xref: /openbmc/linux/drivers/gpio/gpio-xilinx.c (revision 015d239a)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Xilinx gpio driver for xps/axi_gpio IP.
4  *
5  * Copyright 2008 - 2013 Xilinx, Inc.
6  */
7 
8 #include <linux/bitops.h>
9 #include <linux/init.h>
10 #include <linux/errno.h>
11 #include <linux/module.h>
12 #include <linux/of_device.h>
13 #include <linux/of_platform.h>
14 #include <linux/io.h>
15 #include <linux/gpio/driver.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 
18 /* Register Offset Definitions */
19 #define XGPIO_DATA_OFFSET   (0x0)	/* Data register  */
20 #define XGPIO_TRI_OFFSET    (0x4)	/* I/O direction register  */
21 
22 #define XGPIO_CHANNEL_OFFSET	0x8
23 
24 /* Read/Write access to the GPIO registers */
25 #if defined(CONFIG_ARCH_ZYNQ) || defined(CONFIG_X86)
26 # define xgpio_readreg(offset)		readl(offset)
27 # define xgpio_writereg(offset, val)	writel(val, offset)
28 #else
29 # define xgpio_readreg(offset)		__raw_readl(offset)
30 # define xgpio_writereg(offset, val)	__raw_writel(val, offset)
31 #endif
32 
33 /**
34  * struct xgpio_instance - Stores information about GPIO device
35  * @gc: GPIO chip
36  * @regs: register block
37  * @gpio_width: GPIO width for every channel
38  * @gpio_state: GPIO state shadow register
39  * @gpio_dir: GPIO direction shadow register
40  * @gpio_lock: Lock used for synchronization
41  */
42 struct xgpio_instance {
43 	struct gpio_chip gc;
44 	void __iomem *regs;
45 	unsigned int gpio_width[2];
46 	u32 gpio_state[2];
47 	u32 gpio_dir[2];
48 	spinlock_t gpio_lock[2];
49 };
50 
51 static inline int xgpio_index(struct xgpio_instance *chip, int gpio)
52 {
53 	if (gpio >= chip->gpio_width[0])
54 		return 1;
55 
56 	return 0;
57 }
58 
59 static inline int xgpio_regoffset(struct xgpio_instance *chip, int gpio)
60 {
61 	if (xgpio_index(chip, gpio))
62 		return XGPIO_CHANNEL_OFFSET;
63 
64 	return 0;
65 }
66 
67 static inline int xgpio_offset(struct xgpio_instance *chip, int gpio)
68 {
69 	if (xgpio_index(chip, gpio))
70 		return gpio - chip->gpio_width[0];
71 
72 	return gpio;
73 }
74 
75 /**
76  * xgpio_get - Read the specified signal of the GPIO device.
77  * @gc:     Pointer to gpio_chip device structure.
78  * @gpio:   GPIO signal number.
79  *
80  * This function reads the specified signal of the GPIO device.
81  *
82  * Return:
83  * 0 if direction of GPIO signals is set as input otherwise it
84  * returns negative error value.
85  */
86 static int xgpio_get(struct gpio_chip *gc, unsigned int gpio)
87 {
88 	struct xgpio_instance *chip = gpiochip_get_data(gc);
89 	u32 val;
90 
91 	val = xgpio_readreg(chip->regs + XGPIO_DATA_OFFSET +
92 			    xgpio_regoffset(chip, gpio));
93 
94 	return !!(val & BIT(xgpio_offset(chip, gpio)));
95 }
96 
97 /**
98  * xgpio_set - Write the specified signal of the GPIO device.
99  * @gc:     Pointer to gpio_chip device structure.
100  * @gpio:   GPIO signal number.
101  * @val:    Value to be written to specified signal.
102  *
103  * This function writes the specified value in to the specified signal of the
104  * GPIO device.
105  */
106 static void xgpio_set(struct gpio_chip *gc, unsigned int gpio, int val)
107 {
108 	unsigned long flags;
109 	struct xgpio_instance *chip = gpiochip_get_data(gc);
110 	int index =  xgpio_index(chip, gpio);
111 	int offset =  xgpio_offset(chip, gpio);
112 
113 	spin_lock_irqsave(&chip->gpio_lock[index], flags);
114 
115 	/* Write to GPIO signal and set its direction to output */
116 	if (val)
117 		chip->gpio_state[index] |= BIT(offset);
118 	else
119 		chip->gpio_state[index] &= ~BIT(offset);
120 
121 	xgpio_writereg(chip->regs + XGPIO_DATA_OFFSET +
122 		       xgpio_regoffset(chip, gpio), chip->gpio_state[index]);
123 
124 	spin_unlock_irqrestore(&chip->gpio_lock[index], flags);
125 }
126 
127 /**
128  * xgpio_set_multiple - Write the specified signals of the GPIO device.
129  * @gc:     Pointer to gpio_chip device structure.
130  * @mask:   Mask of the GPIOS to modify.
131  * @bits:   Value to be wrote on each GPIO
132  *
133  * This function writes the specified values into the specified signals of the
134  * GPIO devices.
