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	gpio: raspberrypi-exp: Driver for RPi3 GPIO expander via mailbox service
Pi3 and Compute Module 3 have a GPIO expander that the VPU communicates with. There is a mailbox service that now allows control of this expander, so add a kernel driver that can make use of it. Reviewed-by: Stefan Wahren <stefan.wahren@i2se.com> Signed-off-by: Dave Stevenson <dave.stevenson@raspberrypi.org> Signed-off-by: Baruch Siach <baruch@tkos.co.il> Signed-off-by: Linus Walleij <linus.walleij@linaro.org>
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									9777d8099a
								
							
						
					
					
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						a98d90e7d5
					
				
					 3 changed files with 262 additions and 0 deletions
				
			
		|  | @ -122,6 +122,15 @@ config GPIO_ATH79 | ||||||
| 	  Select this option to enable GPIO driver for | 	  Select this option to enable GPIO driver for | ||||||
| 	  Atheros AR71XX/AR724X/AR913X SoC devices. | 	  Atheros AR71XX/AR724X/AR913X SoC devices. | ||||||
| 
 | 
 | ||||||
|  | config GPIO_RASPBERRYPI_EXP | ||||||
|  | 	tristate "Raspberry Pi 3 GPIO Expander" | ||||||
|  | 	default RASPBERRYPI_FIRMWARE | ||||||
|  | 	depends on OF_GPIO | ||||||
|  | 	depends on (ARCH_BCM2835 && RASPBERRYPI_FIRMWARE) || COMPILE_TEST | ||||||
|  | 	help | ||||||
|  | 	  Turn on GPIO support for the expander on Raspberry Pi 3 boards, using | ||||||
|  | 	  the firmware mailbox to communicate with VideoCore on BCM283x chips. | ||||||
|  | 
 | ||||||
| config GPIO_BCM_KONA | config GPIO_BCM_KONA | ||||||
| 	bool "Broadcom Kona GPIO" | 	bool "Broadcom Kona GPIO" | ||||||
| 	depends on OF_GPIO && (ARCH_BCM_MOBILE || COMPILE_TEST) | 	depends on OF_GPIO && (ARCH_BCM_MOBILE || COMPILE_TEST) | ||||||
|  |  | ||||||
|  | @ -32,6 +32,7 @@ obj-$(CONFIG_GPIO_AMDPT)	+= gpio-amdpt.o | ||||||
| obj-$(CONFIG_GPIO_ARIZONA)	+= gpio-arizona.o | obj-$(CONFIG_GPIO_ARIZONA)	+= gpio-arizona.o | ||||||
| obj-$(CONFIG_GPIO_ATH79)	+= gpio-ath79.o | obj-$(CONFIG_GPIO_ATH79)	+= gpio-ath79.o | ||||||
| obj-$(CONFIG_GPIO_ASPEED)	+= gpio-aspeed.o | obj-$(CONFIG_GPIO_ASPEED)	+= gpio-aspeed.o | ||||||
|  | obj-$(CONFIG_GPIO_RASPBERRYPI_EXP)	+= gpio-raspberrypi-exp.o | ||||||
| obj-$(CONFIG_GPIO_BCM_KONA)	+= gpio-bcm-kona.o | obj-$(CONFIG_GPIO_BCM_KONA)	+= gpio-bcm-kona.o | ||||||
| obj-$(CONFIG_GPIO_BD9571MWV)	+= gpio-bd9571mwv.o | obj-$(CONFIG_GPIO_BD9571MWV)	+= gpio-bd9571mwv.o | ||||||
| obj-$(CONFIG_GPIO_BRCMSTB)	+= gpio-brcmstb.o | obj-$(CONFIG_GPIO_BRCMSTB)	+= gpio-brcmstb.o | ||||||
|  |  | ||||||
							
								
								
									
										252
									
								
								drivers/gpio/gpio-raspberrypi-exp.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										252
									
