Merge tag 'drm-next-2023-05-05' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm
[platform/kernel/linux-rpi.git] / 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/seq_file.h>
18 #include <linux/spinlock.h>
19 #include <linux/string.h>
20
21 #define ASPEED_SGPIO_CTRL               0x54
22
23 #define ASPEED_SGPIO_CLK_DIV_MASK       GENMASK(31, 16)
24 #define ASPEED_SGPIO_ENABLE             BIT(0)
25 #define ASPEED_SGPIO_PINS_SHIFT         6
26
27 struct aspeed_sgpio_pdata {
28         const u32 pin_mask;
29 };
30
31 struct aspeed_sgpio {
32         struct gpio_chip chip;
33         struct device *dev;
34         struct clk *pclk;
35         raw_spinlock_t lock;
36         void __iomem *base;
37         int irq;
38 };
39
40 struct aspeed_sgpio_bank {
41         u16    val_regs;
42         u16    rdata_reg;
43         u16    irq_regs;
44         u16    tolerance_regs;
45         const char  names[4][3];
46 };
47
48 /*
49  * Note: The "value" register returns the input value when the GPIO is
50  *       configured as an input.
51  *
52  *       The "rdata" register returns the output value when the GPIO is
53  *       configured as an output.
54  */
55 static const struct aspeed_sgpio_bank aspeed_sgpio_banks[] = {
56         {
57                 .val_regs = 0x0000,
58                 .rdata_reg = 0x0070,
59                 .irq_regs = 0x0004,
60                 .tolerance_regs = 0x0018,
61                 .names = { "A", "B", "C", "D" },
62         },
63         {
64                 .val_regs = 0x001C,
65                 .rdata_reg = 0x0074,
66                 .irq_regs = 0x0020,
67                 .tolerance_regs = 0x0034,
68                 .names = { "E", "F", "G", "H" },
69         },
70         {
71                 .val_regs = 0x0038,
72                 .rdata_reg = 0x0078,
73                 .irq_regs = 0x003C,
74                 .tolerance_regs = 0x0050,
75                 .names = { "I", "J", "K", "L" },
76         },
77         {
78                 .val_regs = 0x0090,
79                 .rdata_reg = 0x007C,
80                 .irq_regs = 0x0094,
81                 .tolerance_regs = 0x00A8,
82                 .names = { "M", "N", "O", "P" },
83         },
84 };
85
86 enum aspeed_sgpio_reg {
87         reg_val,
88         reg_rdata,
89         reg_irq_enable,
90         reg_irq_type0,
91         reg_irq_type1,
92         reg_irq_type2,
93         reg_irq_status,
94         reg_tolerance,
95 };
96
97 #define GPIO_VAL_VALUE      0x00
98 #define GPIO_IRQ_ENABLE     0x00
99 #define GPIO_IRQ_TYPE0      0x04
100 #define GPIO_IRQ_TYPE1      0x08
101 #define GPIO_IRQ_TYPE2      0x0C
102 #define GPIO_IRQ_STATUS     0x10
103
104 static void __iomem *bank_reg(struct aspeed_sgpio *gpio,
105                                      const struct aspeed_sgpio_bank *bank,
106                                      const enum aspeed_sgpio_reg reg)
107 {
108         switch (reg) {
109         case reg_val:
110                 return gpio->base + bank->val_regs + GPIO_VAL_VALUE;
111         case reg_rdata:
112                 return gpio->base + bank->rdata_reg;
113         case reg_irq_enable:
114                 return gpio->base + bank->irq_regs + GPIO_IRQ_ENABLE;
115         case reg_irq_type0:
116                 return gpio->base + bank->irq_regs + GPIO_IRQ_TYPE0;
117         case reg_irq_type1:
118                 return gpio->base + bank->irq_regs + GPIO_IRQ_TYPE1;
119         case reg_irq_type2:
120                 return gpio->base + bank->irq_regs + GPIO_IRQ_TYPE2;
121         case reg_irq_status:
