drivers/gpio/gpio-mpc8xxx.c

   1 /*
   2  * GPIOs on MPC512x/8349/8572/8610/QorIQ and compatible
   3  *
   4  * Copyright (C) 2008 Peter Korsgaard <jacmet@sunsite.dk>
   5  * Copyright (C) 2016 Freescale Semiconductor Inc.
   6  *
   7  * This file is licensed under the terms of the GNU General Public License
   8  * version 2.  This program is licensed "as is" without any warranty of any
   9  * kind, whether express or implied.
  10  */
  11
  12 #include <linux/kernel.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/spinlock.h>
  15 #include <linux/io.h>
  16 #include <linux/of.h>
  17 #include <linux/of_gpio.h>
  18 #include <linux/of_address.h>
  19 #include <linux/of_irq.h>
  20 #include <linux/of_platform.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include <linux/irq.h>
  23 #include <linux/gpio/driver.h>
  24 #include <linux/bitops.h>
  25 #include <linux/interrupt.h>
  26
  27 #define MPC8XXX_GPIO_PINS       32
  28
  29 #define GPIO_DIR                0x00
  30 #define GPIO_ODR                0x04
  31 #define GPIO_DAT                0x08
  32 #define GPIO_IER                0x0c
  33 #define GPIO_IMR                0x10
  34 #define GPIO_ICR                0x14
  35 #define GPIO_ICR2               0x18
  36 #define GPIO_IBE                0x18
  37
  38 struct mpc8xxx_gpio_chip {
  39         struct gpio_chip        gc;
  40         void __iomem *regs;
  41         raw_spinlock_t lock;
  42
  43         int (*direction_output)(struct gpio_chip *chip,
  44                                 unsigned offset, int value);
  45
  46         struct irq_domain *irq;
  47         unsigned int irqn;
  48 };
  49
  50 /*
  51  * This hardware has a big endian bit assignment such that GPIO line 0 is
  52  * connected to bit 31, line 1 to bit 30 ... line 31 to bit 0.
  53  * This inline helper give the right bitmask for a certain line.
  54  */
  55 static inline u32 mpc_pin2mask(unsigned int offset)
  56 {
  57         return BIT(31 - offset);
  58 }
  59
  60 /* Workaround GPIO 1 errata on MPC8572/MPC8536. The status of GPIOs
  61  * defined as output cannot be determined by reading GPDAT register,
  62  * so we use shadow data register instead. The status of input pins
  63  * is determined by reading GPDAT register.
  64  */
  65 static int mpc8572_gpio_get(struct gpio_chip *gc, unsigned int gpio)
  66 {
  67         u32 val;
  68         struct mpc8xxx_gpio_chip *mpc8xxx_gc = gpiochip_get_data(gc);
  69         u32 out_mask, out_shadow;
  70
  71         out_mask = gc->read_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_DIR);
  72         val = gc->read_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_DAT) & ~out_mask;
  73         out_shadow = gc->bgpio_data & out_mask;
  74
  75         return !!((val | out_shadow) & mpc_pin2mask(gpio));
  76 }
  77
  78 static int mpc5121_gpio_dir_out(struct gpio_chip *gc,
  79                                 unsigned int gpio, int val)
  80 {
  81         struct mpc8xxx_gpio_chip *mpc8xxx_gc = gpiochip_get_data(gc);
  82         /* GPIO 28..31 are input only on MPC5121 */
  83         if (gpio >= 28)
  84                 return -EINVAL;
  85
  86         return mpc8xxx_gc->direction_output(gc, gpio, val);
  87 }
  88
  89 static int mpc5125_gpio_dir_out(struct gpio_chip *gc,
  90                                 unsigned int gpio, int val)
  91 {
  92         struct mpc8xxx_gpio_chip *mpc8xxx_gc = gpiochip_get_data(gc);
  93         /* GPIO 0..3 are input only on MPC5125 */
  94         if (gpio <= 3)
  95                 return -EINVAL;
  96
