xref: /openbmc/u-boot/drivers/gpio/zynq_gpio.c (revision 1494cc89)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Xilinx Zynq GPIO device driver
4  *
5  * Copyright (C) 2015 DAVE Embedded Systems <devel@dave.eu>
6  *
7  * Most of code taken from linux kernel driver (linux/drivers/gpio/gpio-zynq.c)
8  * Copyright (C) 2009 - 2014 Xilinx, Inc.
9  */
10 
11 #include <common.h>
12 #include <asm/gpio.h>
13 #include <asm/io.h>
14 #include <linux/errno.h>
15 #include <dm.h>
16 #include <fdtdec.h>
17 
18 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
19 
20 /* Maximum banks */
21 #define ZYNQ_GPIO_MAX_BANK	4
22 
23 #define ZYNQ_GPIO_BANK0_NGPIO	32
24 #define ZYNQ_GPIO_BANK1_NGPIO	22
25 #define ZYNQ_GPIO_BANK2_NGPIO	32
26 #define ZYNQ_GPIO_BANK3_NGPIO	32
27 
28 #define ZYNQ_GPIO_NR_GPIOS	(ZYNQ_GPIO_BANK0_NGPIO + \
29 				 ZYNQ_GPIO_BANK1_NGPIO + \
30 				 ZYNQ_GPIO_BANK2_NGPIO + \
31 				 ZYNQ_GPIO_BANK3_NGPIO)
32 
33 #define ZYNQMP_GPIO_MAX_BANK	6
34 
35 #define ZYNQMP_GPIO_BANK0_NGPIO	26
36 #define ZYNQMP_GPIO_BANK1_NGPIO	26
37 #define ZYNQMP_GPIO_BANK2_NGPIO	26
38 #define ZYNQMP_GPIO_BANK3_NGPIO	32
39 #define ZYNQMP_GPIO_BANK4_NGPIO	32
40 #define ZYNQMP_GPIO_BANK5_NGPIO	32
41 
42 #define ZYNQMP_GPIO_NR_GPIOS	174
43 
44 #define ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MIN(str)	0
45 #define ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MAX(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MIN(str) + \
46 					ZYNQ##str##_GPIO_BANK0_NGPIO - 1)
47 #define ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MIN(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MAX(str) + 1)
48 #define ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MAX(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MIN(str) + \
49 					ZYNQ##str##_GPIO_BANK1_NGPIO - 1)
50 #define ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MIN(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MAX(str) + 1)
51 #define ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MAX(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MIN(str) + \
52 					ZYNQ##str##_GPIO_BANK2_NGPIO - 1)
53 #define ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MIN(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MAX(str) + 1)
54 #define ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MAX(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MIN(str) + \
55 					ZYNQ##str##_GPIO_BANK3_NGPIO - 1)
56 #define ZYNQ_GPIO_BANK4_PIN_MIN(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MAX(str) + 1)
57 #define ZYNQ_GPIO_BANK4_PIN_MAX(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK4_PIN_MIN(str) + \
58 					ZYNQ##str##_GPIO_BANK4_NGPIO - 1)
59 #define ZYNQ_GPIO_BANK5_PIN_MIN(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK4_PIN_MAX(str) + 1)
60 #define ZYNQ_GPIO_BANK5_PIN_MAX(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK5_PIN_MIN(str) + \
61 					ZYNQ##str##_GPIO_BANK5_NGPIO - 1)
62 
63 /* Register offsets for the GPIO device */
64 /* LSW Mask & Data -WO */
65 #define ZYNQ_GPIO_DATA_LSW_OFFSET(BANK)	(0x000 + (8 * BANK))
66 /* MSW Mask & Data -WO */
67 #define ZYNQ_GPIO_DATA_MSW_OFFSET(BANK)	(0x004 + (8 * BANK))
68 /* Data Register-RW */
69 #define ZYNQ_GPIO_DATA_RO_OFFSET(BANK)	(0x060 + (4 * BANK))
70 /* Direction mode reg-RW */
71 #define ZYNQ_GPIO_DIRM_OFFSET(BANK)	(0x204 + (0x40 * BANK))
72 /* Output enable reg-RW */
73 #define ZYNQ_GPIO_OUTEN_OFFSET(BANK)	(0x208 + (0x40 * BANK))
74 /* Interrupt mask reg-RO */
75 #define ZYNQ_GPIO_INTMASK_OFFSET(BANK)	(0x20C + (0x40 * BANK))
76 /* Interrupt enable reg-WO */
77 #define ZYNQ_GPIO_INTEN_OFFSET(BANK)	(0x210 + (0x40 * BANK))