122                 return gpio->base + bank->irq_regs + GPIO_IRQ_STATUS;
123         case reg_tolerance:
124                 return gpio->base + bank->tolerance_regs;
125         default:
126                 /* acturally if code runs to here, it's an error case */
127                 BUG();
128         }
129 }
130
131 #define GPIO_BANK(x)    ((x) >> 6)
132 #define GPIO_OFFSET(x)  ((x) & GENMASK(5, 0))
133 #define GPIO_BIT(x)     BIT(GPIO_OFFSET(x) >> 1)
134
135 static const struct aspeed_sgpio_bank *to_bank(unsigned int offset)
136 {
137         unsigned int bank;
138
139         bank = GPIO_BANK(offset);
140
141         WARN_ON(bank >= ARRAY_SIZE(aspeed_sgpio_banks));
142         return &aspeed_sgpio_banks[bank];
143 }
144
145 static int aspeed_sgpio_init_valid_mask(struct gpio_chip *gc,
146                 unsigned long *valid_mask, unsigned int ngpios)
147 {
148         bitmap_set(valid_mask, 0, ngpios);
149         return 0;
150 }
151
152 static void aspeed_sgpio_irq_init_valid_mask(struct gpio_chip *gc,
153                 unsigned long *valid_mask, unsigned int ngpios)
154 {
155         unsigned int i;
156
157         /* input GPIOs are even bits */
158         for (i = 0; i < ngpios; i++) {
159                 if (i % 2)
160                         clear_bit(i, valid_mask);
161         }
162 }
163
164 static bool aspeed_sgpio_is_input(unsigned int offset)
165 {
166         return !(offset % 2);
167 }
168
169 static int aspeed_sgpio_get(struct gpio_chip *gc, unsigned int offset)
170 {
171         struct aspeed_sgpio *gpio = gpiochip_get_data(gc);
172         const struct aspeed_sgpio_bank *bank = to_bank(offset);
173         unsigned long flags;
174         enum aspeed_sgpio_reg reg;
175         int rc = 0;
176
177         raw_spin_lock_irqsave(&gpio->lock, flags);
178
179         reg = aspeed_sgpio_is_input(offset) ? reg_val : reg_rdata;
180         rc = !!(ioread32(bank_reg(gpio, bank, reg)) & GPIO_BIT(offset));
181
182         raw_spin_unlock_irqrestore(&gpio->lock, flags);
183
184         return rc;
185 }
186
187 static int sgpio_set_value(struct gpio_chip *gc, unsigned int offset, int val)
188 {
189         struct aspeed_sgpio *gpio = gpiochip_get_data(gc);
190         const struct aspeed_sgpio_bank *bank = to_bank(offset);
191         void __iomem *addr_r, *addr_w;
192         u32 reg = 0;
193
194         if (aspeed_sgpio_is_input(offset))
195                 return -EINVAL;
196
197         /* Since this is an output, read the cached value from rdata, then
198          * update val. */
199         addr_r = bank_reg(gpio, bank, reg_rdata);
200         addr_w = bank_reg(gpio, bank, reg_val);
201
202         reg = ioread32(addr_r);
203
204         if (val)
205                 reg |= GPIO_BIT(offset);
206         else
207                 reg &= ~GPIO_BIT(offset);
208
209         iowrite32(reg, addr_w);
210
211         return 0;
212 }
213
214 static void aspeed_sgpio_set(struct gpio_chip *gc, unsigned int offset, int val)
215 {
216         struct aspeed_sgpio *gpio = gpiochip_get_data(gc);
217         unsigned long flags;
218
219         raw_spin_lock_irqsave(&gpio->lock, flags);
220
221         sgpio_set_value(gc, offset, val);
222
223         raw_spin_unlock_irqrestore(&gpio->lock, flags);
224 }
225
226 static int aspeed_sgpio_dir_in(struct gpio_chip *gc, unsigned int offset)
227 {
228         return aspeed_sgpio_is_input(offset) ? 0 : -EINVAL;
229 }
230
231 static int aspeed_sgpio_dir_out(struct gpio_chip *gc, unsigned int offset, int val)
232 {
233         struct aspeed_sgpio *gpio = gpiochip_get_data(gc);
