1 /*
2  * Copyright (c) 2016 Freescale Semiconductor, Inc.
3  * Copyright (c) 2017, NXP
4  *
5  * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
6  */
7 
8 #define DT_DRV_COMPAT nxp_kinetis_gpio
9 
10 #include <errno.h>
11 #include <zephyr/device.h>
12 #include <zephyr/drivers/gpio.h>
13 #include <zephyr/dt-bindings/gpio/nxp-kinetis-gpio.h>
14 #include <zephyr/irq.h>
15 #include <soc.h>
16 #include <fsl_common.h>
17 
18 #include <zephyr/drivers/gpio/gpio_utils.h>
19 
20 struct gpio_mcux_config {
21 	/* gpio_driver_config needs to be first */
22 	struct gpio_driver_config common;
23 	GPIO_Type *gpio_base;
24 	PORT_Type *port_base;
25 	unsigned int flags;
26 };
27 
28 struct gpio_mcux_data {
29 	/* gpio_driver_data needs to be first */
30 	struct gpio_driver_data common;
31 	/* port ISR callback routine address */
32 	sys_slist_t callbacks;
33 };
34 
gpio_mcux_configure(const struct device * dev,gpio_pin_t pin,gpio_flags_t flags)35 static int gpio_mcux_configure(const struct device *dev,
36 			       gpio_pin_t pin, gpio_flags_t flags)
37 {
38 	const struct gpio_mcux_config *config = dev->config;
39 	GPIO_Type *gpio_base = config->gpio_base;
40 	PORT_Type *port_base = config->port_base;
41 	uint32_t mask = 0U;
42 	uint32_t pcr = 0U;
43 
44 	/* Check for an invalid pin number */
45 	if (pin >= ARRAY_SIZE(port_base->PCR)) {
46 		return -EINVAL;
47 	}
48 
49 	if (((flags & GPIO_INPUT) != 0) && ((flags & GPIO_OUTPUT) != 0)) {
50 		return -ENOTSUP;
51 	}
52 
53 	if ((flags & GPIO_SINGLE_ENDED) != 0) {
54 		return -ENOTSUP;
55 	}
56 
57 	/* The flags contain options that require touching registers in the
58 	 * GPIO module and the corresponding PORT module.
59 	 *
60 	 * Start with the GPIO module and set up the pin direction register.
61 	 * 0 - pin is input, 1 - pin is output
62 	 */
63 
64 	switch (flags & GPIO_DIR_MASK) {
65 	case GPIO_INPUT:
66 		gpio_base->PDDR &= ~BIT(pin);
67 		break;
68 	case GPIO_OUTPUT:
69 		if ((flags & GPIO_OUTPUT_INIT_HIGH) != 0) {
70 			gpio_base->PSOR = BIT(pin);
71 		} else if ((flags & GPIO_OUTPUT_INIT_LOW) != 0) {
72 			gpio_base->PCOR = BIT(pin);
73 		}
74 		gpio_base->PDDR |= BIT(pin);
75 		break;
76 	default:
77 		return -ENOTSUP;
78 	}
79 
80 	/* Set PCR mux to GPIO for the pin we are configuring */
81 	mask |= PORT_PCR_MUX_MASK;
82 	pcr |= PORT_PCR_MUX(PORT_MUX_GPIO);
83 
84 #if defined(FSL_FEATURE_PORT_HAS_INPUT_BUFFER) && FSL_FEATURE_PORT_HAS_INPUT_BUFFER
85 	/* Enable digital input buffer */
86 	pcr |= PORT_PCR_IBE_MASK;
87 #endif
88 
89 	/* Now do the PORT module. Figure out the pullup/pulldown
90 	 * configuration, but don't write it to the PCR register yet.
