xref: /openbmc/u-boot/drivers/gpio/zynq_gpio.c (revision 9d466f2f)
1 /*
2  * Xilinx Zynq GPIO device driver
3  *
4  * Copyright (C) 2015 DAVE Embedded Systems <devel@dave.eu>
5  *
6  * Most of code taken from linux kernel driver (linux/drivers/gpio/gpio-zynq.c)
7  * Copyright (C) 2009 - 2014 Xilinx, Inc.
8  *
9  * SPDX-License-Identifier:	GPL-2.0+
10  */
11 
12 #include <common.h>
13 #include <asm/gpio.h>
14 #include <asm/io.h>
15 #include <linux/errno.h>
16 #include <dm.h>
17 #include <fdtdec.h>
18 
19 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
20 
21 /* Maximum banks */
22 #define ZYNQ_GPIO_MAX_BANK	4
23 
24 #define ZYNQ_GPIO_BANK0_NGPIO	32
25 #define ZYNQ_GPIO_BANK1_NGPIO	22
26 #define ZYNQ_GPIO_BANK2_NGPIO	32
27 #define ZYNQ_GPIO_BANK3_NGPIO	32
28 
29 #define ZYNQ_GPIO_NR_GPIOS	(ZYNQ_GPIO_BANK0_NGPIO + \
30 				 ZYNQ_GPIO_BANK1_NGPIO + \
31 				 ZYNQ_GPIO_BANK2_NGPIO + \
32 				 ZYNQ_GPIO_BANK3_NGPIO)
33 
34 #define ZYNQMP_GPIO_MAX_BANK	6
35 
36 #define ZYNQMP_GPIO_BANK0_NGPIO	26
37 #define ZYNQMP_GPIO_BANK1_NGPIO	26
38 #define ZYNQMP_GPIO_BANK2_NGPIO	26
39 #define ZYNQMP_GPIO_BANK3_NGPIO	32
40 #define ZYNQMP_GPIO_BANK4_NGPIO	32
41 #define ZYNQMP_GPIO_BANK5_NGPIO	32
42 
43 #define ZYNQMP_GPIO_NR_GPIOS	174
44 
45 #define ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MIN(str)	0
46 #define ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MAX(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MIN(str) + \
47 					ZYNQ##str##_GPIO_BANK0_NGPIO - 1)
48 #define ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MIN(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MAX(str) + 1)
49 #define ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MAX(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MIN(str) + \
50 					ZYNQ##str##_GPIO_BANK1_NGPIO - 1)
51 #define ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MIN(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MAX(str) + 1)
52 #define ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MAX(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MIN(str) + \
53 					ZYNQ##str##_GPIO_BANK2_NGPIO - 1)
54 #define ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MIN(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MAX(str) + 1)
55 #define ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MAX(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MIN(str) + \
56 					ZYNQ##str##_GPIO_BANK3_NGPIO - 1)
57 #define ZYNQ_GPIO_BANK4_PIN_MIN(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MAX(str) + 1)
58 #define ZYNQ_GPIO_BANK4_PIN_MAX(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK4_PIN_MIN(str) + \
59 					ZYNQ##str##_GPIO_BANK4_NGPIO - 1)
60 #define ZYNQ_GPIO_BANK5_PIN_MIN(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK4_PIN_MAX(str) + 1)
61 #define ZYNQ_GPIO_BANK5_PIN_MAX(str)	(ZYNQ_GPIO_BANK5_PIN_MIN(str) + \
62 					ZYNQ##str##_GPIO_BANK5_NGPIO - 1)
63 
64 /* Register offsets for the GPIO device */
65 /* LSW Mask & Data -WO */
66 #define ZYNQ_GPIO_DATA_LSW_OFFSET(BANK)	(0x000 + (8 * BANK))
67 /* MSW Mask & Data -WO */
68 #define ZYNQ_GPIO_DATA_MSW_OFFSET(BANK)	(0x004 + (8 * BANK))
69 /* Data Register-RW */
70 #define ZYNQ_GPIO_DATA_RO_OFFSET(BANK)	(0x060 + (4 * BANK))
71 /* Direction mode reg-RW */
72 #define ZYNQ_GPIO_DIRM_OFFSET(BANK)	(0x204 + (0x40 * BANK))
73 /* Output enable reg-RW */
74 #define ZYNQ_GPIO_OUTEN_OFFSET(BANK)	(0x208 + (0x40 * BANK))
75 /* Interrupt mask reg-RO */
76 #define ZYNQ_GPIO_INTMASK_OFFSET(BANK)	(0x20C + (0x40 * BANK))
77 /* Interrupt enable reg-WO */
