drivers/gpio/gpio-aspeed-sgpio.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Copyright 2019 American Megatrends International LLC.
   4  *
   5  * Author: Karthikeyan Mani <karthikeyanm@amiindia.co.in>
   6  */
   7
   8 #include <linux/bitfield.h>
   9 #include <linux/clk.h>
  10 #include <linux/gpio/driver.h>
  11 #include <linux/hashtable.h>
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/io.h>
  14 #include <linux/kernel.h>
  15 #include <linux/module.h>
  16 #include <linux/platform_device.h>
  17 #include <linux/spinlock.h>
  18 #include <linux/string.h>
  19
  20 #define ASPEED_SGPIO_CTRL               0x54
  21
  22 #define ASPEED_SGPIO_CLK_DIV_MASK       GENMASK(31, 16)
  23 #define ASPEED_SGPIO_ENABLE             BIT(0)
  24 #define ASPEED_SGPIO_PINS_SHIFT         6
  25
  26 struct aspeed_sgpio_pdata {
  27         const u32 pin_mask;
  28 };
  29
  30 struct aspeed_sgpio {
  31         struct gpio_chip chip;
  32         struct irq_chip intc;
  33         struct clk *pclk;
  34         spinlock_t lock;
  35         void __iomem *base;
  36         int irq;
  37 };
  38
  39 struct aspeed_sgpio_bank {
  40         u16    val_regs;
  41         u16    rdata_reg;
  42         u16    irq_regs;
  43         u16    tolerance_regs;
  44         const char  names[4][3];
  45 };
  46
  47 /*
  48  * Note: The "value" register returns the input value when the GPIO is
  49  *       configured as an input.
  50  *
  51  *       The "rdata" register returns the output value when the GPIO is
  52  *       configured as an output.
  53  */
  54 static const struct aspeed_sgpio_bank aspeed_sgpio_banks[] = {
  55         {
  56                 .val_regs = 0x0000,
  57                 .rdata_reg = 0x0070,
  58                 .irq_regs = 0x0004,
  59                 .tolerance_regs = 0x0018,
  60                 .names = { "A", "B", "C", "D" },
  61         },
  62         {
  63                 .val_regs = 0x001C,
  64                 .rdata_reg = 0x0074,
  65                 .irq_regs = 0x0020,
  66                 .tolerance_regs = 0x0034,
  67                 .names = { "E", "F", "G", "H" },
  68         },
  69         {
  70                 .val_regs = 0x0038,
  71                 .rdata_reg = 0x0078,
  72                 .irq_regs = 0x003C,
  73                 .tolerance_regs = 0x0050,
  74                 .names = { "I", "J", "K", "L" },
  75         },
  76         {
  77                 .val_regs = 0x0090,
  78                 .rdata_reg = 0x007C,
  79                 .irq_regs = 0x0094,
  80                 .tolerance_regs = 0x00A8,
  81                 .names = { "M", "N", "O", "P" },
  82         },
  83 };
  84
  85 enum aspeed_sgpio_reg {
  86         reg_val,
  87         reg_rdata,
  88         reg_irq_enable,
  89         reg_irq_type0,
  90         reg_irq_type1,
  91         reg_irq_type2,
  92         reg_irq_status,
  93         reg_tolerance,
  94 };
  95
  96 #define GPIO_VAL_VALUE      0x00
  97 #define GPIO_IRQ_ENABLE     0x00
  98 #define GPIO_IRQ_TYPE0      0x04
  99 #define GPIO_IRQ_TYPE1      0x08
 100 #define GPIO_IRQ_TYPE2      0x0C
 101 #define GPIO_IRQ_STATUS     0x10
 102
 103 static void __iomem *bank_reg(struct aspeed_sgpio *gpio,
 104                                      const struct aspeed_sgpio_bank *bank,
 105                                      const enum aspeed_sgpio_reg reg)
 106 {
 107         switch (reg) {
 108         case reg_val:
 109                 return gpio->base + bank->val_regs + GPIO_VAL_VALUE;
 110         case reg_rdata:
 111                 return gpio->base + bank->rdata_reg;