91 	 */
92 	mask |= PORT_PCR_PE_MASK | PORT_PCR_PS_MASK;
93 
94 	if ((flags & GPIO_PULL_UP) != 0) {
95 		/* Enable the pull and select the pullup resistor. */
96 		pcr |= PORT_PCR_PE_MASK | PORT_PCR_PS_MASK;
97 
98 	} else if ((flags & GPIO_PULL_DOWN) != 0) {
99 		/* Enable the pull and select the pulldown resistor (deselect
100 		 * the pullup resistor.
101 		 */
102 		pcr |= PORT_PCR_PE_MASK;
103 	}
104 
105 #if defined(FSL_FEATURE_PORT_HAS_DRIVE_STRENGTH) && FSL_FEATURE_PORT_HAS_DRIVE_STRENGTH
106 	/* Determine the drive strength */
107 	switch (flags & KINETIS_GPIO_DS_MASK) {
108 	case KINETIS_GPIO_DS_DFLT:
109 		/* Default is low drive strength */
110 		mask |= PORT_PCR_DSE_MASK;
111 		break;
112 	case KINETIS_GPIO_DS_ALT:
113 		/* Alternate is high drive strength */
114 		pcr |= PORT_PCR_DSE_MASK;
115 		break;
116 	default:
117 		return -ENOTSUP;
118 	}
119 #endif /* defined(FSL_FEATURE_PORT_HAS_DRIVE_STRENGTH) && FSL_FEATURE_PORT_HAS_DRIVE_STRENGTH */
120 
121 	/* Accessing by pin, we only need to write one PCR register. */
122 	port_base->PCR[pin] = (port_base->PCR[pin] & ~mask) | pcr;
123 
124 	return 0;
125 }
126 
gpio_mcux_port_get_raw(const struct device * dev,uint32_t * value)127 static int gpio_mcux_port_get_raw(const struct device *dev, uint32_t *value)
128 {
129 	const struct gpio_mcux_config *config = dev->config;
130 	GPIO_Type *gpio_base = config->gpio_base;
131 
132 	*value = gpio_base->PDIR;
133 
134 	return 0;
135 }
136 
gpio_mcux_port_set_masked_raw(const struct device * dev,uint32_t mask,uint32_t value)137 static int gpio_mcux_port_set_masked_raw(const struct device *dev,
138 					 uint32_t mask,
139 					 uint32_t value)
140 {
141 	const struct gpio_mcux_config *config = dev->config;
142 	GPIO_Type *gpio_base = config->gpio_base;
143 
144 	gpio_base->PDOR = (gpio_base->PDOR & ~mask) | (mask & value);
145 
146 	return 0;
147 }
148 
gpio_mcux_port_set_bits_raw(const struct device * dev,uint32_t mask)149 static int gpio_mcux_port_set_bits_raw(const struct device *dev,
150 				       uint32_t mask)
151 {
152 	const struct gpio_mcux_config *config = dev->config;
153 	GPIO_Type *gpio_base = config->gpio_base;
154 
155 	gpio_base->PSOR = mask;
156 
157 	return 0;
158 }
159 
gpio_mcux_port_clear_bits_raw(const struct device * dev,uint32_t mask)160 static int gpio_mcux_port_clear_bits_raw(const struct device *dev,
161 					 uint32_t mask)
162 {
163 	const struct gpio_mcux_config *config = dev->config;
164 	GPIO_Type *gpio_base = config->gpio_base;
165 
166 	gpio_base->PCOR = mask;
167 
168 	return 0;
169 }
170 
gpio_mcux_port_toggle_bits(const struct device * dev,uint32_t mask)171 static int gpio_mcux_port_toggle_bits(const struct device *dev, uint32_t mask)
172 {
173 	const struct gpio_mcux_config *config = dev->config;
174 	GPIO_Type *gpio_base = config->gpio_base;
175 
176 	gpio_base->PTOR = mask;
177 
178 	return 0;
179 }
180 
