bus: add driver for the Technologic Systems NBUS
authorSebastien Bourdelin <sebastien.bourdelin@savoirfairelinux.com>
Wed, 1 Nov 2017 17:14:33 +0000 (13:14 -0400)
committerArnd Bergmann <arnd@arndb.de>
Tue, 7 Nov 2017 15:28:19 +0000 (16:28 +0100)
This driver implements a GPIOs bit-banged bus, called the NBUS by
Technologic Systems. It is used to communicate with the peripherals in
the FPGA on the TS-4600 SoM.

Signed-off-by: Sebastien Bourdelin <sebastien.bourdelin@savoirfairelinux.com>
Acked-by: Linus Walleij <linus.walleij@linaro.org>
Signed-off-by: Arnd Bergmann <arnd@arndb.de>
drivers/bus/Kconfig
drivers/bus/Makefile
drivers/bus/ts-nbus.c [new file with mode: 0644]
include/linux/ts-nbus.h [new file with mode: 0644]

index ae3d8f3..854348e 100644 (file)
@@ -157,6 +157,14 @@ config TEGRA_GMI
          Driver for the Tegra Generic Memory Interface bus which can be used
          to attach devices such as NOR, UART, FPGA and more.
 
+config TS_NBUS
+       tristate "Technologic Systems NBUS Driver"
+       depends on SOC_IMX28
+       depends on OF_GPIO && PWM
+       help
+         Driver for the Technologic Systems NBUS which is used to interface
+         with the peripherals in the FPGA of the TS-4600 SoM.
+
 config UNIPHIER_SYSTEM_BUS
        tristate "UniPhier System Bus driver"
        depends on ARCH_UNIPHIER && OF
index cc6364b..72377f7 100644 (file)
@@ -20,6 +20,7 @@ obj-$(CONFIG_SUNXI_RSB)               += sunxi-rsb.o
 obj-$(CONFIG_SIMPLE_PM_BUS)    += simple-pm-bus.o
 obj-$(CONFIG_TEGRA_ACONNECT)   += tegra-aconnect.o
 obj-$(CONFIG_TEGRA_GMI)                += tegra-gmi.o
+obj-$(CONFIG_TS_NBUS)          += ts-nbus.o
 obj-$(CONFIG_UNIPHIER_SYSTEM_BUS)      += uniphier-system-bus.o
 obj-$(CONFIG_VEXPRESS_CONFIG)  += vexpress-config.o
 
diff --git a/drivers/bus/ts-nbus.c b/drivers/bus/ts-nbus.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..073fd90
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,375 @@
+/*
+ * NBUS driver for TS-4600 based boards
+ *
+ * Copyright (c) 2016 - Savoir-faire Linux
+ * Author: Sebastien Bourdelin <sebastien.bourdelin@savoirfairelinux.com>
+ *
+ * This file is licensed under the terms of the GNU General Public
+ * License version 2. This program is licensed "as is" without any
+ * warranty of any kind, whether express or implied.
+ *
+ * This driver implements a GPIOs bit-banged bus, called the NBUS by Technologic
+ * Systems. It is used to communicate with the peripherals in the FPGA on the
+ * TS-4600 SoM.
+ */
+
+#include <linux/bitops.h>
+#include <linux/gpio/consumer.h>
+#include <linux/kernel.h>
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/mutex.h>
+#include <linux/of_platform.h>
+#include <linux/platform_device.h>
+#include <linux/pwm.h>
+#include <linux/ts-nbus.h>
+
+#define TS_NBUS_DIRECTION_IN  0
+#define TS_NBUS_DIRECTION_OUT 1
+#define TS_NBUS_WRITE_ADR 0
+#define TS_NBUS_WRITE_VAL 1
+
+struct ts_nbus {
+       struct pwm_device *pwm;
+       struct gpio_descs *data;
+       struct gpio_desc *csn;
+       struct gpio_desc *txrx;
+       struct gpio_desc *strobe;
+       struct gpio_desc *ale;
+       struct gpio_desc *rdy;
+       struct mutex lock;
+};
+
+/*
+ * request all gpios required by the bus.