234         unsigned long flags;
235         int rc;
236
237         /* No special action is required for setting the direction; we'll
238          * error-out in sgpio_set_value if this isn't an output GPIO */
239
240         raw_spin_lock_irqsave(&gpio->lock, flags);
241         rc = sgpio_set_value(gc, offset, val);
242         raw_spin_unlock_irqrestore(&gpio->lock, flags);
243
244         return rc;
245 }
246
247 static int aspeed_sgpio_get_direction(struct gpio_chip *gc, unsigned int offset)
248 {
249         return !!aspeed_sgpio_is_input(offset);
250 }
251
252 static void irqd_to_aspeed_sgpio_data(struct irq_data *d,
253                                         struct aspeed_sgpio **gpio,
254                                         const struct aspeed_sgpio_bank **bank,
255                                         u32 *bit, int *offset)
256 {
257         struct aspeed_sgpio *internal;
258
259         *offset = irqd_to_hwirq(d);
260         internal = irq_data_get_irq_chip_data(d);
261         WARN_ON(!internal);
262
263         *gpio = internal;
264         *bank = to_bank(*offset);
265         *bit = GPIO_BIT(*offset);
266 }
267
268 static void aspeed_sgpio_irq_ack(struct irq_data *d)
269 {
270         const struct aspeed_sgpio_bank *bank;
271         struct aspeed_sgpio *gpio;
272         unsigned long flags;
273         void __iomem *status_addr;
274         int offset;
275         u32 bit;
276
277         irqd_to_aspeed_sgpio_data(d, &gpio, &bank, &bit, &offset);
278
279         status_addr = bank_reg(gpio, bank, reg_irq_status);
280
281         raw_spin_lock_irqsave(&gpio->lock, flags);
282
283         iowrite32(bit, status_addr);
284
285         raw_spin_unlock_irqrestore(&gpio->lock, flags);
286 }
287
288 static void aspeed_sgpio_irq_set_mask(struct irq_data *d, bool set)
289 {
290         const struct aspeed_sgpio_bank *bank;
291         struct aspeed_sgpio *gpio;
292         unsigned long flags;
293         u32 reg, bit;
294         void __iomem *addr;
295         int offset;
296
297         irqd_to_aspeed_sgpio_data(d, &gpio, &bank, &bit, &offset);
298         addr = bank_reg(gpio, bank, reg_irq_enable);
299
300         /* Unmasking the IRQ */
301         if (set)
302                 gpiochip_enable_irq(&gpio->chip, irqd_to_hwirq(d));
303
304         raw_spin_lock_irqsave(&gpio->lock, flags);
305
306         reg = ioread32(addr);
307         if (set)
308                 reg |= bit;
309         else
310                 reg &= ~bit;
311
312         iowrite32(reg, addr);
313
314         raw_spin_unlock_irqrestore(&gpio->lock, flags);
315
316         /* Masking the IRQ */
317         if (!set)
318                 gpiochip_disable_irq(&gpio->chip, irqd_to_hwirq(d));
319
320
321 }
322
323 static void aspeed_sgpio_irq_mask(struct irq_data *d)
324 {
325         aspeed_sgpio_irq_set_mask(d, false);
326 }
327
328 static void aspeed_sgpio_irq_unmask(struct irq_data *d)
329 {
330         aspeed_sgpio_irq_set_mask(d, true);
331 }
332
333 static int aspeed_sgpio_set_type(struct irq_data *d, unsigned int type)
334 {
335         u32 type0 = 0;
336         u32 type1 = 0;
337         u32 type2 = 0;
338         u32 bit, reg;
339         const struct aspeed_sgpio_bank *bank;
340         irq_flow_handler_t handler;
341         struct aspeed_sgpio *gpio;
342         unsigned long flags;
343         void __iomem *addr;
344         int offset;
345
346         irqd_to_aspeed_sgpio_data(d, &gpio, &bank, &bit, &offset);
347
348         switch (type & IRQ_TYPE_SENSE_MASK) {
349         case IRQ_TYPE_EDGE_BOTH:
350                 type2 |= bit;