78 /* Interrupt disable reg-WO */
79 #define ZYNQ_GPIO_INTDIS_OFFSET(BANK)	(0x214 + (0x40 * BANK))
80 /* Interrupt status reg-RO */
81 #define ZYNQ_GPIO_INTSTS_OFFSET(BANK)	(0x218 + (0x40 * BANK))
82 /* Interrupt type reg-RW */
83 #define ZYNQ_GPIO_INTTYPE_OFFSET(BANK)	(0x21C + (0x40 * BANK))
84 /* Interrupt polarity reg-RW */
85 #define ZYNQ_GPIO_INTPOL_OFFSET(BANK)	(0x220 + (0x40 * BANK))
86 /* Interrupt on any, reg-RW */
87 #define ZYNQ_GPIO_INTANY_OFFSET(BANK)	(0x224 + (0x40 * BANK))
88 
89 /* Disable all interrupts mask */
90 #define ZYNQ_GPIO_IXR_DISABLE_ALL	0xFFFFFFFF
91 
92 /* Mid pin number of a bank */
93 #define ZYNQ_GPIO_MID_PIN_NUM 16
94 
95 /* GPIO upper 16 bit mask */
96 #define ZYNQ_GPIO_UPPER_MASK 0xFFFF0000
97 
98 struct zynq_gpio_privdata {
99 	phys_addr_t base;
100 	const struct zynq_platform_data *p_data;
101 };
102 
103 /**
104  * struct zynq_platform_data -  zynq gpio platform data structure
105  * @label:	string to store in gpio->label
106  * @ngpio:	max number of gpio pins
107  * @max_bank:	maximum number of gpio banks
108  * @bank_min:	this array represents bank's min pin
109  * @bank_max:	this array represents bank's max pin
110  */
111 struct zynq_platform_data {
112 	const char *label;
113 	u16 ngpio;
114 	int max_bank;
115 	int bank_min[ZYNQMP_GPIO_MAX_BANK];
116 	int bank_max[ZYNQMP_GPIO_MAX_BANK];
117 };
118 
119 static const struct zynq_platform_data zynqmp_gpio_def = {
120 	.label = "zynqmp_gpio",
121 	.ngpio = ZYNQMP_GPIO_NR_GPIOS,
122 	.max_bank = ZYNQMP_GPIO_MAX_BANK,
123 	.bank_min[0] = ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MIN(MP),
124 	.bank_max[0] = ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MAX(MP),
125 	.bank_min[1] = ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MIN(MP),
126 	.bank_max[1] = ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MAX(MP),
127 	.bank_min[2] = ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MIN(MP),
128 	.bank_max[2] = ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MAX(MP),
129 	.bank_min[3] = ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MIN(MP),
130 	.bank_max[3] = ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MAX(MP),
131 	.bank_min[4] = ZYNQ_GPIO_BANK4_PIN_MIN(MP),
132 	.bank_max[4] = ZYNQ_GPIO_BANK4_PIN_MAX(MP),
133 	.bank_min[5] = ZYNQ_GPIO_BANK5_PIN_MIN(MP),
134 	.bank_max[5] = ZYNQ_GPIO_BANK5_PIN_MAX(MP),
135 };
136 
137 static const struct zynq_platform_data zynq_gpio_def = {
138 	.label = "zynq_gpio",
139 	.ngpio = ZYNQ_GPIO_NR_GPIOS,
140 	.max_bank = ZYNQ_GPIO_MAX_BANK,
141 	.bank_min[0] = ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MIN(),
142 	.bank_max[0] = ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MAX(),
143 	.bank_min[1] = ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MIN(),
144 	.bank_max[1] = ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MAX(),
145 	.bank_min[2] = ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MIN(),
146 	.bank_max[2] = ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MAX(),
147 	.bank_min[3] = ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MIN(),
148 	.bank_max[3] = ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MAX(),
149 };
150 
151 /**
152  * zynq_gpio_get_bank_pin - Get the bank number and pin number within that bank
153  * for a given pin in the GPIO device
154  * @pin_num:	gpio pin number within the device
155  * @bank_num:	an output parameter used to return the bank number of the gpio
156  *		pin
157  * @bank_pin_num: an output parameter used to return pin number within a bank
158  *		  for the given gpio pin
159  *
160  * Returns the bank number and pin offset within the bank.