 112         case reg_irq_enable:
 113                 return gpio->base + bank->irq_regs + GPIO_IRQ_ENABLE;
 114         case reg_irq_type0:
 115                 return gpio->base + bank->irq_regs + GPIO_IRQ_TYPE0;
 116         case reg_irq_type1:
 117                 return gpio->base + bank->irq_regs + GPIO_IRQ_TYPE1;
 118         case reg_irq_type2:
 119                 return gpio->base + bank->irq_regs + GPIO_IRQ_TYPE2;
 120         case reg_irq_status:
 121                 return gpio->base + bank->irq_regs + GPIO_IRQ_STATUS;
 122         case reg_tolerance:
 123                 return gpio->base + bank->tolerance_regs;
 124         default:
 125                 /* acturally if code runs to here, it's an error case */
 126                 BUG();
 127         }
 128 }
 129
 130 #define GPIO_BANK(x)    ((x) >> 6)
 131 #define GPIO_OFFSET(x)  ((x) & GENMASK(5, 0))
 132 #define GPIO_BIT(x)     BIT(GPIO_OFFSET(x) >> 1)
 133
 134 static const struct aspeed_sgpio_bank *to_bank(unsigned int offset)
 135 {
 136         unsigned int bank;
 137
 138         bank = GPIO_BANK(offset);
 139
 140         WARN_ON(bank >= ARRAY_SIZE(aspeed_sgpio_banks));
 141         return &aspeed_sgpio_banks[bank];
 142 }
 143
 144 static int aspeed_sgpio_init_valid_mask(struct gpio_chip *gc,
 145                 unsigned long *valid_mask, unsigned int ngpios)
 146 {
 147         bitmap_set(valid_mask, 0, ngpios);
 148         return 0;
 149 }
 150
 151 static void aspeed_sgpio_irq_init_valid_mask(struct gpio_chip *gc,
 152                 unsigned long *valid_mask, unsigned int ngpios)
 153 {
 154         unsigned int i;
 155
 156         /* input GPIOs are even bits */
 157         for (i = 0; i < ngpios; i++) {
 158                 if (i % 2)
 159                         clear_bit(i, valid_mask);
 160         }
 161 }
 162
 163 static bool aspeed_sgpio_is_input(unsigned int offset)
 164 {
 165         return !(offset % 2);
 166 }
 167
 168 static int aspeed_sgpio_get(struct gpio_chip *gc, unsigned int offset)
 169 {
 170         struct aspeed_sgpio *gpio = gpiochip_get_data(gc);
 171         const struct aspeed_sgpio_bank *bank = to_bank(offset);
 172         unsigned long flags;
 173         enum aspeed_sgpio_reg reg;
 174         int rc = 0;
 175
 176         spin_lock_irqsave(&gpio->lock, flags);
 177
 178         reg = aspeed_sgpio_is_input(offset) ? reg_val : reg_rdata;
 179         rc = !!(ioread32(bank_reg(gpio, bank, reg)) & GPIO_BIT(offset));
 180
 181         spin_unlock_irqrestore(&gpio->lock, flags);
 182
 183         return rc;
 184 }
 185
 186 static int sgpio_set_value(struct gpio_chip *gc, unsigned int offset, int val)
 187 {
 188         struct aspeed_sgpio *gpio = gpiochip_get_data(gc);
 189         const struct aspeed_sgpio_bank *bank = to_bank(offset);
 190         void __iomem *addr_r, *addr_w;
 191         u32 reg = 0;
 192
 193         if (aspeed_sgpio_is_input(offset))
 194                 return -EINVAL;
 195
 196         /* Since this is an output, read the cached value from rdata, then
 197          * update val. */
 198         addr_r = bank_reg(gpio, bank, reg_rdata);
 199         addr_w = bank_reg(gpio, bank, reg_val);
 200
 201         reg = ioread32(addr_r);
 202
 203         if (val)
 204                 reg |= GPIO_BIT(offset);
 205         else
 206                 reg &= ~GPIO_BIT(offset);
 207
 208         iowrite32(reg, addr_w);
 209
 210         return 0;
 211 }
 212
 213 static void aspeed_sgpio_set(struct gpio_chip *gc, unsigned int offset, int val)
 214 {
 215         struct aspeed_sgpio *gpio = gpiochip_get_data(gc);