								
								drivers/gpio/gpio-raspberrypi-exp.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							|  | @ -0,0 +1,252 @@ | ||||||
|  | // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
 | ||||||
|  | /*
 | ||||||
|  |  *  Raspberry Pi 3 expander GPIO driver | ||||||
|  |  * | ||||||
|  |  *  Uses the firmware mailbox service to communicate with the | ||||||
|  |  *  GPIO expander on the VPU. | ||||||
|  |  * | ||||||
|  |  *  Copyright (C) 2017 Raspberry Pi Trading Ltd. | ||||||
|  |  */ | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | #include <linux/err.h> | ||||||
|  | #include <linux/gpio/driver.h> | ||||||
|  | #include <linux/module.h> | ||||||
|  | #include <linux/platform_device.h> | ||||||
|  | #include <soc/bcm2835/raspberrypi-firmware.h> | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | #define MODULE_NAME "raspberrypi-exp-gpio" | ||||||
|  | #define NUM_GPIO 8 | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | #define RPI_EXP_GPIO_BASE	128 | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | #define RPI_EXP_GPIO_DIR_IN	0 | ||||||
|  | #define RPI_EXP_GPIO_DIR_OUT	1 | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | struct rpi_exp_gpio { | ||||||
|  | 	struct gpio_chip gc; | ||||||
|  | 	struct rpi_firmware *fw; | ||||||
|  | }; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | /* VC4 firmware mailbox interface data structures */ | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | struct gpio_set_config { | ||||||
|  | 	u32 gpio; | ||||||
|  | 	u32 direction; | ||||||
|  | 	u32 polarity; | ||||||
|  | 	u32 term_en; | ||||||
|  | 	u32 term_pull_up; | ||||||
|  | 	u32 state; | ||||||
|  | }; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | struct gpio_get_config { | ||||||
|  | 	u32 gpio; | ||||||
|  | 	u32 direction; | ||||||
|  | 	u32 polarity; | ||||||
|  | 	u32 term_en; | ||||||
|  | 	u32 term_pull_up; | ||||||
|  | }; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | struct gpio_get_set_state { | ||||||
|  | 	u32 gpio; | ||||||
|  | 	u32 state; | ||||||
|  | }; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | static int rpi_exp_gpio_get_polarity(struct gpio_chip *gc, unsigned int off) | ||||||
|  | { | ||||||
|  | 	struct rpi_exp_gpio *gpio; | ||||||
|  | 	struct gpio_get_config get; | ||||||
|  | 	int ret; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	gpio = gpiochip_get_data(gc); | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	get.gpio = off + RPI_EXP_GPIO_BASE;	/* GPIO to update */ | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	ret = rpi_firmware_property(gpio->fw, RPI_FIRMWARE_GET_GPIO_CONFIG, | ||||||
|  | 				    &get, sizeof(get)); | ||||||
|  | 	if (ret || get.gpio != 0) { | ||||||
|  | 		dev_err(gc->parent, "Failed to get GPIO %u config (%d %x)\n", | ||||||
|  | 			off, ret, get.gpio); | ||||||
|  | 		return ret ? ret : -EIO; | ||||||
|  | 	} | ||||||
|  | 	return get.polarity; | ||||||
|  | } | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | static int rpi_exp_gpio_dir_in(struct gpio_chip *gc, unsigned int off) | ||||||
|  | { | ||||||
|  | 	struct rpi_exp_gpio *gpio; | ||||||
|  | 	struct gpio_set_config set_in; | ||||||
|  | 	int ret; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	gpio = gpiochip_get_data(gc); | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	set_in.gpio = off + RPI_EXP_GPIO_BASE;	/* GPIO to update */ | ||||||
|  | 	set_in.direction = RPI_EXP_GPIO_DIR_IN; | ||||||
|  | 	set_in.term_en = 0;		/* termination disabled */ | ||||||
|  | 	set_in.term_pull_up = 0;	/* n/a as termination disabled */ | ||||||
|  | 	set_in.state = 0;		/* n/a as configured as an input */ | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	ret = rpi_exp_gpio_get_polarity(gc, off); | ||||||
|  | 	if (ret < 0) | ||||||
|  | 		return ret; | ||||||
|  | 	set_in.polarity = ret;		/* Retain existing setting */ | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	ret = rpi_firmware_property(gpio->fw, RPI_FIRMWARE_SET_GPIO_CONFIG, | ||||||
|  | 				    &set_in, sizeof(set_in)); | ||||||
|  | 	if (ret || set_in.gpio != 0) { | ||||||
|  | 		dev_err(gc->parent, "Failed to set GPIO %u to input (%d %x)\n", | ||||||
|  | 			off, ret, set_in.gpio); | ||||||
|  | 		return ret ? ret : -EIO; | ||||||
|  | 	} | ||||||
|  | 	return 0; | ||||||
|  | } | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | static int rpi_exp_gpio_dir_out(struct gpio_chip *gc, unsigned int off, int val) | ||||||
|  | { | ||||||
|  | 	struct rpi_exp_gpio *gpio; | ||||||
|  | 	struct gpio_set_config set_out; | ||||||
|  | 	int ret; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	gpio = gpiochip_get_data(gc); | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	set_out.gpio = off + RPI_EXP_GPIO_BASE;	/* GPIO to update */ | ||||||
