PCA9554_PIN_COUNT);
2926328d8ffSCédric Le Goater }
2936328d8ffSCédric Le Goater
2946328d8ffSCédric Le Goater static Property pca9554_properties[] = {
2956328d8ffSCédric Le Goater DEFINE_PROP_STRING("description", PCA9554State, description),
2966328d8ffSCédric Le Goater DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
2976328d8ffSCédric Le Goater };
2986328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_class_init(ObjectClass * klass,void * data)2996328d8ffSCédric Le Goater static void pca9554_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
3006328d8ffSCédric Le Goater {
3016328d8ffSCédric Le Goater DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
3026328d8ffSCédric Le Goater I2CSlaveClass *k = I2C_SLAVE_CLASS(klass);
3036328d8ffSCédric Le Goater
3046328d8ffSCédric Le Goater k->event = pca9554_event;
3056328d8ffSCédric Le Goater k->recv = pca9554_recv;
3066328d8ffSCédric Le Goater k->send = pca9554_send;
3076328d8ffSCédric Le Goater dc->realize = pca9554_realize;
308*e3d08143SPeter Maydell device_class_set_legacy_reset(dc, pca9554_reset);
3096328d8ffSCédric Le Goater dc->vmsd = &pca9554_vmstate;
3106328d8ffSCédric Le Goater device_class_set_props(dc, pca9554_properties);
3116328d8ffSCédric Le Goater }
3126328d8ffSCédric Le Goater
3136328d8ffSCédric Le Goater static const TypeInfo pca9554_info = {
3146328d8ffSCédric Le Goater .name = TYPE_PCA9554,
3156328d8ffSCédric Le Goater .parent = TYPE_I2C_SLAVE,
3166328d8ffSCédric Le Goater .instance_init = pca9554_initfn,
3176328d8ffSCédric Le Goater .instance_size = sizeof(PCA9554State),
3186328d8ffSCédric Le Goater .class_init = pca9554_class_init,
3196328d8ffSCédric Le Goater .class_size = sizeof(PCA9554Class),
3206328d8ffSCédric Le Goater .abstract = false,
3216328d8ffSCédric Le Goater };
3226328d8ffSCédric Le Goater
pca9554_register_types(void)3236328d8ffSCédric Le Goater static void pca9554_register_types(void)
3246328d8ffSCédric Le Goater {
3256328d8ffSCédric Le Goater type_register_static(&pca9554_info);
3266328d8ffSCédric Le Goater }
3276328d8ffSCédric Le Goater
3286328d8ffSCédric Le Goater type_init(pca9554_register_types)
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