 216         unsigned long flags;
 217
 218         spin_lock_irqsave(&gpio->lock, flags);
 219
 220         sgpio_set_value(gc, offset, val);
 221
 222         spin_unlock_irqrestore(&gpio->lock, flags);
 223 }
 224
 225 static int aspeed_sgpio_dir_in(struct gpio_chip *gc, unsigned int offset)
 226 {
 227         return aspeed_sgpio_is_input(offset) ? 0 : -EINVAL;
 228 }
 229
 230 static int aspeed_sgpio_dir_out(struct gpio_chip *gc, unsigned int offset, int val)
 231 {
 232         struct aspeed_sgpio *gpio = gpiochip_get_data(gc);
 233         unsigned long flags;
 234         int rc;
 235
 236         /* No special action is required for setting the direction; we'll
 237          * error-out in sgpio_set_value if this isn't an output GPIO */
 238
 239         spin_lock_irqsave(&gpio->lock, flags);
 240         rc = sgpio_set_value(gc, offset, val);
 241         spin_unlock_irqrestore(&gpio->lock, flags);
 242
 243         return rc;
 244 }
 245
 246 static int aspeed_sgpio_get_direction(struct gpio_chip *gc, unsigned int offset)
 247 {
 248         return !!aspeed_sgpio_is_input(offset);
 249 }
 250
 251 static void irqd_to_aspeed_sgpio_data(struct irq_data *d,
 252                                         struct aspeed_sgpio **gpio,
 253                                         const struct aspeed_sgpio_bank **bank,
 254                                         u32 *bit, int *offset)
 255 {
 256         struct aspeed_sgpio *internal;
 257
 258         *offset = irqd_to_hwirq(d);
 259         internal = irq_data_get_irq_chip_data(d);
 260         WARN_ON(!internal);
 261
 262         *gpio = internal;
 263         *bank = to_bank(*offset);
 264         *bit = GPIO_BIT(*offset);
 265 }
 266
 267 static void aspeed_sgpio_irq_ack(struct irq_data *d)
 268 {
 269         const struct aspeed_sgpio_bank *bank;
 270         struct aspeed_sgpio *gpio;
 271         unsigned long flags;
 272         void __iomem *status_addr;
 273         int offset;
 274         u32 bit;
 275
 276         irqd_to_aspeed_sgpio_data(d, &gpio, &bank, &bit, &offset);
 277
 278         status_addr = bank_reg(gpio, bank, reg_irq_status);
 279
 280         spin_lock_irqsave(&gpio->lock, flags);
 281
 282         iowrite32(bit, status_addr);
 283
 284         spin_unlock_irqrestore(&gpio->lock, flags);
 285 }
 286
 287 static void aspeed_sgpio_irq_set_mask(struct irq_data *d, bool set)
 288 {
 289         const struct aspeed_sgpio_bank *bank;
 290         struct aspeed_sgpio *gpio;
 291         unsigned long flags;
 292         u32 reg, bit;
 293         void __iomem *addr;
 294         int offset;
 295
 296         irqd_to_aspeed_sgpio_data(d, &gpio, &bank, &bit, &offset);
 297         addr = bank_reg(gpio, bank, reg_irq_enable);
 298
 299         spin_lock_irqsave(&gpio->lock, flags);
 300
 301         reg = ioread32(addr);
 302         if (set)
 303                 reg |= bit;
 304         else
 305                 reg &= ~bit;
 306
 307         iowrite32(reg, addr);
 308
 309         spin_unlock_irqrestore(&gpio->lock, flags);
 310 }
 311
 312 static void aspeed_sgpio_irq_mask(struct irq_data *d)
 313 {
 314         aspeed_sgpio_irq_set_mask(d, false);
 315 }
 316
 317 static void aspeed_sgpio_irq_unmask(struct irq_data *d)
 318 {
 319         aspeed_sgpio_irq_set_mask(d, true);
 320 }
 321
 322 static int aspeed_sgpio_set_type(struct irq_data *d, unsigned int type)
 323 {
 324         u32 type0 = 0;
 325         u32 type1 = 0;
 326         u32 type2 = 0;
 327         u32 bit, reg;
 328         const struct aspeed_sgpio_bank *bank;
 329         irq_flow_handler_t handler;