351                 fallthrough;
352         case IRQ_TYPE_EDGE_RISING:
353                 type0 |= bit;
354                 fallthrough;
355         case IRQ_TYPE_EDGE_FALLING:
356                 handler = handle_edge_irq;
357                 break;
358         case IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH:
359                 type0 |= bit;
360                 fallthrough;
361         case IRQ_TYPE_LEVEL_LOW:
362                 type1 |= bit;
363                 handler = handle_level_irq;
364                 break;
365         default:
366                 return -EINVAL;
367         }
368
369         raw_spin_lock_irqsave(&gpio->lock, flags);
370
371         addr = bank_reg(gpio, bank, reg_irq_type0);
372         reg = ioread32(addr);
373         reg = (reg & ~bit) | type0;
374         iowrite32(reg, addr);
375
376         addr = bank_reg(gpio, bank, reg_irq_type1);
377         reg = ioread32(addr);
378         reg = (reg & ~bit) | type1;
379         iowrite32(reg, addr);
380
381         addr = bank_reg(gpio, bank, reg_irq_type2);
382         reg = ioread32(addr);
383         reg = (reg & ~bit) | type2;
384         iowrite32(reg, addr);
385
386         raw_spin_unlock_irqrestore(&gpio->lock, flags);
387
388         irq_set_handler_locked(d, handler);
389
390         return 0;
391 }
392
393 static void aspeed_sgpio_irq_handler(struct irq_desc *desc)
394 {
395         struct gpio_chip *gc = irq_desc_get_handler_data(desc);
396         struct irq_chip *ic = irq_desc_get_chip(desc);
397         struct aspeed_sgpio *data = gpiochip_get_data(gc);
398         unsigned int i, p;
399         unsigned long reg;
400
401         chained_irq_enter(ic, desc);
402
403         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(aspeed_sgpio_banks); i++) {
404                 const struct aspeed_sgpio_bank *bank = &aspeed_sgpio_banks[i];
405
406                 reg = ioread32(bank_reg(data, bank, reg_irq_status));
407
408                 for_each_set_bit(p, &reg, 32)
409                         generic_handle_domain_irq(gc->irq.domain, (i * 32 + p) * 2);
410         }
411
412         chained_irq_exit(ic, desc);
413 }
414
415 static void aspeed_sgpio_irq_print_chip(struct irq_data *d, struct seq_file *p)
416 {
417         const struct aspeed_sgpio_bank *bank;
418         struct aspeed_sgpio *gpio;
419         u32 bit;
420         int offset;
421
422         irqd_to_aspeed_sgpio_data(d, &gpio, &bank, &bit, &offset);
423         seq_printf(p, dev_name(gpio->dev));
424 }
425
426 static const struct irq_chip aspeed_sgpio_irq_chip = {
427         .irq_ack = aspeed_sgpio_irq_ack,
428         .irq_mask = aspeed_sgpio_irq_mask,
429         .irq_unmask = aspeed_sgpio_irq_unmask,
430         .irq_set_type = aspeed_sgpio_set_type,
431         .irq_print_chip = aspeed_sgpio_irq_print_chip,
432         .flags = IRQCHIP_IMMUTABLE,
433         GPIOCHIP_IRQ_RESOURCE_HELPERS,
434 };
435
436 static int aspeed_sgpio_setup_irqs(struct aspeed_sgpio *gpio,
437                                    struct platform_device *pdev)
438 {
439         int rc, i;
440         const struct aspeed_sgpio_bank *bank;
441         struct gpio_irq_chip *irq;
442
443         rc = platform_get_irq(pdev, 0);
444         if (rc < 0)
445                 return rc;
446
447         gpio->irq = rc;
448
449         /* Disable IRQ and clear Interrupt status registers for all SGPIO Pins. */
450         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(aspeed_sgpio_banks); i++) {
451                 bank =  &aspeed_sgpio_banks[i];
452                 /* disable irq enable bits */