135  */
136 static void xgpio_set_multiple(struct gpio_chip *gc, unsigned long *mask,
137 			       unsigned long *bits)
138 {
139 	unsigned long flags;
140 	struct xgpio_instance *chip = gpiochip_get_data(gc);
141 	int index = xgpio_index(chip, 0);
142 	int offset, i;
143 
144 	spin_lock_irqsave(&chip->gpio_lock[index], flags);
145 
146 	/* Write to GPIO signals */
147 	for (i = 0; i < gc->ngpio; i++) {
148 		if (*mask == 0)
149 			break;
150 		if (index !=  xgpio_index(chip, i)) {
151 			xgpio_writereg(chip->regs + XGPIO_DATA_OFFSET +
152 				       xgpio_regoffset(chip, i),
153 				       chip->gpio_state[index]);
154 			spin_unlock_irqrestore(&chip->gpio_lock[index], flags);
155 			index =  xgpio_index(chip, i);
156 			spin_lock_irqsave(&chip->gpio_lock[index], flags);
157 		}
158 		if (__test_and_clear_bit(i, mask)) {
159 			offset =  xgpio_offset(chip, i);
160 			if (test_bit(i, bits))
161 				chip->gpio_state[index] |= BIT(offset);
162 			else
163 				chip->gpio_state[index] &= ~BIT(offset);
164 		}
165 	}
166 
167 	xgpio_writereg(chip->regs + XGPIO_DATA_OFFSET +
168 		       xgpio_regoffset(chip, i), chip->gpio_state[index]);
169 
170 	spin_unlock_irqrestore(&chip->gpio_lock[index], flags);
171 }
172 
173 /**
174  * xgpio_dir_in - Set the direction of the specified GPIO signal as input.
175  * @gc:     Pointer to gpio_chip device structure.
176  * @gpio:   GPIO signal number.
177  *
178  * Return:
179  * 0 - if direction of GPIO signals is set as input
180  * otherwise it returns negative error value.
181  */
182 static int xgpio_dir_in(struct gpio_chip *gc, unsigned int gpio)
183 {
184 	unsigned long flags;
185 	struct xgpio_instance *chip = gpiochip_get_data(gc);
186 	int index =  xgpio_index(chip, gpio);
187 	int offset =  xgpio_offset(chip, gpio);
188 
189 	spin_lock_irqsave(&chip->gpio_lock[index], flags);
190 
191 	/* Set the GPIO bit in shadow register and set direction as input */
192 	chip->gpio_dir[index] |= BIT(offset);
193 	xgpio_writereg(chip->regs + XGPIO_TRI_OFFSET +
194 		       xgpio_regoffset(chip, gpio), chip->gpio_dir[index]);
195 
196 	spin_unlock_irqrestore(&chip->gpio_lock[index], flags);
197 
198 	return 0;
199 }
200 
201 /**
202  * xgpio_dir_out - Set the direction of the specified GPIO signal as output.
203  * @gc:     Pointer to gpio_chip device structure.
204  * @gpio:   GPIO signal number.
205  * @val:    Value to be written to specified signal.
206  *
207  * This function sets the direction of specified GPIO signal as output.
208  *
209  * Return:
210  * If all GPIO signals of GPIO chip is configured as input then it returns
211  * error otherwise it returns 0.
212  */
213 static int xgpio_dir_out(struct gpio_chip *gc, unsigned int gpio, int val)
214 {
215 	unsigned long flags;
216 	struct xgpio_instance *chip = gpiochip_get_data(gc);
217 	int index =  xgpio_index(chip, gpio);
218 	int offset =  xgpio_offset(chip, gpio);
219 
220 	spin_lock_irqsave(&chip->gpio_lock[index], flags);
221 
222 	/* Write state of GPIO signal */
223 	if (val)
224 		chip->gpio_state[index] |= BIT(offset);
225 	else
226 		chip->gpio_state[index] &= ~BIT(offset);
227 	xgpio_writereg(chip->regs + XGPIO_DATA_OFFSET +
228 			xgpio_regoffset(chip, gpio), chip->gpio_state[index]);
229 
230 	/* Clear the GPIO bit in shadow register and set direction as output */
231 	chip->gpio_dir[index] &= ~BIT(offset);
232 	xgpio_writereg(chip->regs + XGPIO_TRI_OFFSET +
233 			xgpio_regoffset(chip, gpio), chip->gpio_dir[index]);
234 
235 	spin_unlock_irqrestore(&chip->gpio_lock[index], flags);
236 
237 	return 0;
238 }
239 
240 /**
241  * xgpio_save_regs - Set initial values of GPIO pins
242  * @chip: Pointer to GPIO instance
243  */
244 static void xgpio_save_regs(struct xgpio_instance *chip)
245 {
246 	xgpio_writereg(chip->regs + XGPIO_DATA_OFFSET,	chip->gpio_state[0]);
247 	xgpio_writereg(chip->regs + XGPIO_TRI_OFFSET, chip->gpio_dir[0]);
248 
249 	if (!chip->gpio_width[1])
250 		return;
251 
252 	xgpio_writereg(chip->regs + XGPIO_DATA_OFFSET + XGPIO_CHANNEL_OFFSET,
253 		       chip->gpio_state[1]);
254 	xgpio_writereg(chip->regs + XGPIO_TRI_OFFSET + XGPIO_CHANNEL_OFFSET,
255 		       chip->gpio_dir[1]);
256 }
257 
258 /**
259  * xgpio_of_probe - Probe method for the GPIO device.