 330         struct aspeed_sgpio *gpio;
 331         unsigned long flags;
 332         void __iomem *addr;
 333         int offset;
 334
 335         irqd_to_aspeed_sgpio_data(d, &gpio, &bank, &bit, &offset);
 336
 337         switch (type & IRQ_TYPE_SENSE_MASK) {
 338         case IRQ_TYPE_EDGE_BOTH:
 339                 type2 |= bit;
 340                 fallthrough;
 341         case IRQ_TYPE_EDGE_RISING:
 342                 type0 |= bit;
 343                 fallthrough;
 344         case IRQ_TYPE_EDGE_FALLING:
 345                 handler = handle_edge_irq;
 346                 break;
 347         case IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH:
 348                 type0 |= bit;
 349                 fallthrough;
 350         case IRQ_TYPE_LEVEL_LOW:
 351                 type1 |= bit;
 352                 handler = handle_level_irq;
 353                 break;
 354         default:
 355                 return -EINVAL;
 356         }
 357
 358         spin_lock_irqsave(&gpio->lock, flags);
 359
 360         addr = bank_reg(gpio, bank, reg_irq_type0);
 361         reg = ioread32(addr);
 362         reg = (reg & ~bit) | type0;
 363         iowrite32(reg, addr);
 364
 365         addr = bank_reg(gpio, bank, reg_irq_type1);
 366         reg = ioread32(addr);
 367         reg = (reg & ~bit) | type1;
 368         iowrite32(reg, addr);
 369
 370         addr = bank_reg(gpio, bank, reg_irq_type2);
 371         reg = ioread32(addr);
 372         reg = (reg & ~bit) | type2;
 373         iowrite32(reg, addr);
 374
 375         spin_unlock_irqrestore(&gpio->lock, flags);
 376
 377         irq_set_handler_locked(d, handler);
 378
 379         return 0;
 380 }
 381
 382 static void aspeed_sgpio_irq_handler(struct irq_desc *desc)
 383 {
 384         struct gpio_chip *gc = irq_desc_get_handler_data(desc);
 385         struct irq_chip *ic = irq_desc_get_chip(desc);
 386         struct aspeed_sgpio *data = gpiochip_get_data(gc);
 387         unsigned int i, p;
 388         unsigned long reg;
 389
 390         chained_irq_enter(ic, desc);
 391
 392         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(aspeed_sgpio_banks); i++) {
 393                 const struct aspeed_sgpio_bank *bank = &aspeed_sgpio_banks[i];
 394
 395                 reg = ioread32(bank_reg(data, bank, reg_irq_status));
 396
 397                 for_each_set_bit(p, &reg, 32)
 398                         generic_handle_domain_irq(gc->irq.domain, i * 32 + p);
 399         }
 400
 401         chained_irq_exit(ic, desc);
 402 }
 403
 404 static int aspeed_sgpio_setup_irqs(struct aspeed_sgpio *gpio,
 405                                    struct platform_device *pdev)
 406 {
 407         int rc, i;
 408         const struct aspeed_sgpio_bank *bank;
 409         struct gpio_irq_chip *irq;
 410
 411         rc = platform_get_irq(pdev, 0);
 412         if (rc < 0)
 413                 return rc;
 414
 415         gpio->irq = rc;
 416
 417         /* Disable IRQ and clear Interrupt status registers for all SGPIO Pins. */
 418         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(aspeed_sgpio_banks); i++) {
 419                 bank =  &aspeed_sgpio_banks[i];
 420                 /* disable irq enable bits */
 421                 iowrite32(0x00000000, bank_reg(gpio, bank, reg_irq_enable));
 422                 /* clear status bits */
 423                 iowrite32(0xffffffff, bank_reg(gpio, bank, reg_irq_status));
 424         }
 425
 426         gpio->intc.name = dev_name(&pdev->dev);
 427         gpio->intc.irq_ack = aspeed_sgpio_irq_ack;