  97         return mpc8xxx_gc->direction_output(gc, gpio, val);
  98 }
  99
 100 static int mpc8xxx_gpio_to_irq(struct gpio_chip *gc, unsigned offset)
 101 {
 102         struct mpc8xxx_gpio_chip *mpc8xxx_gc = gpiochip_get_data(gc);
 103
 104         if (mpc8xxx_gc->irq && offset < MPC8XXX_GPIO_PINS)
 105                 return irq_create_mapping(mpc8xxx_gc->irq, offset);
 106         else
 107                 return -ENXIO;
 108 }
 109
 110 static irqreturn_t mpc8xxx_gpio_irq_cascade(int irq, void *data)
 111 {
 112         struct mpc8xxx_gpio_chip *mpc8xxx_gc = data;
 113         struct gpio_chip *gc = &mpc8xxx_gc->gc;
 114         unsigned long mask;
 115         int i;
 116
 117         mask = gc->read_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_IER)
 118                 & gc->read_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_IMR);
 119         for_each_set_bit(i, &mask, 32)
 120                 generic_handle_irq(irq_linear_revmap(mpc8xxx_gc->irq, 31 - i));
 121
 122         return IRQ_HANDLED;
 123 }
 124
 125 static void mpc8xxx_irq_unmask(struct irq_data *d)
 126 {
 127         struct mpc8xxx_gpio_chip *mpc8xxx_gc = irq_data_get_irq_chip_data(d);
 128         struct gpio_chip *gc = &mpc8xxx_gc->gc;
 129         unsigned long flags;
 130
 131         raw_spin_lock_irqsave(&mpc8xxx_gc->lock, flags);
 132
 133         gc->write_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_IMR,
 134                 gc->read_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_IMR)
 135                 | mpc_pin2mask(irqd_to_hwirq(d)));
 136
 137         raw_spin_unlock_irqrestore(&mpc8xxx_gc->lock, flags);
 138 }
 139
 140 static void mpc8xxx_irq_mask(struct irq_data *d)
 141 {
 142         struct mpc8xxx_gpio_chip *mpc8xxx_gc = irq_data_get_irq_chip_data(d);
 143         struct gpio_chip *gc = &mpc8xxx_gc->gc;
 144         unsigned long flags;
 145
 146         raw_spin_lock_irqsave(&mpc8xxx_gc->lock, flags);
 147
 148         gc->write_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_IMR,
 149                 gc->read_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_IMR)
 150                 & ~mpc_pin2mask(irqd_to_hwirq(d)));
 151
 152         raw_spin_unlock_irqrestore(&mpc8xxx_gc->lock, flags);
 153 }
 154
 155 static void mpc8xxx_irq_ack(struct irq_data *d)
 156 {
 157         struct mpc8xxx_gpio_chip *mpc8xxx_gc = irq_data_get_irq_chip_data(d);
 158         struct gpio_chip *gc = &mpc8xxx_gc->gc;
 159
 160         gc->write_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_IER,
 161                       mpc_pin2mask(irqd_to_hwirq(d)));
 162 }
 163
 164 static int mpc8xxx_irq_set_type(struct irq_data *d, unsigned int flow_type)
 165 {
 166         struct mpc8xxx_gpio_chip *mpc8xxx_gc = irq_data_get_irq_chip_data(d);
 167         struct gpio_chip *gc = &mpc8xxx_gc->gc;
 168         unsigned long flags;
 169
 170         switch (flow_type) {
 171         case IRQ_TYPE_EDGE_FALLING:
 172         case IRQ_TYPE_LEVEL_LOW:
 173                 raw_spin_lock_irqsave(&mpc8xxx_gc->lock, flags);
 174                 gc->write_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_ICR,
 175                         gc->read_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_ICR)
 176                         | mpc_pin2mask(irqd_to_hwirq(d)));
 177                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mpc8xxx_gc->lock, flags);
 178                 break;
 179
 180         case IRQ_TYPE_EDGE_BOTH:
 181                 raw_spin_lock_irqsave(&mpc8xxx_gc->lock, flags);
