1 /*
2  * Copyright (c) 2020 Henrik Brix Andersen <henrik@brixandersen.dk>
3  *
4  * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
5  */
6 
7 #define DT_DRV_COMPAT xlnx_xps_gpio_1_00_a
8 
9 #include <device.h>
10 #include <drivers/gpio.h>
11 #include <sys/sys_io.h>
12 
13 #include "gpio_utils.h"
14 
15 /* AXI GPIO v2 register offsetd (See Xilinx PG144 for details) */
16 #define GPIO_DATA_OFFSET  0x0000
17 #define GPIO_TRI_OFFSET   0x0004
18 #define GPIO2_DATA_OFFSET 0x0008
19 #define GPIO2_TRI_OFFSET  0x000c
20 #define GIER_OFFSET       0x011c
21 #define IPISR_OFFSET      0x0120
22 #define IPIER_OFFSET      0x0128
23 
24 /* GIER bit definitions */
25 #define GIER_GIE BIT(31)
26 
27 /* IPISR and IPIER bit definitions */
28 #define IPIXX_CH1_IE BIT(0)
29 #define IPIXX_CH2_IE BIT(1)
30 
31 /* Maximum number of GPIOs supported per channel */
32 #define MAX_GPIOS 32
33 
34 struct gpio_xlnx_axi_config {
35 	/* gpio_driver_config needs to be first */
36 	struct gpio_driver_config common;
37 	mm_reg_t base;
38 	bool all_inputs : 1;
39 	bool all_outputs : 1;
40 };
41 
42 struct gpio_xlnx_axi_data {
43 	/* gpio_driver_data needs to be first */
44 	struct gpio_driver_data common;
45 	/* Shadow registers for data out and tristate */
46 	uint32_t dout;
47 	uint32_t tri;
48 };
49 
gpio_xlnx_axi_read_data(const struct device * dev)50 static inline uint32_t gpio_xlnx_axi_read_data(const struct device *dev)
51 {
52 	const struct gpio_xlnx_axi_config *config = dev->config;
53 
54 	return sys_read32(config->base + GPIO_DATA_OFFSET);
55 }
56 
gpio_xlnx_axi_write_data(const struct device * dev,uint32_t val)57 static inline void gpio_xlnx_axi_write_data(const struct device *dev,
58 					    uint32_t val)
59 {
60 	const struct gpio_xlnx_axi_config *config = dev->config;
61 
62 	sys_write32(val, config->base + GPIO_DATA_OFFSET);
63 }
64 
gpio_xlnx_axi_write_tri(const struct device * dev,uint32_t val)65 static inline void gpio_xlnx_axi_write_tri(const struct device *dev,
66 					   uint32_t val)
67 {
68 	const struct gpio_xlnx_axi_config *config = dev->config;
69 
70 	sys_write32(val, config->base + GPIO_TRI_OFFSET);
71 }
72 
gpio_xlnx_axi_pin_configure(const struct device * dev,gpio_pin_t pin,gpio_flags_t flags)73 static int gpio_xlnx_axi_pin_configure(const struct device *dev,
74 				       gpio_pin_t pin,
75 				       gpio_flags_t flags)
76 {
77 	const struct gpio_xlnx_axi_config *config = dev->config;
78 	struct gpio_xlnx_axi_data *data = dev->data;
79 	unsigned int key;
80 
81 	if (!(BIT(pin) & config->common.port_pin_mask)) {
82 		return -EINVAL;
83 	}
84 
85 	if (((flags & GPIO_INPUT) != 0) && ((flags & GPIO_OUTPUT) != 0)) {
86 		return -ENOTSUP;
87 	}
88 
89 	if ((flags & GPIO_SINGLE_ENDED) != 0) {
90 		return -ENOTSUP;
91 	}
92 
93 	if ((flags & (GPIO_PULL_UP | GPIO_PULL_DOWN)) != 0) {
94 		return -ENOTSUP;
95 	}
96 
97 	if (((flags & GPIO_INPUT) != 0) && config->all_outputs) {
98 		return -ENOTSUP;
99 	}
100 
101 	if (((flags & GPIO_OUTPUT) != 0) && config->all_inputs) {
102 		return -ENOTSUP;
103 	}
104 
105 	key = irq_lock();
106 
107 	switch (flags & GPIO_DIR_MASK) {