260  * @pdev: pointer to the platform device
261  *
262  * Return:
263  * It returns 0, if the driver is bound to the GPIO device, or
264  * a negative value if there is an error.
265  */
266 static int xgpio_probe(struct platform_device *pdev)
267 {
268 	struct xgpio_instance *chip;
269 	int status = 0;
270 	struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
271 	u32 is_dual;
272 
273 	chip = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*chip), GFP_KERNEL);
274 	if (!chip)
275 		return -ENOMEM;
276 
277 	platform_set_drvdata(pdev, chip);
278 
279 	/* Update GPIO state shadow register with default value */
280 	of_property_read_u32(np, "xlnx,dout-default", &chip->gpio_state[0]);
281 
282 	/* Update GPIO direction shadow register with default value */
283 	if (of_property_read_u32(np, "xlnx,tri-default", &chip->gpio_dir[0]))
284 		chip->gpio_dir[0] = 0xFFFFFFFF;
285 
286 	/*
287 	 * Check device node and parent device node for device width
288 	 * and assume default width of 32
289 	 */
290 	if (of_property_read_u32(np, "xlnx,gpio-width", &chip->gpio_width[0]))
291 		chip->gpio_width[0] = 32;
292 
293 	spin_lock_init(&chip->gpio_lock[0]);
294 
295 	if (of_property_read_u32(np, "xlnx,is-dual", &is_dual))
296 		is_dual = 0;
297 
298 	if (is_dual) {
299 		/* Update GPIO state shadow register with default value */
300 		of_property_read_u32(np, "xlnx,dout-default-2",
301 				     &chip->gpio_state[1]);
302 
303 		/* Update GPIO direction shadow register with default value */
304 		if (of_property_read_u32(np, "xlnx,tri-default-2",
305 					 &chip->gpio_dir[1]))
306 			chip->gpio_dir[1] = 0xFFFFFFFF;
307 
308 		/*
309 		 * Check device node and parent device node for device width
310 		 * and assume default width of 32
311 		 */
312 		if (of_property_read_u32(np, "xlnx,gpio2-width",
313 					 &chip->gpio_width[1]))
314 			chip->gpio_width[1] = 32;
315 
316 		spin_lock_init(&chip->gpio_lock[1]);
317 	}
318 
319 	chip->gc.base = -1;
320 	chip->gc.ngpio = chip->gpio_width[0] + chip->gpio_width[1];
321 	chip->gc.parent = &pdev->dev;
322 	chip->gc.direction_input = xgpio_dir_in;
323 	chip->gc.direction_output = xgpio_dir_out;
324 	chip->gc.get = xgpio_get;
325 	chip->gc.set = xgpio_set;
326 	chip->gc.set_multiple = xgpio_set_multiple;
327 
328 	chip->gc.label = dev_name(&pdev->dev);
329 
330 	chip->regs = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0);
331 	if (IS_ERR(chip->regs)) {
332 		dev_err(&pdev->dev, "failed to ioremap memory resource\n");
333 		return PTR_ERR(chip->regs);
334 	}
335 
336 	xgpio_save_regs(chip);
337 
338 	status = devm_gpiochip_add_data(&pdev->dev, &chip->gc, chip);
339 	if (status) {
340 		dev_err(&pdev->dev, "failed to add GPIO chip\n");
341 		return status;
342 	}
343 
344 	return 0;
345 }
346 
347 static const struct of_device_id xgpio_of_match[] = {
348 	{ .compatible = "xlnx,xps-gpio-1.00.a", },
349 	{ /* end of list */ },
350 };
351 
352 MODULE_DEVICE_TABLE(of, xgpio_of_match);
353 
354 static struct platform_driver xgpio_plat_driver = {
355 	.probe		= xgpio_probe,
356 	.driver		= {
357 			.name = "gpio-xilinx",
358 			.of_match_table	= xgpio_of_match,
359 	},
360 };
361 
362 static int __init xgpio_init(void)
363 {
364 	return platform_driver_register(&xgpio_plat_driver);
365 }
366 
367 subsys_initcall(xgpio_init);
368 
369 static void __exit xgpio_exit(void)
370 {
371 	platform_driver_unregister(&xgpio_plat_driver);
372 }
373 module_exit(xgpio_exit);
374 
375 MODULE_AUTHOR("Xilinx, Inc.");
376 MODULE_DESCRIPTION("Xilinx GPIO driver");
377 MODULE_LICENSE("GPL");
378