161  */
162 static inline void zynq_gpio_get_bank_pin(unsigned int pin_num,
163 					  unsigned int *bank_num,
164 					  unsigned int *bank_pin_num,
165 					  struct udevice *dev)
166 {
167 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
168 	int bank;
169 
170 	for (bank = 0; bank < priv->p_data->max_bank; bank++) {
171 		if ((pin_num >= priv->p_data->bank_min[bank]) &&
172 		    (pin_num <= priv->p_data->bank_max[bank])) {
173 				*bank_num = bank;
174 				*bank_pin_num = pin_num -
175 						priv->p_data->bank_min[bank];
176 				return;
177 		}
178 	}
179 
180 	if (bank >= priv->p_data->max_bank) {
181 		printf("Inavlid bank and pin num\n");
182 		*bank_num = 0;
183 		*bank_pin_num = 0;
184 	}
185 }
186 
187 static int gpio_is_valid(unsigned gpio, struct udevice *dev)
188 {
189 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
190 
191 	return (gpio >= 0) && (gpio < priv->p_data->ngpio);
192 }
193 
194 static int check_gpio(unsigned gpio, struct udevice *dev)
195 {
196 	if (!gpio_is_valid(gpio, dev)) {
197 		printf("ERROR : check_gpio: invalid GPIO %d\n", gpio);
198 		return -1;
199 	}
200 	return 0;
201 }
202 
203 static int zynq_gpio_get_value(struct udevice *dev, unsigned gpio)
204 {
205 	u32 data;
206 	unsigned int bank_num, bank_pin_num;
207 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
208 
209 	if (check_gpio(gpio, dev) < 0)
210 		return -1;
211 
212 	zynq_gpio_get_bank_pin(gpio, &bank_num, &bank_pin_num, dev);
213 
214 	data = readl(priv->base +
215 			     ZYNQ_GPIO_DATA_RO_OFFSET(bank_num));
216 
217 	return (data >> bank_pin_num) & 1;
218 }
219 
220 static int zynq_gpio_set_value(struct udevice *dev, unsigned gpio, int value)
221 {
222 	unsigned int reg_offset, bank_num, bank_pin_num;
223 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
224 
225 	if (check_gpio(gpio, dev) < 0)
226 		return -1;
227 
228 	zynq_gpio_get_bank_pin(gpio, &bank_num, &bank_pin_num, dev);
229 
230 	if (bank_pin_num >= ZYNQ_GPIO_MID_PIN_NUM) {
231 		/* only 16 data bits in bit maskable reg */
232 		bank_pin_num -= ZYNQ_GPIO_MID_PIN_NUM;
233 		reg_offset = ZYNQ_GPIO_DATA_MSW_OFFSET(bank_num);
234 	} else {
235 		reg_offset = ZYNQ_GPIO_DATA_LSW_OFFSET(bank_num);
236 	}
237 
238 	/*
239 	 * get the 32 bit value to be written to the mask/data register where
240 	 * the upper 16 bits is the mask and lower 16 bits is the data
241 	 */
242 	value = !!value;
243 	value = ~(1 << (bank_pin_num + ZYNQ_GPIO_MID_PIN_NUM)) &
244 		((value << bank_pin_num) | ZYNQ_GPIO_UPPER_MASK);
245 
246 	writel(value, priv->base + reg_offset);
247 
248 	return 0;
249 }
250 
251 static int zynq_gpio_direction_input(struct udevice *dev, unsigned gpio)
252 {
253 	u32 reg;
254 	unsigned int bank_num, bank_pin_num;
255 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
256 
257 	if (check_gpio(gpio, dev) < 0)
258 		return -1;
259 
260 	zynq_gpio_get_bank_pin(gpio, &bank_num, &bank_pin_num, dev);
261 
262 	/* bank 0 pins 7 and 8 are special and cannot be used as inputs */
263 	if (bank_num == 0 && (bank_pin_num == 7 || bank_pin_num == 8))
264 		return -1;
265 
266 	/* clear the bit in direction mode reg to set the pin as input */
267 	reg = readl(priv->base + ZYNQ_GPIO_DIRM_OFFSET(bank_num));
268 	reg &= ~BIT(bank_pin_num);
269 	writel(reg, priv->base + ZYNQ_GPIO_DIRM_OFFSET(bank_num));
270 
271 	return 0;
272 }
273 