108 	case GPIO_INPUT:
109 		data->tri |= BIT(pin);
110 		break;
111 	case GPIO_OUTPUT:
112 		if ((flags & GPIO_OUTPUT_INIT_HIGH) != 0) {
113 			data->dout |= BIT(pin);
114 		} else if ((flags & GPIO_OUTPUT_INIT_LOW) != 0) {
115 			data->dout &= ~BIT(pin);
116 		}
117 		data->tri &= ~BIT(pin);
118 		break;
119 	default:
120 		return -ENOTSUP;
121 	}
122 
123 	gpio_xlnx_axi_write_data(dev, data->dout);
124 	gpio_xlnx_axi_write_tri(dev, data->tri);
125 
126 	irq_unlock(key);
127 
128 	return 0;
129 }
130 
gpio_xlnx_axi_port_get_raw(const struct device * dev,gpio_port_value_t * value)131 static int gpio_xlnx_axi_port_get_raw(const struct device *dev,
132 				      gpio_port_value_t *value)
133 {
134 	*value = gpio_xlnx_axi_read_data(dev);
135 	return 0;
136 }
137 
gpio_xlnx_axi_port_set_masked_raw(const struct device * dev,gpio_port_pins_t mask,gpio_port_value_t value)138 static int gpio_xlnx_axi_port_set_masked_raw(const struct device *dev,
139 					     gpio_port_pins_t mask,
140 					     gpio_port_value_t value)
141 {
142 	struct gpio_xlnx_axi_data *data = dev->data;
143 	unsigned int key;
144 
145 	key = irq_lock();
146 	data->dout = (data->dout & ~mask) | (mask & value);
147 	gpio_xlnx_axi_write_data(dev, data->dout);
148 	irq_unlock(key);
149 
150 	return 0;
151 }
152 
gpio_xlnx_axi_port_set_bits_raw(const struct device * dev,gpio_port_pins_t pins)153 static int gpio_xlnx_axi_port_set_bits_raw(const struct device *dev,
154 					   gpio_port_pins_t pins)
155 {
156 	struct gpio_xlnx_axi_data *data = dev->data;
157 	unsigned int key;
158 
159 	key = irq_lock();
160 	data->dout |= pins;
161 	gpio_xlnx_axi_write_data(dev, data->dout);
162 	irq_unlock(key);
163 
164 	return 0;
165 }
166 
gpio_xlnx_axi_port_clear_bits_raw(const struct device * dev,gpio_port_pins_t pins)167 static int gpio_xlnx_axi_port_clear_bits_raw(const struct device *dev,
168 					     gpio_port_pins_t pins)
169 {
170 	struct gpio_xlnx_axi_data *data = dev->data;
171 	unsigned int key;
172 
173 	key = irq_lock();
174 	data->dout &= ~pins;
175 	gpio_xlnx_axi_write_data(dev, data->dout);
176 	irq_unlock(key);
177 
178 	return 0;
179 }
180 
gpio_xlnx_axi_port_toggle_bits(const struct device * dev,gpio_port_pins_t pins)181 static int gpio_xlnx_axi_port_toggle_bits(const struct device *dev,
182 					  gpio_port_pins_t pins)
183 {
184 	struct gpio_xlnx_axi_data *data = dev->data;
185 	unsigned int key;
186 
187 	key = irq_lock();
188 	data->dout ^= pins;
189 	gpio_xlnx_axi_write_data(dev, data->dout);
190 	irq_unlock(key);
191 
192 	return 0;
193 }
194 
gpio_xlnx_axi_pin_interrupt_configure(const struct device * dev,gpio_pin_t pin,enum gpio_int_mode mode,enum gpio_int_trig trig)195 static int gpio_xlnx_axi_pin_interrupt_configure(const struct device *dev,
196 						 gpio_pin_t pin,
197 						 enum gpio_int_mode mode,
198 						 enum gpio_int_trig trig)
199 {
200 	ARG_UNUSED(dev);
201 	ARG_UNUSED(pin);
202 	ARG_UNUSED(mode);
203 	ARG_UNUSED(trig);
204 
205 	/*
206 	 * The Xilinx AXI GPIO IP only supports a port-wide pin change
207 	 * interrupt. This does not map well to the current Zephyr GPIO IRQ API.