+ */
+static int ts_nbus_init_pdata(struct platform_device *pdev, struct ts_nbus
+               *ts_nbus)
+{
+       ts_nbus->data = devm_gpiod_get_array(&pdev->dev, "ts,data",
+                       GPIOD_OUT_HIGH);
+       if (IS_ERR(ts_nbus->data)) {
+               dev_err(&pdev->dev, "failed to retrieve ts,data-gpio from dts\n");
+               return PTR_ERR(ts_nbus->data);
+       }
+
+       ts_nbus->csn = devm_gpiod_get(&pdev->dev, "ts,csn", GPIOD_OUT_HIGH);
+       if (IS_ERR(ts_nbus->csn)) {
+               dev_err(&pdev->dev, "failed to retrieve ts,csn-gpio from dts\n");
+               return PTR_ERR(ts_nbus->csn);
+       }
+
+       ts_nbus->txrx = devm_gpiod_get(&pdev->dev, "ts,txrx", GPIOD_OUT_HIGH);
+       if (IS_ERR(ts_nbus->txrx)) {
+               dev_err(&pdev->dev, "failed to retrieve ts,txrx-gpio from dts\n");
+               return PTR_ERR(ts_nbus->txrx);
+       }
+
+       ts_nbus->strobe = devm_gpiod_get(&pdev->dev, "ts,strobe", GPIOD_OUT_HIGH);
+       if (IS_ERR(ts_nbus->strobe)) {
+               dev_err(&pdev->dev, "failed to retrieve ts,strobe-gpio from dts\n");
+               return PTR_ERR(ts_nbus->strobe);
+       }
+
+       ts_nbus->ale = devm_gpiod_get(&pdev->dev, "ts,ale", GPIOD_OUT_HIGH);
+       if (IS_ERR(ts_nbus->ale)) {
+               dev_err(&pdev->dev, "failed to retrieve ts,ale-gpio from dts\n");
+               return PTR_ERR(ts_nbus->ale);
+       }
+
+       ts_nbus->rdy = devm_gpiod_get(&pdev->dev, "ts,rdy", GPIOD_IN);
+       if (IS_ERR(ts_nbus->rdy)) {
+               dev_err(&pdev->dev, "failed to retrieve ts,rdy-gpio from dts\n");
+               return PTR_ERR(ts_nbus->rdy);
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+/*
+ * the data gpios are used for reading and writing values, their directions
+ * should be adjusted accordingly.
+ */
+static void ts_nbus_set_direction(struct ts_nbus *ts_nbus, int direction)
+{
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < 8; i++) {
+               if (direction == TS_NBUS_DIRECTION_IN)
+                       gpiod_direction_input(ts_nbus->data->desc[i]);
+               else
+                       /* when used as output the default state of the data
+                        * lines are set to high */
+                       gpiod_direction_output(ts_nbus->data->desc[i], 1);
+       }
+}
+
+/*
+ * reset the bus in its initial state.
+ * The data, csn, strobe and ale lines must be zero'ed to let the FPGA knows a
+ * new transaction can be process.
+ */
+static void ts_nbus_reset_bus(struct ts_nbus *ts_nbus)
+{
+       int i;
+       int values[8];
+
+       for (i = 0; i < 8; i++)
+               values[i] = 0;
+
+       gpiod_set_array_value_cansleep(8, ts_nbus->data->desc, values);
+       gpiod_set_value_cansleep(ts_nbus->csn, 0);
+       gpiod_set_value_cansleep(ts_nbus->strobe, 0);
+       gpiod_set_value_cansleep(ts_nbus->ale, 0);
+}
+
+/*
+ * let the FPGA knows it can process.
+ */
+static void ts_nbus_start_transaction(struct ts_nbus *ts_nbus)
+{
+       gpiod_set_value_cansleep(ts_nbus->strobe, 1);
+}
+
+/*
+ * read a byte value from the data gpios.
+ * return 0 on success or negative errno on failure.
+ */
+static int ts_nbus_read_byte(struct ts_nbus *ts_nbus, u8 *val)
+{
+       struct gpio_descs *gpios = ts_nbus->data;
+       int ret, i;
+
+       *val = 0;
+       for (i = 0; i < 8; i++) {
+               ret = gpiod_get_value_cansleep(gpios->desc[i]);
+               if (ret < 0)
+                       return ret;
+               if (ret)
+                       *val |= BIT(i);
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+/*
+ * set the data gpios accordingly to the byte value.