 182                 gc->write_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_ICR,
 183                         gc->read_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_ICR)
 184                         & ~mpc_pin2mask(irqd_to_hwirq(d)));
 185                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mpc8xxx_gc->lock, flags);
 186                 break;
 187
 188         default:
 189                 return -EINVAL;
 190         }
 191
 192         return 0;
 193 }
 194
 195 static int mpc512x_irq_set_type(struct irq_data *d, unsigned int flow_type)
 196 {
 197         struct mpc8xxx_gpio_chip *mpc8xxx_gc = irq_data_get_irq_chip_data(d);
 198         struct gpio_chip *gc = &mpc8xxx_gc->gc;
 199         unsigned long gpio = irqd_to_hwirq(d);
 200         void __iomem *reg;
 201         unsigned int shift;
 202         unsigned long flags;
 203
 204         if (gpio < 16) {
 205                 reg = mpc8xxx_gc->regs + GPIO_ICR;
 206                 shift = (15 - gpio) * 2;
 207         } else {
 208                 reg = mpc8xxx_gc->regs + GPIO_ICR2;
 209                 shift = (15 - (gpio % 16)) * 2;
 210         }
 211
 212         switch (flow_type) {
 213         case IRQ_TYPE_EDGE_FALLING:
 214         case IRQ_TYPE_LEVEL_LOW:
 215                 raw_spin_lock_irqsave(&mpc8xxx_gc->lock, flags);
 216                 gc->write_reg(reg, (gc->read_reg(reg) & ~(3 << shift))
 217                         | (2 << shift));
 218                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mpc8xxx_gc->lock, flags);
 219                 break;
 220
 221         case IRQ_TYPE_EDGE_RISING:
 222         case IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH:
 223                 raw_spin_lock_irqsave(&mpc8xxx_gc->lock, flags);
 224                 gc->write_reg(reg, (gc->read_reg(reg) & ~(3 << shift))
 225                         | (1 << shift));
 226                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mpc8xxx_gc->lock, flags);
 227                 break;
 228
 229         case IRQ_TYPE_EDGE_BOTH:
 230                 raw_spin_lock_irqsave(&mpc8xxx_gc->lock, flags);
 231                 gc->write_reg(reg, (gc->read_reg(reg) & ~(3 << shift)));
 232                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mpc8xxx_gc->lock, flags);
 233                 break;
 234
 235         default:
 236                 return -EINVAL;
 237         }
 238
 239         return 0;
 240 }
 241
 242 static struct irq_chip mpc8xxx_irq_chip = {
 243         .name           = "mpc8xxx-gpio",
 244         .irq_unmask     = mpc8xxx_irq_unmask,
 245         .irq_mask       = mpc8xxx_irq_mask,
 246         .irq_ack        = mpc8xxx_irq_ack,
 247         /* this might get overwritten in mpc8xxx_probe() */
 248         .irq_set_type   = mpc8xxx_irq_set_type,
 249 };
 250
 251 static int mpc8xxx_gpio_irq_map(struct irq_domain *h, unsigned int irq,
 252                                 irq_hw_number_t hwirq)
 253 {
 254         irq_set_chip_data(irq, h->host_data);
 255         irq_set_chip_and_handler(irq, &mpc8xxx_irq_chip, handle_edge_irq);
 256
 257         return 0;
 258 }
 259
 260 static const struct irq_domain_ops mpc8xxx_gpio_irq_ops = {
 261         .map    = mpc8xxx_gpio_irq_map,
 262         .xlate  = irq_domain_xlate_twocell,
 263 };
 264
 265 struct mpc8xxx_gpio_devtype {
 266         int (*gpio_dir_out)(struct gpio_chip *, unsigned int, int);
 267         int (*gpio_get)(struct gpio_chip *, unsigned int);
 268         int (*irq_set_type)(struct irq_data *, unsigned int);
 269 };
 270