 428         gpio->intc.irq_mask = aspeed_sgpio_irq_mask;
 429         gpio->intc.irq_unmask = aspeed_sgpio_irq_unmask;
 430         gpio->intc.irq_set_type = aspeed_sgpio_set_type;
 431
 432         irq = &gpio->chip.irq;
 433         irq->chip = &gpio->intc;
 434         irq->init_valid_mask = aspeed_sgpio_irq_init_valid_mask;
 435         irq->handler = handle_bad_irq;
 436         irq->default_type = IRQ_TYPE_NONE;
 437         irq->parent_handler = aspeed_sgpio_irq_handler;
 438         irq->parent_handler_data = gpio;
 439         irq->parents = &gpio->irq;
 440         irq->num_parents = 1;
 441
 442         /* Apply default IRQ settings */
 443         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(aspeed_sgpio_banks); i++) {
 444                 bank = &aspeed_sgpio_banks[i];
 445                 /* set falling or level-low irq */
 446                 iowrite32(0x00000000, bank_reg(gpio, bank, reg_irq_type0));
 447                 /* trigger type is edge */
 448                 iowrite32(0x00000000, bank_reg(gpio, bank, reg_irq_type1));
 449                 /* single edge trigger */
 450                 iowrite32(0x00000000, bank_reg(gpio, bank, reg_irq_type2));
 451         }
 452
 453         return 0;
 454 }
 455
 456 static const struct aspeed_sgpio_pdata ast2400_sgpio_pdata = {
 457         .pin_mask = GENMASK(9, 6),
 458 };
 459
 460 static int aspeed_sgpio_reset_tolerance(struct gpio_chip *chip,
 461                                         unsigned int offset, bool enable)
 462 {
 463         struct aspeed_sgpio *gpio = gpiochip_get_data(chip);
 464         unsigned long flags;
 465         void __iomem *reg;
 466         u32 val;
 467
 468         reg = bank_reg(gpio, to_bank(offset), reg_tolerance);
 469
 470         spin_lock_irqsave(&gpio->lock, flags);
 471
 472         val = readl(reg);
 473
 474         if (enable)
 475                 val |= GPIO_BIT(offset);
 476         else
 477                 val &= ~GPIO_BIT(offset);
 478
 479         writel(val, reg);
 480
 481         spin_unlock_irqrestore(&gpio->lock, flags);
 482
 483         return 0;
 484 }
 485
 486 static int aspeed_sgpio_set_config(struct gpio_chip *chip, unsigned int offset,
 487                                    unsigned long config)
 488 {
 489         unsigned long param = pinconf_to_config_param(config);
 490         u32 arg = pinconf_to_config_argument(config);
 491
 492         if (param == PIN_CONFIG_PERSIST_STATE)
 493                 return aspeed_sgpio_reset_tolerance(chip, offset, arg);
 494
 495         return -ENOTSUPP;
 496 }
 497
 498 static const struct aspeed_sgpio_pdata ast2600_sgpiom_pdata = {
 499         .pin_mask = GENMASK(10, 6),
 500 };
 501
 502 static const struct of_device_id aspeed_sgpio_of_table[] = {
 503         { .compatible = "aspeed,ast2400-sgpio", .data = &ast2400_sgpio_pdata, },
 504         { .compatible = "aspeed,ast2500-sgpio", .data = &ast2400_sgpio_pdata, },
 505         { .compatible = "aspeed,ast2600-sgpiom", .data = &ast2600_sgpiom_pdata, },
 506         {}
 507 };
 508
 509 MODULE_DEVICE_TABLE(of, aspeed_sgpio_of_table);
 510
 511 static int __init aspeed_sgpio_probe(struct platform_device *pdev)
 512 {
 513         u32 nr_gpios, sgpio_freq, sgpio_clk_div, gpio_cnt_regval, pin_mask;
 514         const struct aspeed_sgpio_pdata *pdata;
 515         struct aspeed_sgpio *gpio;
 516         unsigned long apb_freq;
 517         int rc;
 518
 519         gpio = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*gpio), GFP_KERNEL);
 520         if (!gpio)
 521                 return -ENOMEM;
 522