453                 iowrite32(0x00000000, bank_reg(gpio, bank, reg_irq_enable));
454                 /* clear status bits */
455                 iowrite32(0xffffffff, bank_reg(gpio, bank, reg_irq_status));
456         }
457
458         irq = &gpio->chip.irq;
459         gpio_irq_chip_set_chip(irq, &aspeed_sgpio_irq_chip);
460         irq->init_valid_mask = aspeed_sgpio_irq_init_valid_mask;
461         irq->handler = handle_bad_irq;
462         irq->default_type = IRQ_TYPE_NONE;
463         irq->parent_handler = aspeed_sgpio_irq_handler;
464         irq->parent_handler_data = gpio;
465         irq->parents = &gpio->irq;
466         irq->num_parents = 1;
467
468         /* Apply default IRQ settings */
469         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(aspeed_sgpio_banks); i++) {
470                 bank = &aspeed_sgpio_banks[i];
471                 /* set falling or level-low irq */
472                 iowrite32(0x00000000, bank_reg(gpio, bank, reg_irq_type0));
473                 /* trigger type is edge */
474                 iowrite32(0x00000000, bank_reg(gpio, bank, reg_irq_type1));
475                 /* single edge trigger */
476                 iowrite32(0x00000000, bank_reg(gpio, bank, reg_irq_type2));
477         }
478
479         return 0;
480 }
481
482 static const struct aspeed_sgpio_pdata ast2400_sgpio_pdata = {
483         .pin_mask = GENMASK(9, 6),
484 };
485
486 static int aspeed_sgpio_reset_tolerance(struct gpio_chip *chip,
487                                         unsigned int offset, bool enable)
488 {
489         struct aspeed_sgpio *gpio = gpiochip_get_data(chip);
490         unsigned long flags;
491         void __iomem *reg;
492         u32 val;
493
494         reg = bank_reg(gpio, to_bank(offset), reg_tolerance);
495
496         raw_spin_lock_irqsave(&gpio->lock, flags);
497
498         val = readl(reg);
499
500         if (enable)
501                 val |= GPIO_BIT(offset);
502         else
503                 val &= ~GPIO_BIT(offset);
504
505         writel(val, reg);
506
507         raw_spin_unlock_irqrestore(&gpio->lock, flags);
508
509         return 0;
510 }
511
512 static int aspeed_sgpio_set_config(struct gpio_chip *chip, unsigned int offset,
513                                    unsigned long config)
514 {
515         unsigned long param = pinconf_to_config_param(config);
516         u32 arg = pinconf_to_config_argument(config);
517
518         if (param == PIN_CONFIG_PERSIST_STATE)
519                 return aspeed_sgpio_reset_tolerance(chip, offset, arg);
520
521         return -ENOTSUPP;
522 }
523
524 static const struct aspeed_sgpio_pdata ast2600_sgpiom_pdata = {
525         .pin_mask = GENMASK(10, 6),
526 };
527
528 static const struct of_device_id aspeed_sgpio_of_table[] = {
529         { .compatible = "aspeed,ast2400-sgpio", .data = &ast2400_sgpio_pdata, },
530         { .compatible = "aspeed,ast2500-sgpio", .data = &ast2400_sgpio_pdata, },
531         { .compatible = "aspeed,ast2600-sgpiom", .data = &ast2600_sgpiom_pdata, },
532         {}
533 };
534
535 MODULE_DEVICE_TABLE(of, aspeed_sgpio_of_table);
536
537 static int __init aspeed_sgpio_probe(struct platform_device *pdev)
538 {
539         u32 nr_gpios, sgpio_freq, sgpio_clk_div, gpio_cnt_regval, pin_mask;
540         const struct aspeed_sgpio_pdata *pdata;
541         struct aspeed_sgpio *gpio;
542         unsigned long apb_freq;
543         int rc;
544
545         gpio = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*gpio), GFP_KERNEL);
546         if (!gpio)