 271 static const struct mpc8xxx_gpio_devtype mpc512x_gpio_devtype = {
 272         .gpio_dir_out = mpc5121_gpio_dir_out,
 273         .irq_set_type = mpc512x_irq_set_type,
 274 };
 275
 276 static const struct mpc8xxx_gpio_devtype mpc5125_gpio_devtype = {
 277         .gpio_dir_out = mpc5125_gpio_dir_out,
 278         .irq_set_type = mpc512x_irq_set_type,
 279 };
 280
 281 static const struct mpc8xxx_gpio_devtype mpc8572_gpio_devtype = {
 282         .gpio_get = mpc8572_gpio_get,
 283 };
 284
 285 static const struct mpc8xxx_gpio_devtype mpc8xxx_gpio_devtype_default = {
 286         .irq_set_type = mpc8xxx_irq_set_type,
 287 };
 288
 289 static const struct of_device_id mpc8xxx_gpio_ids[] = {
 290         { .compatible = "fsl,mpc8349-gpio", },
 291         { .compatible = "fsl,mpc8572-gpio", .data = &mpc8572_gpio_devtype, },
 292         { .compatible = "fsl,mpc8610-gpio", },
 293         { .compatible = "fsl,mpc5121-gpio", .data = &mpc512x_gpio_devtype, },
 294         { .compatible = "fsl,mpc5125-gpio", .data = &mpc5125_gpio_devtype, },
 295         { .compatible = "fsl,pq3-gpio",     },
 296         { .compatible = "fsl,ls1028a-gpio", },
 297         { .compatible = "fsl,ls1088a-gpio", },
 298         { .compatible = "fsl,qoriq-gpio",   },
 299         {}
 300 };
 301
 302 static int mpc8xxx_probe(struct platform_device *pdev)
 303 {
 304         struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
 305         struct mpc8xxx_gpio_chip *mpc8xxx_gc;
 306         struct gpio_chip        *gc;
 307         const struct mpc8xxx_gpio_devtype *devtype =
 308                 of_device_get_match_data(&pdev->dev);
 309         int ret;
 310
 311         mpc8xxx_gc = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*mpc8xxx_gc), GFP_KERNEL);
 312         if (!mpc8xxx_gc)
 313                 return -ENOMEM;
 314
 315         platform_set_drvdata(pdev, mpc8xxx_gc);
 316
 317         raw_spin_lock_init(&mpc8xxx_gc->lock);
 318
 319         mpc8xxx_gc->regs = of_iomap(np, 0);
 320         if (!mpc8xxx_gc->regs)
 321                 return -ENOMEM;
 322
 323         gc = &mpc8xxx_gc->gc;
 324         gc->parent = &pdev->dev;
 325
 326         if (of_property_read_bool(np, "little-endian")) {
 327                 ret = bgpio_init(gc, &pdev->dev, 4,
 328                                  mpc8xxx_gc->regs + GPIO_DAT,
 329                                  NULL, NULL,
 330                                  mpc8xxx_gc->regs + GPIO_DIR, NULL,
 331                                  BGPIOF_BIG_ENDIAN);
 332                 if (ret)
 333                         goto err;
 334                 dev_dbg(&pdev->dev, "GPIO registers are LITTLE endian\n");
 335         } else {
 336                 ret = bgpio_init(gc, &pdev->dev, 4,
 337                                  mpc8xxx_gc->regs + GPIO_DAT,
 338                                  NULL, NULL,
 339                                  mpc8xxx_gc->regs + GPIO_DIR, NULL,
 340                                  BGPIOF_BIG_ENDIAN
 341                                  | BGPIOF_BIG_ENDIAN_BYTE_ORDER);
 342                 if (ret)
 343                         goto err;
 344                 dev_dbg(&pdev->dev, "GPIO registers are BIG endian\n");
 345         }
 346
 347         mpc8xxx_gc->direction_output = gc->direction_output;
 348
 349         if (!devtype)
 350                 devtype = &mpc8xxx_gpio_devtype_default;
 351
 352         /*
 353          * It's assumed that only a single type of gpio controller is available
 354          * on the current machine, so overwriting global data is fine.