274 static int zynq_gpio_direction_output(struct udevice *dev, unsigned gpio,
275 				      int value)
276 {
277 	u32 reg;
278 	unsigned int bank_num, bank_pin_num;
279 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
280 
281 	if (check_gpio(gpio, dev) < 0)
282 		return -1;
283 
284 	zynq_gpio_get_bank_pin(gpio, &bank_num, &bank_pin_num, dev);
285 
286 	/* set the GPIO pin as output */
287 	reg = readl(priv->base + ZYNQ_GPIO_DIRM_OFFSET(bank_num));
288 	reg |= BIT(bank_pin_num);
289 	writel(reg, priv->base + ZYNQ_GPIO_DIRM_OFFSET(bank_num));
290 
291 	/* configure the output enable reg for the pin */
292 	reg = readl(priv->base + ZYNQ_GPIO_OUTEN_OFFSET(bank_num));
293 	reg |= BIT(bank_pin_num);
294 	writel(reg, priv->base + ZYNQ_GPIO_OUTEN_OFFSET(bank_num));
295 
296 	/* set the state of the pin */
297 	gpio_set_value(gpio, value);
298 	return 0;
299 }
300 
301 static int zynq_gpio_get_function(struct udevice *dev, unsigned offset)
302 {
303 	u32 reg;
304 	unsigned int bank_num, bank_pin_num;
305 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
306 
307 	if (check_gpio(offset, dev) < 0)
308 		return -1;
309 
310 	zynq_gpio_get_bank_pin(offset, &bank_num, &bank_pin_num, dev);
311 
312 	/* set the GPIO pin as output */
313 	reg = readl(priv->base + ZYNQ_GPIO_DIRM_OFFSET(bank_num));
314 	reg &= BIT(bank_pin_num);
315 	if (reg)
316 		return GPIOF_OUTPUT;
317 	else
318 		return GPIOF_INPUT;
319 }
320 
321 static const struct dm_gpio_ops gpio_zynq_ops = {
322 	.direction_input	= zynq_gpio_direction_input,
323 	.direction_output	= zynq_gpio_direction_output,
324 	.get_value		= zynq_gpio_get_value,
325 	.set_value		= zynq_gpio_set_value,
326 	.get_function		= zynq_gpio_get_function,
327 };
328 
329 static const struct udevice_id zynq_gpio_ids[] = {
330 	{ .compatible = "xlnx,zynq-gpio-1.0",
331 	  .data = (ulong)&zynq_gpio_def},
332 	{ .compatible = "xlnx,zynqmp-gpio-1.0",
333 	  .data = (ulong)&zynqmp_gpio_def},
334 	{ }
335 };
336 
337 static void zynq_gpio_getplat_data(struct udevice *dev)
338 {
339 	const struct udevice_id *of_match = zynq_gpio_ids;
340 	int ret;
341 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
342 
343 	while (of_match->compatible) {
344 		ret = fdt_node_offset_by_compatible(gd->fdt_blob, -1,
345 						    of_match->compatible);
346 		if (ret >= 0) {
347 			priv->p_data =
348 				    (struct zynq_platform_data *)of_match->data;
349 			break;
350 		} else  {
351 			of_match++;
352 			continue;
353 		}
354 	}
355 
356 	if (!priv->p_data)
357 		printf("No Platform data found\n");
358 }
359 
360 static int zynq_gpio_probe(struct udevice *dev)
361 {
362 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
363 	struct gpio_dev_priv *uc_priv = dev_get_uclass_priv(dev);
364 
365 	zynq_gpio_getplat_data(dev);
366 
367 	if (priv->p_data)
368 		uc_priv->gpio_count = priv->p_data->ngpio;
369 
370 	return 0;
371 }
372 
373 static int zynq_gpio_ofdata_to_platdata(struct udevice *dev)
374 {
375 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
376 
377 	priv->base = devfdt_get_addr(dev);
378 
379 	return 0;
380 }
381 
382 U_BOOT_DRIVER(gpio_zynq) = {
383 	.name	= "gpio_zynq",
384 	.id	= UCLASS_GPIO,
385 	.ops	= &gpio_zynq_ops,
386 	.of_match = zynq_gpio_ids,
387 	.ofdata_to_platdata = zynq_gpio_ofdata_to_platdata,
388 	.probe	= zynq_gpio_probe,
389 	.priv_auto_alloc_size = sizeof(struct zynq_gpio_privdata),
390 };
391