208 	 */
209 	return -ENOTSUP;
210 }
211 
gpio_xlnx_axi_manage_callback(const struct device * dev,struct gpio_callback * cb,bool set)212 static int gpio_xlnx_axi_manage_callback(const struct device *dev,
213 					 struct gpio_callback *cb,
214 					 bool set)
215 {
216 	ARG_UNUSED(dev);
217 	ARG_UNUSED(cb);
218 	ARG_UNUSED(set);
219 
220 	return -ENOTSUP;
221 }
222 
gpio_xlnx_axi_get_pending_int(const struct device * dev)223 static uint32_t gpio_xlnx_axi_get_pending_int(const struct device *dev)
224 {
225 	return 0;
226 }
227 
gpio_xlnx_axi_init(const struct device * dev)228 static int gpio_xlnx_axi_init(const struct device *dev)
229 {
230 	struct gpio_xlnx_axi_data *data = dev->data;
231 
232 	gpio_xlnx_axi_write_data(dev, data->dout);
233 	gpio_xlnx_axi_write_tri(dev, data->tri);
234 
235 	return 0;
236 }
237 
238 static const struct gpio_driver_api gpio_xlnx_axi_driver_api = {
239 	.pin_configure = gpio_xlnx_axi_pin_configure,
240 	.port_get_raw = gpio_xlnx_axi_port_get_raw,
241 	.port_set_masked_raw = gpio_xlnx_axi_port_set_masked_raw,
242 	.port_set_bits_raw = gpio_xlnx_axi_port_set_bits_raw,
243 	.port_clear_bits_raw = gpio_xlnx_axi_port_clear_bits_raw,
244 	.port_toggle_bits = gpio_xlnx_axi_port_toggle_bits,
245 	.pin_interrupt_configure = gpio_xlnx_axi_pin_interrupt_configure,
246 	.manage_callback = gpio_xlnx_axi_manage_callback,
247 	.get_pending_int = gpio_xlnx_axi_get_pending_int,
248 };
249 
250 #define GPIO_XLNX_AXI_GPIO2_HAS_COMPAT_STATUS_OKAY(n)			\
251 	UTIL_AND(							\
252 		DT_NODE_HAS_COMPAT(DT_CHILD(DT_DRV_INST(n), gpio2),	\
253 				   xlnx_xps_gpio_1_00_a_gpio2),		\
254 		DT_NODE_HAS_STATUS(DT_CHILD(DT_DRV_INST(n), gpio2),	\
255 				   okay)				\
256 		)
257 
258 #define GPIO_XLNX_AXI_GPIO2_COND_INIT(n)				\
259 	IF_ENABLED(UTIL_AND(						\
260 			DT_INST_PROP_OR(n, xlnx_is_dual, 1),		\
261 			GPIO_XLNX_AXI_GPIO2_HAS_COMPAT_STATUS_OKAY(n)	\
262 			),						\
263 		(GPIO_XLNX_AXI_GPIO2_INIT(n)));
264 
265 #define GPIO_XLNX_AXI_GPIO2_INIT(n)					\
266 	static struct gpio_xlnx_axi_data gpio_xlnx_axi_##n##_2_data = {	\
267 		.dout = DT_INST_PROP_OR(n, xlnx_dout_default_2, 0),	\
268 		.tri = DT_INST_PROP_OR(n, xlnx_tri_default_2,		\
269 				       GENMASK(MAX_GPIOS - 1, 0)),	\
270 	};								\
271 									\
272 	static const struct gpio_xlnx_axi_config			\
273 		gpio_xlnx_axi_##n##_2_config = {			\
274 		.common = {						\
275 			.port_pin_mask = GPIO_PORT_PIN_MASK_FROM_NGPIOS(\
276 				DT_INST_PROP_OR(n, xlnx_gpio2_width,	\
277 						MAX_GPIOS)),		\
278 		},							\
279 		.base = DT_INST_REG_ADDR(n) + GPIO2_DATA_OFFSET,	\
280 		.all_inputs = DT_INST_PROP_OR(n, xlnx_all_inputs2, 0),	\
281 		.all_outputs = DT_INST_PROP_OR(n, xlnx_all_outputs2, 0),\
282 	};								\
283 									\
284 	DEVICE_DT_DEFINE(DT_CHILD(DT_DRV_INST(n), gpio2),		\
285 			&gpio_xlnx_axi_init,				\
286 			NULL,						\
287 			&gpio_xlnx_axi_##n##_2_data,			\
288 			&gpio_xlnx_axi_##n##_2_config,			\
289 			POST_KERNEL,					\
290 			CONFIG_KERNEL_INIT_PRIORITY_DEFAULT,		\
291 			&gpio_xlnx_axi_driver_api);
292 
293 #define GPIO_XLNX_AXI_INIT(n)						\
294 	static struct gpio_xlnx_axi_data gpio_xlnx_axi_##n##_data = {	\
295 		.dout = DT_INST_PROP_OR(n, xlnx_dout_default, 0),	\
296 		.tri = DT_INST_PROP_OR(n, xlnx_tri_default,		\
297 				       GENMASK(MAX_GPIOS - 1, 0)),	\
298 	};								\
299 									\
300 	static const struct gpio_xlnx_axi_config			\
301 		gpio_xlnx_axi_##n##_config = {				\
302 		.common = {						\
303 			.port_pin_mask = GPIO_PORT_PIN_MASK_FROM_NGPIOS(\
304 				DT_INST_PROP_OR(n, xlnx_gpio_width,	\
305 						MAX_GPIOS)),		\
306 		},							\
307 		.base = DT_INST_REG_ADDR(n),				\
308 		.all_inputs = DT_INST_PROP_OR(n, xlnx_all_inputs, 0),	\
309 		.all_outputs = DT_INST_PROP_OR(n, xlnx_all_outputs, 0),	\
310 	};								\
311 									\
312 	DEVICE_DT_INST_DEFINE(n,					\
313 			&gpio_xlnx_axi_init,				\
314 			NULL,						\
315 			&gpio_xlnx_axi_##n##_data,			\
316 			&gpio_xlnx_axi_##n##_config,			\
317 			POST_KERNEL,					\
318 			CONFIG_KERNEL_INIT_PRIORITY_DEFAULT,		\
319 			&gpio_xlnx_axi_driver_api);			\
320 	GPIO_XLNX_AXI_GPIO2_COND_INIT(n);
321 
322 DT_INST_FOREACH_STATUS_OKAY(GPIO_XLNX_AXI_INIT)
323