1 /*
2  * Copyright (c) 2024 Junho Lee <junho@tsnlab.com>
3  *
4  * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
5  */
6 
7 #define DT_DRV_COMPAT raspberrypi_rp1_gpio
8 
9 #include <zephyr/arch/common/sys_bitops.h>
10 #include <zephyr/arch/cpu.h>
11 #include <zephyr/device.h>
12 #include <zephyr/drivers/gpio.h>
13 #include <zephyr/drivers/gpio/gpio_utils.h>
14 
15 #define GPIO_STATUS(base, n) (base + 0x8 * n)
16 #define GPIO_CTRL(base, n)   (GPIO_STATUS(base, n) + 0x4)
17 
18 #define GPIO_STATUS_OUT_TO_PAD    0x200
19 #define GPIO_STATUS_OUT_FROM_PERI 0x100
20 
21 #define GPIO_CTRL_OUTOVER_MASK 0x3000
22 #define GPIO_CTRL_OUTOVER_PERI 0x0
23 
24 #define GPIO_CTRL_OEOVER_MASK 0xc000
25 #define GPIO_CTRL_OEOVER_PERI 0x0
26 
27 #define GPIO_CTRL_FUNCSEL_MASK 0x001f
28 #define GPIO_CTRL_FUNCSEL_RIO  0x5
29 
30 #define RIO_OUT(base) (base)
31 #define RIO_OE(base)  (base + 0x4)
32 #define RIO_IN(base)  (base + 0x8)
33 
34 #define RIO_SET 0x2000
35 #define RIO_CLR 0x3000
36 
37 #define RIO_OUT_SET(base) (RIO_OUT(base) + RIO_SET)
38 #define RIO_OUT_CLR(base) (RIO_OUT(base) + RIO_CLR)
39 
40 #define RIO_OE_SET(base) (RIO_OE(base) + RIO_SET)
41 #define RIO_OE_CLR(base) (RIO_OE(base) + RIO_CLR)
42 
43 #define PADS_CTRL(base, n) (base + 0x4 * (n + 1))
44 
45 #define PADS_OUTPUT_DISABLE 0x80
46 #define PADS_INPUT_ENABLE   0x40
47 
48 #define PADS_PULL_UP_ENABLE   0x8
49 #define PADS_PULL_DOWN_ENABLE 0x4
50 
51 #define DEV_CFG(dev)  ((const struct gpio_rp1_config *)(dev)->config)
52 #define DEV_DATA(dev) ((struct gpio_rp1_data *)(dev)->data)
53 
54 struct gpio_rp1_config {
55 	struct gpio_driver_config common;
56 
57 	DEVICE_MMIO_NAMED_ROM(reg_base);
58 	mem_addr_t gpio_offset;
59 	mem_addr_t rio_offset;
60 	mem_addr_t pads_offset;
61 
62 	uint8_t ngpios;
63 };
64 
65 struct gpio_rp1_data {
66 	struct gpio_driver_data common;
67 
68 	DEVICE_MMIO_NAMED_RAM(reg_base);
69 	mem_addr_t gpio_base;
70 	mem_addr_t rio_base;
71 	mem_addr_t pads_base;
72 };
73 
gpio_rp1_pin_configure(const struct device * port,gpio_pin_t pin,gpio_flags_t flags)74 static int gpio_rp1_pin_configure(const struct device *port, gpio_pin_t pin, gpio_flags_t flags)
75 {
76 	struct gpio_rp1_data *data = port->data;
77 
78 	if (flags & GPIO_SINGLE_ENDED) {
79 		return -ENOTSUP;
80 	}
81 
82 	/* Let RIO handle the input/output of GPIO */
83 	sys_clear_bits(GPIO_CTRL(data->gpio_base, pin), GPIO_CTRL_OEOVER_MASK);
84 	sys_set_bits(GPIO_CTRL(data->gpio_base, pin), GPIO_CTRL_OEOVER_PERI);
85 
86 	sys_clear_bits(GPIO_CTRL(data->gpio_base, pin), GPIO_CTRL_OUTOVER_MASK);
87 	sys_set_bits(GPIO_CTRL(data->gpio_base, pin), GPIO_CTRL_OUTOVER_PERI);
88 
89 	sys_clear_bits(GPIO_CTRL(data->gpio_base, pin), GPIO_CTRL_FUNCSEL_MASK);
90 	sys_set_bits(GPIO_CTRL(data->gpio_base, pin), GPIO_CTRL_FUNCSEL_RIO);
91 
92 	/* Set the direction */