547                 return -ENOMEM;
548
549         gpio->base = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0);
550         if (IS_ERR(gpio->base))
551                 return PTR_ERR(gpio->base);
552
553         gpio->dev = &pdev->dev;
554
555         pdata = device_get_match_data(&pdev->dev);
556         if (!pdata)
557                 return -EINVAL;
558
559         pin_mask = pdata->pin_mask;
560
561         rc = device_property_read_u32(&pdev->dev, "ngpios", &nr_gpios);
562         if (rc < 0) {
563                 dev_err(&pdev->dev, "Could not read ngpios property\n");
564                 return -EINVAL;
565         } else if (nr_gpios % 8) {
566                 dev_err(&pdev->dev, "Number of GPIOs not multiple of 8: %d\n",
567                         nr_gpios);
568                 return -EINVAL;
569         }
570
571         rc = device_property_read_u32(&pdev->dev, "bus-frequency", &sgpio_freq);
572         if (rc < 0) {
573                 dev_err(&pdev->dev, "Could not read bus-frequency property\n");
574                 return -EINVAL;
575         }
576
577         gpio->pclk = devm_clk_get(&pdev->dev, NULL);
578         if (IS_ERR(gpio->pclk)) {
579                 dev_err(&pdev->dev, "devm_clk_get failed\n");
580                 return PTR_ERR(gpio->pclk);
581         }
582
583         apb_freq = clk_get_rate(gpio->pclk);
584
585         /*
586          * From the datasheet,
587          *      SGPIO period = 1/PCLK * 2 * (GPIO254[31:16] + 1)
588          *      period = 2 * (GPIO254[31:16] + 1) / PCLK
589          *      frequency = 1 / (2 * (GPIO254[31:16] + 1) / PCLK)
590          *      frequency = PCLK / (2 * (GPIO254[31:16] + 1))
591          *      frequency * 2 * (GPIO254[31:16] + 1) = PCLK
592          *      GPIO254[31:16] = PCLK / (frequency * 2) - 1
593          */
594         if (sgpio_freq == 0)
595                 return -EINVAL;
596
597         sgpio_clk_div = (apb_freq / (sgpio_freq * 2)) - 1;
598
599         if (sgpio_clk_div > (1 << 16) - 1)
600                 return -EINVAL;
601
602         gpio_cnt_regval = ((nr_gpios / 8) << ASPEED_SGPIO_PINS_SHIFT) & pin_mask;
603         iowrite32(FIELD_PREP(ASPEED_SGPIO_CLK_DIV_MASK, sgpio_clk_div) | gpio_cnt_regval |
604                   ASPEED_SGPIO_ENABLE, gpio->base + ASPEED_SGPIO_CTRL);
605
606         raw_spin_lock_init(&gpio->lock);
607
608         gpio->chip.parent = &pdev->dev;
609         gpio->chip.ngpio = nr_gpios * 2;
610         gpio->chip.init_valid_mask = aspeed_sgpio_init_valid_mask;
611         gpio->chip.direction_input = aspeed_sgpio_dir_in;
612         gpio->chip.direction_output = aspeed_sgpio_dir_out;
613         gpio->chip.get_direction = aspeed_sgpio_get_direction;
614         gpio->chip.request = NULL;
615         gpio->chip.free = NULL;
616         gpio->chip.get = aspeed_sgpio_get;
617         gpio->chip.set = aspeed_sgpio_set;
618         gpio->chip.set_config = aspeed_sgpio_set_config;
619         gpio->chip.label = dev_name(&pdev->dev);
620         gpio->chip.base = -1;
621
622         aspeed_sgpio_setup_irqs(gpio, pdev);
623
624         rc = devm_gpiochip_add_data(&pdev->dev, &gpio->chip, gpio);
625         if (rc < 0)
626                 return rc;
627
628         return 0;
629 }
630
631 static struct platform_driver aspeed_sgpio_driver = {
632         .driver = {
633                 .name = KBUILD_MODNAME,
634                 .of_match_table = aspeed_sgpio_of_table,
635         },
636 };
637
638 module_platform_driver_probe(aspeed_sgpio_driver, aspeed_sgpio_probe);
639 MODULE_DESCRIPTION("Aspeed Serial GPIO Driver");