get_port_pcr_irqc_value_from_flags(const struct device * dev,uint32_t pin,enum gpio_int_mode mode,enum gpio_int_trig trig)181 static uint32_t get_port_pcr_irqc_value_from_flags(const struct device *dev,
182 						   uint32_t pin,
183 						   enum gpio_int_mode mode,
184 						   enum gpio_int_trig trig)
185 {
186 	port_interrupt_t port_interrupt = 0;
187 
188 	if (mode == GPIO_INT_MODE_DISABLED) {
189 		port_interrupt = kPORT_InterruptOrDMADisabled;
190 	} else {
191 		if (mode == GPIO_INT_MODE_LEVEL) {
192 			if (trig == GPIO_INT_TRIG_LOW) {
193 				port_interrupt = kPORT_InterruptLogicZero;
194 			} else {
195 				port_interrupt = kPORT_InterruptLogicOne;
196 			}
197 		} else {
198 			switch (trig) {
199 			case GPIO_INT_TRIG_LOW:
200 				port_interrupt = kPORT_InterruptFallingEdge;
201 				break;
202 			case GPIO_INT_TRIG_HIGH:
203 				port_interrupt = kPORT_InterruptRisingEdge;
204 				break;
205 			case GPIO_INT_TRIG_BOTH:
206 				port_interrupt = kPORT_InterruptEitherEdge;
207 				break;
208 			}
209 		}
210 	}
211 
212 	return PORT_PCR_IRQC(port_interrupt);
213 }
214 
gpio_mcux_pin_interrupt_configure(const struct device * dev,gpio_pin_t pin,enum gpio_int_mode mode,enum gpio_int_trig trig)215 static int gpio_mcux_pin_interrupt_configure(const struct device *dev,
216 					     gpio_pin_t pin, enum gpio_int_mode mode,
217 					     enum gpio_int_trig trig)
218 {
219 	const struct gpio_mcux_config *config = dev->config;
220 	GPIO_Type *gpio_base = config->gpio_base;
221 	PORT_Type *port_base = config->port_base;
222 
223 	/* Check for an invalid pin number */
224 	if (pin >= ARRAY_SIZE(port_base->PCR)) {
225 		return -EINVAL;
226 	}
227 
228 	/* Check for an invalid pin configuration */
229 	if ((mode != GPIO_INT_MODE_DISABLED) &&
230 	    ((gpio_base->PDDR & BIT(pin)) != 0)) {
231 		return -EINVAL;
232 	}
233 
234 	/* Check if GPIO port supports interrupts */
235 	if ((mode != GPIO_INT_MODE_DISABLED) &&
236 	    ((config->flags & GPIO_INT_ENABLE) == 0U)) {
237 		return -ENOTSUP;
238 	}
239 
240 	uint32_t pcr = get_port_pcr_irqc_value_from_flags(dev, pin, mode, trig);
241 
242 	port_base->PCR[pin] = (port_base->PCR[pin] & ~PORT_PCR_IRQC_MASK) | pcr;
243 
244 	return 0;
245 }
246 
gpio_mcux_manage_callback(const struct device * dev,struct gpio_callback * callback,bool set)247 static int gpio_mcux_manage_callback(const struct device *dev,
248 				     struct gpio_callback *callback, bool set)
249 {
250 	struct gpio_mcux_data *data = dev->data;
251 
252 	return gpio_manage_callback(&data->callbacks, callback, set);
253 }
254 
gpio_mcux_port_isr(const struct device * dev)255 static void gpio_mcux_port_isr(const struct device *dev)
256 {
257 	const struct gpio_mcux_config *config = dev->config;
258 	struct gpio_mcux_data *data = dev->data;
259 	uint32_t int_status;
260 
261 	int_status = config->port_base->ISFR;
262 
263 	/* Clear the port interrupts */
264 	config->port_base->ISFR = int_status;
265 
266 	gpio_fire_callbacks(&data->callbacks, dev, int_status);