+ */
+static void ts_nbus_write_byte(struct ts_nbus *ts_nbus, u8 byte)
+{
+       struct gpio_descs *gpios = ts_nbus->data;
+       int i;
+       int values[8];
+
+       for (i = 0; i < 8; i++)
+               if (byte & BIT(i))
+                       values[i] = 1;
+               else
+                       values[i] = 0;
+
+       gpiod_set_array_value_cansleep(8, gpios->desc, values);
+}
+
+/*
+ * reading the bus consists of resetting the bus, then notifying the FPGA to
+ * send the data in the data gpios and return the read value.
+ * return 0 on success or negative errno on failure.
+ */
+static int ts_nbus_read_bus(struct ts_nbus *ts_nbus, u8 *val)
+{
+       ts_nbus_reset_bus(ts_nbus);
+       ts_nbus_start_transaction(ts_nbus);
+
+       return ts_nbus_read_byte(ts_nbus, val);
+}
+
+/*
+ * writing to the bus consists of resetting the bus, then define the type of
+ * command (address/value), write the data and notify the FPGA to retrieve the
+ * value in the data gpios.
+ */
+static void ts_nbus_write_bus(struct ts_nbus *ts_nbus, int cmd, u8 val)
+{
+       ts_nbus_reset_bus(ts_nbus);
+
+       if (cmd == TS_NBUS_WRITE_ADR)
+               gpiod_set_value_cansleep(ts_nbus->ale, 1);
+
+       ts_nbus_write_byte(ts_nbus, val);
+       ts_nbus_start_transaction(ts_nbus);
+}
+
+/*
+ * read the value in the FPGA register at the given address.
+ * return 0 on success or negative errno on failure.
+ */
+int ts_nbus_read(struct ts_nbus *ts_nbus, u8 adr, u16 *val)
+{
+       int ret, i;
+       u8 byte;
+
+       /* bus access must be atomic */
+       mutex_lock(&ts_nbus->lock);
+
+       /* set the bus in read mode */
+       gpiod_set_value_cansleep(ts_nbus->txrx, 0);
+
+       /* write address */
+       ts_nbus_write_bus(ts_nbus, TS_NBUS_WRITE_ADR, adr);
+
+       /* set the data gpios direction as input before reading */
+       ts_nbus_set_direction(ts_nbus, TS_NBUS_DIRECTION_IN);
+
+       /* reading value MSB first */
+       do {
+               *val = 0;
+               byte = 0;
+               for (i = 1; i >= 0; i--) {
+                       /* read a byte from the bus, leave on error */
+                       ret = ts_nbus_read_bus(ts_nbus, &byte);
+                       if (ret < 0)
+                               goto err;
+
+                       /* append the byte read to the final value */
+                       *val |= byte << (i * 8);
+               }
+               gpiod_set_value_cansleep(ts_nbus->csn, 1);
+               ret = gpiod_get_value_cansleep(ts_nbus->rdy);
+       } while (ret);
+
+err:
+       /* restore the data gpios direction as output after reading */
+       ts_nbus_set_direction(ts_nbus, TS_NBUS_DIRECTION_OUT);
+
+       mutex_unlock(&ts_nbus->lock);
+
+       return ret;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(ts_nbus_read);
+
+/*
+ * write the desired value in the FPGA register at the given address.