78 #define ZYNQ_GPIO_INTEN_OFFSET(BANK)	(0x210 + (0x40 * BANK))
79 /* Interrupt disable reg-WO */
80 #define ZYNQ_GPIO_INTDIS_OFFSET(BANK)	(0x214 + (0x40 * BANK))
81 /* Interrupt status reg-RO */
82 #define ZYNQ_GPIO_INTSTS_OFFSET(BANK)	(0x218 + (0x40 * BANK))
83 /* Interrupt type reg-RW */
84 #define ZYNQ_GPIO_INTTYPE_OFFSET(BANK)	(0x21C + (0x40 * BANK))
85 /* Interrupt polarity reg-RW */
86 #define ZYNQ_GPIO_INTPOL_OFFSET(BANK)	(0x220 + (0x40 * BANK))
87 /* Interrupt on any, reg-RW */
88 #define ZYNQ_GPIO_INTANY_OFFSET(BANK)	(0x224 + (0x40 * BANK))
89 
90 /* Disable all interrupts mask */
91 #define ZYNQ_GPIO_IXR_DISABLE_ALL	0xFFFFFFFF
92 
93 /* Mid pin number of a bank */
94 #define ZYNQ_GPIO_MID_PIN_NUM 16
95 
96 /* GPIO upper 16 bit mask */
97 #define ZYNQ_GPIO_UPPER_MASK 0xFFFF0000
98 
99 struct zynq_gpio_privdata {
100 	phys_addr_t base;
101 	const struct zynq_platform_data *p_data;
102 };
103 
104 /**
105  * struct zynq_platform_data -  zynq gpio platform data structure
106  * @label:	string to store in gpio->label
107  * @ngpio:	max number of gpio pins
108  * @max_bank:	maximum number of gpio banks
109  * @bank_min:	this array represents bank's min pin
110  * @bank_max:	this array represents bank's max pin
111  */
112 struct zynq_platform_data {
113 	const char *label;
114 	u16 ngpio;
115 	int max_bank;
116 	int bank_min[ZYNQMP_GPIO_MAX_BANK];
117 	int bank_max[ZYNQMP_GPIO_MAX_BANK];
118 };
119 
120 static const struct zynq_platform_data zynqmp_gpio_def = {
121 	.label = "zynqmp_gpio",
122 	.ngpio = ZYNQMP_GPIO_NR_GPIOS,
123 	.max_bank = ZYNQMP_GPIO_MAX_BANK,
124 	.bank_min[0] = ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MIN(MP),
125 	.bank_max[0] = ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MAX(MP),
126 	.bank_min[1] = ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MIN(MP),
127 	.bank_max[1] = ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MAX(MP),
128 	.bank_min[2] = ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MIN(MP),
129 	.bank_max[2] = ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MAX(MP),
130 	.bank_min[3] = ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MIN(MP),
131 	.bank_max[3] = ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MAX(MP),
132 	.bank_min[4] = ZYNQ_GPIO_BANK4_PIN_MIN(MP),
133 	.bank_max[4] = ZYNQ_GPIO_BANK4_PIN_MAX(MP),
134 	.bank_min[5] = ZYNQ_GPIO_BANK5_PIN_MIN(MP),
135 	.bank_max[5] = ZYNQ_GPIO_BANK5_PIN_MAX(MP),
136 };
137 
138 static const struct zynq_platform_data zynq_gpio_def = {
139 	.label = "zynq_gpio",
140 	.ngpio = ZYNQ_GPIO_NR_GPIOS,
141 	.max_bank = ZYNQ_GPIO_MAX_BANK,
142 	.bank_min[0] = ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MIN(),
143 	.bank_max[0] = ZYNQ_GPIO_BANK0_PIN_MAX(),
144 	.bank_min[1] = ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MIN(),
145 	.bank_max[1] = ZYNQ_GPIO_BANK1_PIN_MAX(),
146 	.bank_min[2] = ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MIN(),
147 	.bank_max[2] = ZYNQ_GPIO_BANK2_PIN_MAX(),
148 	.bank_min[3] = ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MIN(),
149 	.bank_max[3] = ZYNQ_GPIO_BANK3_PIN_MAX(),
150 };
151 
152 /**
153  * zynq_gpio_get_bank_pin - Get the bank number and pin number within that bank
154  * for a given pin in the GPIO device
155  * @pin_num:	gpio pin number within the device
156  * @bank_num:	an output parameter used to return the bank number of the gpio
157  *		pin
158  * @bank_pin_num: an output parameter used to return pin number within a bank
159  *		  for the given gpio pin
160  *
161  * Returns the bank number and pin offset within the bank.