93 	if (flags & GPIO_OUTPUT) {
94 		sys_set_bit(RIO_OE_SET(data->rio_base), pin);
95 		sys_clear_bits(PADS_CTRL(data->pads_base, pin),
96 			       PADS_OUTPUT_DISABLE | PADS_INPUT_ENABLE);
97 
98 		if (flags & GPIO_OUTPUT_INIT_HIGH) {
99 			sys_set_bit(RIO_OUT_SET(data->rio_base), pin);
100 			sys_clear_bit(RIO_OUT_CLR(data->rio_base), pin);
101 		} else if (flags & GPIO_OUTPUT_INIT_LOW) {
102 			sys_set_bit(RIO_OUT_CLR(data->rio_base), pin);
103 			sys_clear_bit(RIO_OUT_SET(data->rio_base), pin);
104 		}
105 	} else if (flags & GPIO_INPUT) {
106 		sys_set_bit(RIO_OE_CLR(data->rio_base), pin);
107 		sys_set_bits(PADS_CTRL(data->pads_base, pin),
108 			     PADS_OUTPUT_DISABLE | PADS_INPUT_ENABLE);
109 	}
110 
111 	/* Set pull up/down */
112 	sys_clear_bits(PADS_CTRL(data->pads_base, pin),
113 		       PADS_PULL_UP_ENABLE | PADS_PULL_DOWN_ENABLE);
114 
115 	if (flags & GPIO_PULL_UP) {
116 		sys_set_bits(PADS_CTRL(data->pads_base, pin), PADS_PULL_UP_ENABLE);
117 	} else if (flags & GPIO_PULL_DOWN) {
118 		sys_set_bits(PADS_CTRL(data->pads_base, pin), PADS_PULL_DOWN_ENABLE);
119 	}
120 
121 	return 0;
122 }
123 
gpio_rp1_port_get_raw(const struct device * port,gpio_port_value_t * value)124 static int gpio_rp1_port_get_raw(const struct device *port, gpio_port_value_t *value)
125 {
126 	struct gpio_rp1_data *data = port->data;
127 
128 	*value = sys_read32(RIO_IN(data->rio_base));
129 
130 	return 0;
131 }
132 
gpio_rp1_port_set_masked_raw(const struct device * port,gpio_port_pins_t mask,gpio_port_value_t value)133 static int gpio_rp1_port_set_masked_raw(const struct device *port, gpio_port_pins_t mask,
134 					gpio_port_value_t value)
135 {
136 	struct gpio_rp1_data *data = port->data;
137 
138 	sys_clear_bits(RIO_OUT_SET(data->rio_base), mask);
139 	sys_set_bits(RIO_OUT_CLR(data->rio_base), mask);
140 
141 	sys_clear_bits(RIO_OUT_CLR(data->rio_base), (value & mask));
142 	sys_set_bits(RIO_OUT_SET(data->rio_base), (value & mask));
143 
144 	return 0;
145 }
146 
gpio_rp1_port_set_bits_raw(const struct device * port,gpio_port_pins_t pins)147 static int gpio_rp1_port_set_bits_raw(const struct device *port, gpio_port_pins_t pins)
148 {
149 	struct gpio_rp1_data *data = port->data;
150 
151 	sys_clear_bits(RIO_OUT_CLR(data->rio_base), pins);
152 	sys_set_bits(RIO_OUT_SET(data->rio_base), pins);
153 
154 	return 0;
155 }
156 
gpio_rp1_port_clear_bits_raw(const struct device * port,gpio_port_pins_t pins)157 static int gpio_rp1_port_clear_bits_raw(const struct device *port, gpio_port_pins_t pins)
158 {
159 	struct gpio_rp1_data *data = port->data;
160 
161 	sys_clear_bits(RIO_OUT_SET(data->rio_base), pins);
162 	sys_set_bits(RIO_OUT_CLR(data->rio_base), pins);
163 
164 	return 0;
165 }
166 
gpio_rp1_port_toggle_bits(const struct device * port,gpio_port_pins_t pins)167 static int gpio_rp1_port_toggle_bits(const struct device *port, gpio_port_pins_t pins)