+ */
+int ts_nbus_write(struct ts_nbus *ts_nbus, u8 adr, u16 val)
+{
+       int i;
+
+       /* bus access must be atomic */
+       mutex_lock(&ts_nbus->lock);
+
+       /* set the bus in write mode */
+       gpiod_set_value_cansleep(ts_nbus->txrx, 1);
+
+       /* write address */
+       ts_nbus_write_bus(ts_nbus, TS_NBUS_WRITE_ADR, adr);
+
+       /* writing value MSB first */
+       for (i = 1; i >= 0; i--)
+               ts_nbus_write_bus(ts_nbus, TS_NBUS_WRITE_VAL, (u8)(val >> (i * 8)));
+
+       /* wait for completion */
+       gpiod_set_value_cansleep(ts_nbus->csn, 1);
+       while (gpiod_get_value_cansleep(ts_nbus->rdy) != 0) {
+               gpiod_set_value_cansleep(ts_nbus->csn, 0);
+               gpiod_set_value_cansleep(ts_nbus->csn, 1);
+       }
+
+       mutex_unlock(&ts_nbus->lock);
+
+       return 0;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(ts_nbus_write);
+
+static int ts_nbus_probe(struct platform_device *pdev)
+{
+       struct pwm_device *pwm;
+       struct pwm_args pargs;
+       struct device *dev = &pdev->dev;
+       struct ts_nbus *ts_nbus;
+       int ret;
+
+       ts_nbus = devm_kzalloc(dev, sizeof(*ts_nbus), GFP_KERNEL);
+       if (!ts_nbus)
+               return -ENOMEM;
+
+       mutex_init(&ts_nbus->lock);
+
+       ret = ts_nbus_init_pdata(pdev, ts_nbus);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       pwm = devm_pwm_get(dev, NULL);
+       if (IS_ERR(pwm)) {
+               ret = PTR_ERR(pwm);
+               if (ret != -EPROBE_DEFER)
+                       dev_err(dev, "unable to request PWM\n");
+               return ret;
+       }
+
+       pwm_get_args(pwm, &pargs);
+       if (!pargs.period) {
+               dev_err(&pdev->dev, "invalid PWM period\n");
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       /*
+        * FIXME: pwm_apply_args() should be removed when switching to
+        * the atomic PWM API.
+        */
+       pwm_apply_args(pwm);
+       ret = pwm_config(pwm, pargs.period, pargs.period);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       /*
+        * we can now start the FPGA and populate the peripherals.
+        */
+       pwm_enable(pwm);
+       ts_nbus->pwm = pwm;
+
+       /*
+        * let the child nodes retrieve this instance of the ts-nbus.
+        */
+       dev_set_drvdata(dev, ts_nbus);
+
+       ret = of_platform_populate(dev->of_node, NULL, NULL, dev);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       dev_info(dev, "initialized\n");
+
+       return 0;
+}
+
+static int ts_nbus_remove(struct platform_device *pdev)
+{
+       struct ts_nbus *ts_nbus = dev_get_drvdata(&pdev->dev);
+
+       /* shutdown the FPGA */
+       mutex_lock(&ts_nbus->lock);
+       pwm_disable(ts_nbus->pwm);
+       mutex_unlock(&ts_nbus->lock);
+
+       return 0;
+}
+
+static const struct of_device_id ts_nbus_of_match[] = {
+       { .compatible = "technologic,ts-nbus", },
+       { },
+};
+MODULE_DEVICE_TABLE(of, ts_nbus_of_match);
+
+static struct platform_driver ts_nbus_driver = {
+       .probe          = ts_nbus_probe,
+       .remove         = ts_nbus_remove,
+       .driver         = {
+               .name   = "ts_nbus",
+               .of_match_table = ts_nbus_of_match,
+       },
+};
+
+module_platform_driver(ts_nbus_driver);
+
+MODULE_ALIAS("platform:ts_nbus");
+MODULE_AUTHOR("Sebastien Bourdelin <sebastien.bourdelin@savoirfairelinux.com>");
+MODULE_DESCRIPTION("Technologic Systems NBUS");
+MODULE_LICENSE("GPL v2");
diff --git a/include/linux/ts-nbus.h b/include/linux/ts-nbus.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..5bd4c82
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,18 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2016 - Savoir-faire Linux
+ * Author: Sebastien Bourdelin <sebastien.bourdelin@savoirfairelinux.com>
+ *
+ * This file is licensed under the terms of the GNU General Public
+ * License version 2. This program is licensed "as is" without any
+ * warranty of any kind, whether express or implied.
+ */
+
+#ifndef _TS_NBUS_H
+#define _TS_NBUS_H
+
+struct ts_nbus;
+
+extern int ts_nbus_read(struct ts_nbus *ts_nbus, u8 adr, u16 *val);
+extern int ts_nbus_write(struct ts_nbus *ts_nbus, u8 adr, u16 val);
+
+#endif /* _TS_NBUS_H */