 355          */
 356         if (devtype->irq_set_type)
 357                 mpc8xxx_irq_chip.irq_set_type = devtype->irq_set_type;
 358
 359         if (devtype->gpio_dir_out)
 360                 gc->direction_output = devtype->gpio_dir_out;
 361         if (devtype->gpio_get)
 362                 gc->get = devtype->gpio_get;
 363
 364         gc->to_irq = mpc8xxx_gpio_to_irq;
 365
 366         /*
 367          * The GPIO Input Buffer Enable register(GPIO_IBE) is used to control
 368          * the input enable of each individual GPIO port.  When an individual
 369          * GPIO port’s direction is set to input (GPIO_GPDIR[DRn=0]), the
 370          * associated input enable must be set (GPIOxGPIE[IEn]=1) to propagate
 371          * the port value to the GPIO Data Register.
 372          */
 373         if (of_device_is_compatible(np, "fsl,qoriq-gpio") ||
 374             of_device_is_compatible(np, "fsl,ls1028a-gpio") ||
 375             of_device_is_compatible(np, "fsl,ls1088a-gpio"))
 376                 gc->write_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_IBE, 0xffffffff);
 377
 378         ret = devm_gpiochip_add_data(&pdev->dev, gc, mpc8xxx_gc);
 379         if (ret) {
 380                 pr_err("%pOF: GPIO chip registration failed with status %d\n",
 381                        np, ret);
 382                 goto err;
 383         }
 384
 385         mpc8xxx_gc->irqn = irq_of_parse_and_map(np, 0);
 386         if (!mpc8xxx_gc->irqn)
 387                 return 0;
 388
 389         mpc8xxx_gc->irq = irq_domain_add_linear(np, MPC8XXX_GPIO_PINS,
 390                                         &mpc8xxx_gpio_irq_ops, mpc8xxx_gc);
 391         if (!mpc8xxx_gc->irq)
 392                 return 0;
 393
 394         /* ack and mask all irqs */
 395         gc->write_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_IER, 0xffffffff);
 396         gc->write_reg(mpc8xxx_gc->regs + GPIO_IMR, 0);
 397
 398         ret = devm_request_irq(&pdev->dev, mpc8xxx_gc->irqn,
 399                                mpc8xxx_gpio_irq_cascade,
 400                                IRQF_NO_THREAD | IRQF_SHARED, "gpio-cascade",
 401                                mpc8xxx_gc);
 402         if (ret) {
 403                 dev_err(&pdev->dev, "%s: failed to devm_request_irq(%d), ret = %d\n",
 404                         np->full_name, mpc8xxx_gc->irqn, ret);
 405                 goto err;
 406         }
 407
 408         return 0;
 409 err:
 410         if (mpc8xxx_gc->irq)
 411                 irq_domain_remove(mpc8xxx_gc->irq);
 412         iounmap(mpc8xxx_gc->regs);
 413         return ret;
 414 }
 415
 416 static int mpc8xxx_remove(struct platform_device *pdev)
 417 {
 418         struct mpc8xxx_gpio_chip *mpc8xxx_gc = platform_get_drvdata(pdev);
 419
 420         if (mpc8xxx_gc->irq) {
 421                 irq_set_chained_handler_and_data(mpc8xxx_gc->irqn, NULL, NULL);
 422                 irq_domain_remove(mpc8xxx_gc->irq);
 423         }
 424
 425         iounmap(mpc8xxx_gc->regs);
 426
 427         return 0;
 428 }
 429
 430 static struct platform_driver mpc8xxx_plat_driver = {
 431         .probe          = mpc8xxx_probe,
 432         .remove         = mpc8xxx_remove,
 433         .driver         = {
 434                 .name = "gpio-mpc8xxx",
 435                 .of_match_table = mpc8xxx_gpio_ids,
 436         },
 437 };
 438
 439 static int __init mpc8xxx_init(void)
 440 {
 441         return platform_driver_register(&mpc8xxx_plat_driver);
 442 }
 443
 444 arch_initcall(mpc8xxx_init);