162  */
163 static inline void zynq_gpio_get_bank_pin(unsigned int pin_num,
164 					  unsigned int *bank_num,
165 					  unsigned int *bank_pin_num,
166 					  struct udevice *dev)
167 {
168 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
169 	int bank;
170 
171 	for (bank = 0; bank < priv->p_data->max_bank; bank++) {
172 		if ((pin_num >= priv->p_data->bank_min[bank]) &&
173 		    (pin_num <= priv->p_data->bank_max[bank])) {
174 				*bank_num = bank;
175 				*bank_pin_num = pin_num -
176 						priv->p_data->bank_min[bank];
177 				return;
178 		}
179 	}
180 
181 	if (bank >= priv->p_data->max_bank) {
182 		printf("Inavlid bank and pin num\n");
183 		*bank_num = 0;
184 		*bank_pin_num = 0;
185 	}
186 }
187 
188 static int gpio_is_valid(unsigned gpio, struct udevice *dev)
189 {
190 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
191 
192 	return (gpio >= 0) && (gpio < priv->p_data->ngpio);
193 }
194 
195 static int check_gpio(unsigned gpio, struct udevice *dev)
196 {
197 	if (!gpio_is_valid(gpio, dev)) {
198 		printf("ERROR : check_gpio: invalid GPIO %d\n", gpio);
199 		return -1;
200 	}
201 	return 0;
202 }
203 
204 static int zynq_gpio_get_value(struct udevice *dev, unsigned gpio)
205 {
206 	u32 data;
207 	unsigned int bank_num, bank_pin_num;
208 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
209 
210 	if (check_gpio(gpio, dev) < 0)
211 		return -1;
212 
213 	zynq_gpio_get_bank_pin(gpio, &bank_num, &bank_pin_num, dev);
214 
215 	data = readl(priv->base +
216 			     ZYNQ_GPIO_DATA_RO_OFFSET(bank_num));
217 
218 	return (data >> bank_pin_num) & 1;
219 }
220 
221 static int zynq_gpio_set_value(struct udevice *dev, unsigned gpio, int value)
222 {
223 	unsigned int reg_offset, bank_num, bank_pin_num;
224 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
225 
226 	if (check_gpio(gpio, dev) < 0)
227 		return -1;
228 
229 	zynq_gpio_get_bank_pin(gpio, &bank_num, &bank_pin_num, dev);
230 
231 	if (bank_pin_num >= ZYNQ_GPIO_MID_PIN_NUM) {
232 		/* only 16 data bits in bit maskable reg */
233 		bank_pin_num -= ZYNQ_GPIO_MID_PIN_NUM;
234 		reg_offset = ZYNQ_GPIO_DATA_MSW_OFFSET(bank_num);
235 	} else {
236 		reg_offset = ZYNQ_GPIO_DATA_LSW_OFFSET(bank_num);
237 	}
238 
239 	/*
240 	 * get the 32 bit value to be written to the mask/data register where
241 	 * the upper 16 bits is the mask and lower 16 bits is the data
242 	 */
243 	value = !!value;
244 	value = ~(1 << (bank_pin_num + ZYNQ_GPIO_MID_PIN_NUM)) &
245 		((value << bank_pin_num) | ZYNQ_GPIO_UPPER_MASK);
246 
247 	writel(value, priv->base + reg_offset);
248 
249 	return 0;
250 }
251 
252 static int zynq_gpio_direction_input(struct udevice *dev, unsigned gpio)
253 {
254 	u32 reg;
255 	unsigned int bank_num, bank_pin_num;
256 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
257 
258 	if (check_gpio(gpio, dev) < 0)
259 		return -1;
260 
261 	zynq_gpio_get_bank_pin(gpio, &bank_num, &bank_pin_num, dev);
262 
263 	/* bank 0 pins 7 and 8 are special and cannot be used as inputs */
264 	if (bank_num == 0 && (bank_pin_num == 7 || bank_pin_num == 8))
265 		return -1;
266 
267 	/* clear the bit in direction mode reg to set the pin as input */
268 	reg = readl(priv->base + ZYNQ_GPIO_DIRM_OFFSET(bank_num));
269 	reg &= ~BIT(bank_pin_num);
270 	writel(reg, priv->base + ZYNQ_GPIO_DIRM_OFFSET(bank_num));
271 
272 	return 0;
273 }
274 