168 {
169 	struct gpio_rp1_data *data = port->data;
170 	uint32_t val;
171 
172 	val = sys_read32(RIO_OUT(data->rio_base));
173 
174 	/* Low to high */
175 	sys_set_bits(RIO_OUT_SET(data->rio_base), val ^ pins);
176 	sys_clear_bits(RIO_OUT_CLR(data->rio_base), val ^ pins);
177 
178 	/* High to low */
179 	sys_set_bits(RIO_OUT_CLR(data->rio_base), val & pins);
180 	sys_clear_bits(RIO_OUT_SET(data->rio_base), val & pins);
181 
182 	return 0;
183 }
184 
185 static DEVICE_API(gpio, gpio_rp1_api) = {
186 	.pin_configure = gpio_rp1_pin_configure,
187 	.port_get_raw = gpio_rp1_port_get_raw,
188 	.port_set_masked_raw = gpio_rp1_port_set_masked_raw,
189 	.port_set_bits_raw = gpio_rp1_port_set_bits_raw,
190 	.port_clear_bits_raw = gpio_rp1_port_clear_bits_raw,
191 	.port_toggle_bits = gpio_rp1_port_toggle_bits,
192 };
193 
gpio_rp1_init(const struct device * port)194 static int gpio_rp1_init(const struct device *port)
195 {
196 	const struct gpio_rp1_config *config = port->config;
197 	struct gpio_rp1_data *data = port->data;
198 
199 	DEVICE_MMIO_NAMED_MAP(port, reg_base, K_MEM_CACHE_NONE);
200 	data->gpio_base = DEVICE_MMIO_NAMED_GET(port, reg_base) + config->gpio_offset;
201 	data->rio_base = DEVICE_MMIO_NAMED_GET(port, reg_base) + config->rio_offset;
202 	data->pads_base = DEVICE_MMIO_NAMED_GET(port, reg_base) + config->pads_offset;
203 
204 	return 0;
205 }
206 
207 #define GPIO_RP1_INIT(n)                                                                           \
208 	static struct gpio_rp1_data gpio_rp1_data_##n;                                             \
209                                                                                                    \
210 	static const struct gpio_rp1_config gpio_rp1_cfg_##n = {                                   \
211 		.common = {.port_pin_mask = GPIO_PORT_PIN_MASK_FROM_DT_INST(0)},                   \
212 		DEVICE_MMIO_NAMED_ROM_INIT(reg_base, DT_INST_PARENT(n)),                           \
213 		.gpio_offset = DT_INST_REG_ADDR_BY_IDX(n, 0),                                      \
214 		.rio_offset = DT_INST_REG_ADDR_BY_IDX(n, 1),                                       \
215 		.pads_offset = DT_INST_REG_ADDR_BY_IDX(n, 2),                                      \
216 		.ngpios = DT_INST_PROP(n, ngpios),                                                 \
217 	};                                                                                         \
218                                                                                                    \
219 	DEVICE_DT_INST_DEFINE(n, gpio_rp1_init, NULL, &gpio_rp1_data_##n, &gpio_rp1_cfg_##n,       \
220 			      POST_KERNEL, CONFIG_GPIO_INIT_PRIORITY, &gpio_rp1_api);
221 
222 DT_INST_FOREACH_STATUS_OKAY(GPIO_RP1_INIT)
223