267 }
268 
269 #ifdef CONFIG_GPIO_GET_DIRECTION
gpio_mcux_port_get_direction(const struct device * dev,gpio_port_pins_t map,gpio_port_pins_t * inputs,gpio_port_pins_t * outputs)270 static int gpio_mcux_port_get_direction(const struct device *dev, gpio_port_pins_t map,
271 					gpio_port_pins_t *inputs, gpio_port_pins_t *outputs)
272 {
273 	const struct gpio_mcux_config *config = dev->config;
274 	GPIO_Type *gpio_base = config->gpio_base;
275 
276 	map &= config->common.port_pin_mask;
277 
278 	if (inputs != NULL) {
279 		*inputs = map & (~gpio_base->PDDR);
280 	}
281 
282 	if (outputs != NULL) {
283 		*outputs = map & gpio_base->PDDR;
284 	}
285 
286 	return 0;
287 }
288 #endif /* CONFIG_GPIO_GET_DIRECTION */
289 
290 static const struct gpio_driver_api gpio_mcux_driver_api = {
291 	.pin_configure = gpio_mcux_configure,
292 	.port_get_raw = gpio_mcux_port_get_raw,
293 	.port_set_masked_raw = gpio_mcux_port_set_masked_raw,
294 	.port_set_bits_raw = gpio_mcux_port_set_bits_raw,
295 	.port_clear_bits_raw = gpio_mcux_port_clear_bits_raw,
296 	.port_toggle_bits = gpio_mcux_port_toggle_bits,
297 	.pin_interrupt_configure = gpio_mcux_pin_interrupt_configure,
298 	.manage_callback = gpio_mcux_manage_callback,
299 #ifdef CONFIG_GPIO_GET_DIRECTION
300 	.port_get_direction = gpio_mcux_port_get_direction,
301 #endif /* CONFIG_GPIO_GET_DIRECTION */
302 };
303 
304 #define GPIO_MCUX_IRQ_INIT(n)						\
305 	do {								\
306 		IRQ_CONNECT(DT_INST_IRQN(n),				\
307 			    DT_INST_IRQ(n, priority),			\
308 			    gpio_mcux_port_isr,				\
309 			    DEVICE_DT_INST_GET(n), 0);			\
310 									\
311 		irq_enable(DT_INST_IRQN(n));				\
312 	} while (false)
313 
314 #define GPIO_PORT_BASE_ADDR(n) DT_REG_ADDR(DT_INST_PHANDLE(n, nxp_kinetis_port))
315 
316 #define GPIO_DEVICE_INIT_MCUX(n)					\
317 	static int gpio_mcux_port## n ## _init(const struct device *dev); \
318 									\
319 	static const struct gpio_mcux_config gpio_mcux_port## n ## _config = {\
320 		.common = {						\
321 			.port_pin_mask = GPIO_PORT_PIN_MASK_FROM_DT_INST(n),\
322 		},							\
323 		.gpio_base = (GPIO_Type *) DT_INST_REG_ADDR(n),		\
324 		.port_base = (PORT_Type *) GPIO_PORT_BASE_ADDR(n),	\
325 		.flags = UTIL_AND(DT_INST_IRQ_HAS_IDX(n, 0), GPIO_INT_ENABLE),\
326 	};								\
327 									\
328 	static struct gpio_mcux_data gpio_mcux_port## n ##_data;	\
329 									\
330 	DEVICE_DT_INST_DEFINE(n,					\
331 			    gpio_mcux_port## n ##_init,			\
332 			    NULL,					\
333 			    &gpio_mcux_port## n ##_data,		\
334 			    &gpio_mcux_port## n##_config,		\
335 			    POST_KERNEL,				\
336 			    CONFIG_GPIO_INIT_PRIORITY,			\
337 			    &gpio_mcux_driver_api);			\
338 									\
339 	static int gpio_mcux_port## n ##_init(const struct device *dev)	\
340 	{								\
341 		IF_ENABLED(DT_INST_IRQ_HAS_IDX(n, 0),			\
342 			(GPIO_MCUX_IRQ_INIT(n);))			\
343 		return 0;						\
344 	}
345 
346 DT_INST_FOREACH_STATUS_OKAY(GPIO_DEVICE_INIT_MCUX)
347