drivers/gpio/stm32_gpio.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2017, STMicroelectronics - All Rights Reserved
   4  * Author(s): Vikas Manocha, <vikas.manocha@st.com> for STMicroelectronics.
   5  */
   6
   7 #include <common.h>
   8 #include <clk.h>
   9 #include <dm.h>
  10 #include <fdtdec.h>
  11 #include <log.h>
  12 #include <asm/arch/gpio.h>
  13 #include <asm/arch/stm32.h>
  14 #include <asm/gpio.h>
  15 #include <asm/io.h>
  16 #include <dm/device_compat.h>
  17 #include <linux/bitops.h>
  18 #include <linux/errno.h>
  19 #include <linux/io.h>
  20
  21 #define STM32_GPIOS_PER_BANK            16
  22
  23 #define MODE_BITS(gpio_pin)             ((gpio_pin) * 2)
  24 #define MODE_BITS_MASK                  3
  25 #define BSRR_BIT(gpio_pin, value)       BIT((gpio_pin) + (value ? 0 : 16))
  26
  27 #define PUPD_BITS(gpio_pin)             ((gpio_pin) * 2)
  28 #define PUPD_MASK                       3
  29
  30 #define OTYPE_BITS(gpio_pin)            (gpio_pin)
  31 #define OTYPE_MSK                       1
  32
  33 static void stm32_gpio_set_moder(struct stm32_gpio_regs *regs,
  34                                  int idx,
  35                                  int mode)
  36 {
  37         int bits_index;
  38         int mask;
  39
  40         bits_index = MODE_BITS(idx);
  41         mask = MODE_BITS_MASK << bits_index;
  42
  43         clrsetbits_le32(&regs->moder, mask, mode << bits_index);
  44 }
  45
  46 static int stm32_gpio_get_moder(struct stm32_gpio_regs *regs, int idx)
  47 {
  48         return (readl(&regs->moder) >> MODE_BITS(idx)) & MODE_BITS_MASK;
  49 }
  50
  51 static void stm32_gpio_set_otype(struct stm32_gpio_regs *regs,
  52                                  int idx,
  53                                  enum stm32_gpio_otype otype)
  54 {
  55         int bits;
  56
  57         bits = OTYPE_BITS(idx);
  58         clrsetbits_le32(&regs->otyper, OTYPE_MSK << bits, otype << bits);
  59 }
  60
  61 static enum stm32_gpio_otype stm32_gpio_get_otype(struct stm32_gpio_regs *regs,
  62                                                   int idx)
  63 {
  64         return (readl(&regs->otyper) >> OTYPE_BITS(idx)) & OTYPE_MSK;
  65 }
  66
  67 static void stm32_gpio_set_pupd(struct stm32_gpio_regs *regs,
  68                                 int idx,
  69                                 enum stm32_gpio_pupd pupd)
  70 {
  71         int bits;
  72
  73         bits = PUPD_BITS(idx);
  74         clrsetbits_le32(&regs->pupdr, PUPD_MASK << bits, pupd << bits);
  75 }
  76
  77 static enum stm32_gpio_pupd stm32_gpio_get_pupd(struct stm32_gpio_regs *regs,
  78                                                 int idx)
  79 {
  80         return (readl(&regs->pupdr) >> PUPD_BITS(idx)) & PUPD_MASK;
  81 }
  82
  83 /*
  84  * convert gpio offset to gpio index taking into account gpio holes
  85  * into gpio bank
  86  */
  87 int stm32_offset_to_index(struct udevice *dev, unsigned int offset)
  88 {
  89         struct stm32_gpio_priv *priv = dev_get_priv(dev);
  90         unsigned int idx = 0;
  91         int i;
  92
  93         for (i = 0; i < STM32_GPIOS_PER_BANK; i++) {
  94                 if (priv->gpio_range & BIT(i)) {
  95                         if (idx == offset)
  96                                 return idx;
  97                         idx++;
  98                 }
  99         }
 100         /* shouldn't happen */
 101         return -EINVAL;
 102 }
 103
 104 static int stm32_gpio_direction_input(struct udevice *dev, unsigned offset)
 105 {
 106         struct stm32_gpio_priv *priv = dev_get_priv(dev);
 107         struct stm32_gpio_regs *regs = priv->regs;
 108         int idx;
 109
 110         idx = stm32_offset_to_index(dev, offset);
 111         if (idx < 0)
 112                 return idx;
 113
 114         stm32_gpio_set_moder(regs, idx, STM32_GPIO_MODE_IN);
 115
 116         return 0;
 117 }
 118
 119 static int stm32_gpio_direction_output(struct udevice *dev, unsigned offset,
 120                                        int value)