 523         gpio->base = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0);
 524         if (IS_ERR(gpio->base))
 525                 return PTR_ERR(gpio->base);
 526
 527         pdata = device_get_match_data(&pdev->dev);
 528         if (!pdata)
 529                 return -EINVAL;
 530
 531         pin_mask = pdata->pin_mask;
 532
 533         rc = device_property_read_u32(&pdev->dev, "ngpios", &nr_gpios);
 534         if (rc < 0) {
 535                 dev_err(&pdev->dev, "Could not read ngpios property\n");
 536                 return -EINVAL;
 537         } else if (nr_gpios % 8) {
 538                 dev_err(&pdev->dev, "Number of GPIOs not multiple of 8: %d\n",
 539                         nr_gpios);
 540                 return -EINVAL;
 541         }
 542
 543         rc = device_property_read_u32(&pdev->dev, "bus-frequency", &sgpio_freq);
 544         if (rc < 0) {
 545                 dev_err(&pdev->dev, "Could not read bus-frequency property\n");
 546                 return -EINVAL;
 547         }
 548
 549         gpio->pclk = devm_clk_get(&pdev->dev, NULL);
 550         if (IS_ERR(gpio->pclk)) {
 551                 dev_err(&pdev->dev, "devm_clk_get failed\n");
 552                 return PTR_ERR(gpio->pclk);
 553         }
 554
 555         apb_freq = clk_get_rate(gpio->pclk);
 556
 557         /*
 558          * From the datasheet,
 559          *      SGPIO period = 1/PCLK * 2 * (GPIO254[31:16] + 1)
 560          *      period = 2 * (GPIO254[31:16] + 1) / PCLK
 561          *      frequency = 1 / (2 * (GPIO254[31:16] + 1) / PCLK)
 562          *      frequency = PCLK / (2 * (GPIO254[31:16] + 1))
 563          *      frequency * 2 * (GPIO254[31:16] + 1) = PCLK
 564          *      GPIO254[31:16] = PCLK / (frequency * 2) - 1
 565          */
 566         if (sgpio_freq == 0)
 567                 return -EINVAL;
 568
 569         sgpio_clk_div = (apb_freq / (sgpio_freq * 2)) - 1;
 570
 571         if (sgpio_clk_div > (1 << 16) - 1)
 572                 return -EINVAL;
 573
 574         gpio_cnt_regval = ((nr_gpios / 8) << ASPEED_SGPIO_PINS_SHIFT) & pin_mask;
 575         iowrite32(FIELD_PREP(ASPEED_SGPIO_CLK_DIV_MASK, sgpio_clk_div) | gpio_cnt_regval |
 576                   ASPEED_SGPIO_ENABLE, gpio->base + ASPEED_SGPIO_CTRL);
 577
 578         spin_lock_init(&gpio->lock);
 579
 580         gpio->chip.parent = &pdev->dev;
 581         gpio->chip.ngpio = nr_gpios * 2;
 582         gpio->chip.init_valid_mask = aspeed_sgpio_init_valid_mask;
 583         gpio->chip.direction_input = aspeed_sgpio_dir_in;
 584         gpio->chip.direction_output = aspeed_sgpio_dir_out;
 585         gpio->chip.get_direction = aspeed_sgpio_get_direction;
 586         gpio->chip.request = NULL;
 587         gpio->chip.free = NULL;
 588         gpio->chip.get = aspeed_sgpio_get;
 589         gpio->chip.set = aspeed_sgpio_set;
 590         gpio->chip.set_config = aspeed_sgpio_set_config;
 591         gpio->chip.label = dev_name(&pdev->dev);
 592         gpio->chip.base = -1;
 593
 594         aspeed_sgpio_setup_irqs(gpio, pdev);
 595
 596         rc = devm_gpiochip_add_data(&pdev->dev, &gpio->chip, gpio);
 597         if (rc < 0)
 598                 return rc;
 599
 600         return 0;
 601 }
 602
 603 static struct platform_driver aspeed_sgpio_driver = {
 604         .driver = {
 605                 .name = KBUILD_MODNAME,
 606                 .of_match_table = aspeed_sgpio_of_table,
 607         },
 608 };
 609
 610 module_platform_driver_probe(aspeed_sgpio_driver, aspeed_sgpio_probe);
 611 MODULE_DESCRIPTION("Aspeed Serial GPIO Driver");
 612 MODULE_LICENSE("GPL");