275 static int zynq_gpio_direction_output(struct udevice *dev, unsigned gpio,
276 				      int value)
277 {
278 	u32 reg;
279 	unsigned int bank_num, bank_pin_num;
280 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
281 
282 	if (check_gpio(gpio, dev) < 0)
283 		return -1;
284 
285 	zynq_gpio_get_bank_pin(gpio, &bank_num, &bank_pin_num, dev);
286 
287 	/* set the GPIO pin as output */
288 	reg = readl(priv->base + ZYNQ_GPIO_DIRM_OFFSET(bank_num));
289 	reg |= BIT(bank_pin_num);
290 	writel(reg, priv->base + ZYNQ_GPIO_DIRM_OFFSET(bank_num));
291 
292 	/* configure the output enable reg for the pin */
293 	reg = readl(priv->base + ZYNQ_GPIO_OUTEN_OFFSET(bank_num));
294 	reg |= BIT(bank_pin_num);
295 	writel(reg, priv->base + ZYNQ_GPIO_OUTEN_OFFSET(bank_num));
296 
297 	/* set the state of the pin */
298 	gpio_set_value(gpio, value);
299 	return 0;
300 }
301 
302 static int zynq_gpio_get_function(struct udevice *dev, unsigned offset)
303 {
304 	u32 reg;
305 	unsigned int bank_num, bank_pin_num;
306 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
307 
308 	if (check_gpio(offset, dev) < 0)
309 		return -1;
310 
311 	zynq_gpio_get_bank_pin(offset, &bank_num, &bank_pin_num, dev);
312 
313 	/* set the GPIO pin as output */
314 	reg = readl(priv->base + ZYNQ_GPIO_DIRM_OFFSET(bank_num));
315 	reg &= BIT(bank_pin_num);
316 	if (reg)
317 		return GPIOF_OUTPUT;
318 	else
319 		return GPIOF_INPUT;
320 }
321 
322 static const struct dm_gpio_ops gpio_zynq_ops = {
323 	.direction_input	= zynq_gpio_direction_input,
324 	.direction_output	= zynq_gpio_direction_output,
325 	.get_value		= zynq_gpio_get_value,
326 	.set_value		= zynq_gpio_set_value,
327 	.get_function		= zynq_gpio_get_function,
328 };
329 
330 static const struct udevice_id zynq_gpio_ids[] = {
331 	{ .compatible = "xlnx,zynq-gpio-1.0",
332 	  .data = (ulong)&zynq_gpio_def},
333 	{ .compatible = "xlnx,zynqmp-gpio-1.0",
334 	  .data = (ulong)&zynqmp_gpio_def},
335 	{ }
336 };
337 
338 static void zynq_gpio_getplat_data(struct udevice *dev)
339 {
340 	const struct udevice_id *of_match = zynq_gpio_ids;
341 	int ret;
342 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
343 
344 	while (of_match->compatible) {
345 		ret = fdt_node_offset_by_compatible(gd->fdt_blob, -1,
346 						    of_match->compatible);
347 		if (ret >= 0) {
348 			priv->p_data =
349 				    (struct zynq_platform_data *)of_match->data;
350 			break;
351 		} else  {
352 			of_match++;
353 			continue;
354 		}
355 	}
356 
357 	if (!priv->p_data)
358 		printf("No Platform data found\n");
359 }
360 
361 static int zynq_gpio_probe(struct udevice *dev)
362 {
363 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
364 	struct gpio_dev_priv *uc_priv = dev_get_uclass_priv(dev);
365 
366 	zynq_gpio_getplat_data(dev);
367 
368 	if (priv->p_data)
369 		uc_priv->gpio_count = priv->p_data->ngpio;
370 
371 	return 0;
372 }
373 
374 static int zynq_gpio_ofdata_to_platdata(struct udevice *dev)
375 {
376 	struct zynq_gpio_privdata *priv = dev_get_priv(dev);
377 
378 	priv->base = devfdt_get_addr(dev);
379 
380 	return 0;
381 }
382 
383 U_BOOT_DRIVER(gpio_zynq) = {
384 	.name	= "gpio_zynq",
385 	.id	= UCLASS_GPIO,
386 	.ops	= &gpio_zynq_ops,
387 	.of_match = zynq_gpio_ids,
388 	.ofdata_to_platdata = zynq_gpio_ofdata_to_platdata,
389 	.probe	= zynq_gpio_probe,
390 	.priv_auto_alloc_size = sizeof(struct zynq_gpio_privdata),
391 };
392