 121 {
 122         struct stm32_gpio_priv *priv = dev_get_priv(dev);
 123         struct stm32_gpio_regs *regs = priv->regs;
 124         int idx;
 125
 126         idx = stm32_offset_to_index(dev, offset);
 127         if (idx < 0)
 128                 return idx;
 129
 130         stm32_gpio_set_moder(regs, idx, STM32_GPIO_MODE_OUT);
 131
 132         writel(BSRR_BIT(idx, value), &regs->bsrr);
 133
 134         return 0;
 135 }
 136
 137 static int stm32_gpio_get_value(struct udevice *dev, unsigned offset)
 138 {
 139         struct stm32_gpio_priv *priv = dev_get_priv(dev);
 140         struct stm32_gpio_regs *regs = priv->regs;
 141         int idx;
 142
 143         idx = stm32_offset_to_index(dev, offset);
 144         if (idx < 0)
 145                 return idx;
 146
 147         return readl(&regs->idr) & BIT(idx) ? 1 : 0;
 148 }
 149
 150 static int stm32_gpio_set_value(struct udevice *dev, unsigned offset, int value)
 151 {
 152         struct stm32_gpio_priv *priv = dev_get_priv(dev);
 153         struct stm32_gpio_regs *regs = priv->regs;
 154         int idx;
 155
 156         idx = stm32_offset_to_index(dev, offset);
 157         if (idx < 0)
 158                 return idx;
 159
 160         writel(BSRR_BIT(idx, value), &regs->bsrr);
 161
 162         return 0;
 163 }
 164
 165 static int stm32_gpio_get_function(struct udevice *dev, unsigned int offset)
 166 {
 167         struct stm32_gpio_priv *priv = dev_get_priv(dev);
 168         struct stm32_gpio_regs *regs = priv->regs;
 169         int bits_index;
 170         int mask;
 171         int idx;
 172         u32 mode;
 173
 174         idx = stm32_offset_to_index(dev, offset);
 175         if (idx < 0)
 176                 return idx;
 177
 178         bits_index = MODE_BITS(idx);
 179         mask = MODE_BITS_MASK << bits_index;
 180
 181         mode = (readl(&regs->moder) & mask) >> bits_index;
 182         if (mode == STM32_GPIO_MODE_OUT)
 183                 return GPIOF_OUTPUT;
 184         if (mode == STM32_GPIO_MODE_IN)
 185                 return GPIOF_INPUT;
 186         if (mode == STM32_GPIO_MODE_AN)
 187                 return GPIOF_UNUSED;
 188
 189         return GPIOF_FUNC;
 190 }
 191
 192 static int stm32_gpio_set_dir_flags(struct udevice *dev, unsigned int offset,
 193                                     ulong flags)
 194 {
 195         struct stm32_gpio_priv *priv = dev_get_priv(dev);
 196         struct stm32_gpio_regs *regs = priv->regs;
 197         int idx;
 198
 199         idx = stm32_offset_to_index(dev, offset);
 200         if (idx < 0)
 201                 return idx;
 202
 203         if (flags & GPIOD_IS_OUT) {
 204                 int value = GPIOD_FLAGS_OUTPUT(flags);
 205
 206                 if (flags & GPIOD_OPEN_DRAIN)
 207                         stm32_gpio_set_otype(regs, idx, STM32_GPIO_OTYPE_OD);
 208                 else
 209                         stm32_gpio_set_otype(regs, idx, STM32_GPIO_OTYPE_PP);
 210                 stm32_gpio_set_moder(regs, idx, STM32_GPIO_MODE_OUT);
 211                 writel(BSRR_BIT(idx, value), &regs->bsrr);
 212
 213         } else if (flags & GPIOD_IS_IN) {
 214                 stm32_gpio_set_moder(regs, idx, STM32_GPIO_MODE_IN);
 215         }
 216         if (flags & GPIOD_PULL_UP)
 217                 stm32_gpio_set_pupd(regs, idx, STM32_GPIO_PUPD_UP);
 218         else if (flags & GPIOD_PULL_DOWN)
 219                 stm32_gpio_set_pupd(regs, idx, STM32_GPIO_PUPD_DOWN);
 220
 221         return 0;
 222 }
 223
 224 static int stm32_gpio_get_dir_flags(struct udevice *dev, unsigned int offset,
 225                                     ulong *flags)
 226 {
 227         struct stm32_gpio_priv *priv = dev_get_priv(dev);
 228         struct stm32_gpio_regs *regs = priv->regs;
 229         int idx;
 230         ulong dir_flags = 0;
 231
 232         idx = stm32_offset_to_index(dev, offset);
 233         if (idx < 0)
 234                 return idx;
 235
 236         switch (stm32_gpio_get_moder(regs, idx)) {
 237         case STM32_GPIO_MODE_OUT:
 238                 dir_flags |= GPIOD_IS_OUT;
 239                 if (stm32_gpio_get_otype(regs, idx) == STM32_GPIO_OTYPE_OD)
 240                         dir_flags |= GPIOD_OPEN_DRAIN;
 241                 if (readl(&regs->idr) & BIT(idx))
 242                         dir_flags |= GPIOD_IS_OUT_ACTIVE;
 243                 break;
 244         case STM32_GPIO_MODE_IN:
 245                 dir_flags |= GPIOD_IS_IN;
 246                 break;
 247         default:
 248                 break;
 249         }
 250         switch (stm32_gpio_get_pupd(regs, idx)) {
 251         case STM32_GPIO_PUPD_UP:
 252                 dir_flags |= GPIOD_PULL_UP;
 253                 break;
 254         case STM32_GPIO_PUPD_DOWN:
 255                 dir_flags |= GPIOD_PULL_DOWN;
 256                 break;
 257         default:
 258                 break;
 259         }
 260         *flags = dir_flags;
 261
 262         return 0;
 263 }
 264
 265 static const struct dm_gpio_ops gpio_stm32_ops = {
 266         .direction_input        = stm32_gpio_direction_input,
 267         .direction_output       = stm32_gpio_direction_output,
 268         .get_value              = stm32_gpio_get_value,
 269         .set_value              = stm32_gpio_set_value,
 270         .get_function           = stm32_gpio_get_function,
 271         .set_dir_flags          = stm32_gpio_set_dir_flags,
 272         .get_dir_flags          = stm32_gpio_get_dir_flags,
 273 };
 274
 275 static int gpio_stm32_probe(struct udevice *dev)
 276 {
 277         struct stm32_gpio_priv *priv = dev_get_priv(dev);
 278         struct gpio_dev_priv *uc_priv = dev_get_uclass_priv(dev);
 279         struct ofnode_phandle_args args;
 280         const char *name;
 281         struct clk clk;
 282         fdt_addr_t addr;
 283         int ret, i;
 284
 285         addr = dev_read_addr(dev);
 286         if (addr == FDT_ADDR_T_NONE)
 287                 return -EINVAL;
 288
 289         priv->regs = (struct stm32_gpio_regs *)addr;
 290
 291         name = dev_read_string(dev, "st,bank-name");
 292         if (!name)
 293                 return -EINVAL;
 294         uc_priv->bank_name = name;
 295
 296         i = 0;
 297         ret = dev_read_phandle_with_args(dev, "gpio-ranges",
 298                                          NULL, 3, i, &args);
 299
 300         if (!ret && args.args_count < 3)
 301                 return -EINVAL;
 302
 303         if (ret == -ENOENT) {
 304                 uc_priv->gpio_count = STM32_GPIOS_PER_BANK;
 305                 priv->gpio_range = GENMASK(STM32_GPIOS_PER_BANK - 1, 0);
 306         }
 307
 308         while (ret != -ENOENT) {
 309                 priv->gpio_range |= GENMASK(args.args[2] + args.args[0] - 1,
 310                                     args.args[0]);
 311
 312                 uc_priv->gpio_count += args.args[2];
 313
 314                 ret = dev_read_phandle_with_args(dev, "gpio-ranges", NULL, 3,
 315                                                  ++i, &args);
 316                 if (!ret && args.args_count < 3)
 317                         return -EINVAL;
 318         }
 319
 320         dev_dbg(dev, "addr = 0x%p bank_name = %s gpio_count = %d gpio_range = 0x%x\n",
 321                 (u32 *)priv->regs, uc_priv->bank_name, uc_priv->gpio_count,
 322                 priv->gpio_range);
 323
 324         ret = clk_get_by_index(dev, 0, &clk);
 325         if (ret < 0)
 326                 return ret;
 327
 328         ret = clk_enable(&clk);
 329
 330         if (ret) {
 331                 dev_err(dev, "failed to enable clock\n");
 332                 return ret;
 333         }
 334         debug("clock enabled for device %s\n", dev->name);
 335
 336         return 0;
 337 }
 338
 339 U_BOOT_DRIVER(gpio_stm32) = {
 340         .name   = "gpio_stm32",
 341         .id     = UCLASS_GPIO,
 342         .probe  = gpio_stm32_probe,
 343         .ops    = &gpio_stm32_ops,
 344         .flags  = DM_UC_FLAG_SEQ_ALIAS,
 345         .priv_auto_alloc_size   = sizeof(struct stm32_gpio_priv),
 346 };