|  | 	set_out.direction = RPI_EXP_GPIO_DIR_OUT; | ||||||
|  | 	set_out.term_en = 0;		/* n/a as an output */ | ||||||
|  | 	set_out.term_pull_up = 0;	/* n/a as termination disabled */ | ||||||
|  | 	set_out.state = val;		/* Output state */ | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	ret = rpi_exp_gpio_get_polarity(gc, off); | ||||||
|  | 	if (ret < 0) | ||||||
|  | 		return ret; | ||||||
|  | 	set_out.polarity = ret;		/* Retain existing setting */ | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	ret = rpi_firmware_property(gpio->fw, RPI_FIRMWARE_SET_GPIO_CONFIG, | ||||||
|  | 				    &set_out, sizeof(set_out)); | ||||||
|  | 	if (ret || set_out.gpio != 0) { | ||||||
|  | 		dev_err(gc->parent, "Failed to set GPIO %u to output (%d %x)\n", | ||||||
|  | 			off, ret, set_out.gpio); | ||||||
|  | 		return ret ? ret : -EIO; | ||||||
|  | 	} | ||||||
|  | 	return 0; | ||||||
|  | } | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | static int rpi_exp_gpio_get_direction(struct gpio_chip *gc, unsigned int off) | ||||||
|  | { | ||||||
|  | 	struct rpi_exp_gpio *gpio; | ||||||
|  | 	struct gpio_get_config get; | ||||||
|  | 	int ret; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	gpio = gpiochip_get_data(gc); | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	get.gpio = off + RPI_EXP_GPIO_BASE;	/* GPIO to update */ | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	ret = rpi_firmware_property(gpio->fw, RPI_FIRMWARE_GET_GPIO_CONFIG, | ||||||
|  | 				    &get, sizeof(get)); | ||||||
|  | 	if (ret || get.gpio != 0) { | ||||||
|  | 		dev_err(gc->parent, | ||||||
|  | 			"Failed to get GPIO %u config (%d %x)\n", off, ret, | ||||||
|  | 			get.gpio); | ||||||
|  | 		return ret ? ret : -EIO; | ||||||
|  | 	} | ||||||
|  | 	return !get.direction; | ||||||
|  | } | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | static int rpi_exp_gpio_get(struct gpio_chip *gc, unsigned int off) | ||||||
|  | { | ||||||
|  | 	struct rpi_exp_gpio *gpio; | ||||||
|  | 	struct gpio_get_set_state get; | ||||||
|  | 	int ret; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	gpio = gpiochip_get_data(gc); | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	get.gpio = off + RPI_EXP_GPIO_BASE;	/* GPIO to update */ | ||||||
|  | 	get.state = 0;		/* storage for returned value */ | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	ret = rpi_firmware_property(gpio->fw, RPI_FIRMWARE_GET_GPIO_STATE, | ||||||
|  | 					 &get, sizeof(get)); | ||||||
|  | 	if (ret || get.gpio != 0) { | ||||||
|  | 		dev_err(gc->parent, | ||||||
|  | 			"Failed to get GPIO %u state (%d %x)\n", off, ret, | ||||||
|  | 			get.gpio); | ||||||
|  | 		return ret ? ret : -EIO; | ||||||
|  | 	} | ||||||
|  | 	return !!get.state; | ||||||
|  | } | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | static void rpi_exp_gpio_set(struct gpio_chip *gc, unsigned int off, int val) | ||||||
|  | { | ||||||
|  | 	struct rpi_exp_gpio *gpio; | ||||||
|  | 	struct gpio_get_set_state set; | ||||||
|  | 	int ret; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	gpio = gpiochip_get_data(gc); | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	set.gpio = off + RPI_EXP_GPIO_BASE;	/* GPIO to update */ | ||||||
|  | 	set.state = val;	/* Output state */ | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	ret = rpi_firmware_property(gpio->fw, RPI_FIRMWARE_SET_GPIO_STATE, | ||||||
|  | 					 &set, sizeof(set)); | ||||||
|  | 	if (ret || set.gpio != 0) | ||||||
|  | 		dev_err(gc->parent, | ||||||
|  | 			"Failed to set GPIO %u state (%d %x)\n", off, ret, | ||||||
|  | 			set.gpio); | ||||||
|  | } | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | static int rpi_exp_gpio_probe(struct platform_device *pdev) | ||||||
|  | { | ||||||
|  | 	struct device *dev = &pdev->dev; | ||||||
|  | 	struct device_node *np = dev->of_node; | ||||||
|  | 	struct device_node *fw_node; | ||||||
|  | 	struct rpi_firmware *fw; | ||||||
|  | 	struct rpi_exp_gpio *rpi_gpio; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	fw_node = of_get_parent(np); | ||||||
|  | 	if (!fw_node) { | ||||||
|  | 		dev_err(dev, "Missing firmware node\n"); | ||||||
|  | 		return -ENOENT; | ||||||
|  | 	} | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	fw = rpi_firmware_get(fw_node); | ||||||
|  | 	if (!fw) | ||||||
|  | 		return -EPROBE_DEFER; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	rpi_gpio = devm_kzalloc(dev, sizeof(*rpi_gpio), GFP_KERNEL); | ||||||
|  | 	if (!rpi_gpio) | ||||||
|  | 		return -ENOMEM; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	rpi_gpio->fw = fw; | ||||||
|  | 	rpi_gpio->gc.parent = dev; | ||||||
|  | 	rpi_gpio->gc.label = MODULE_NAME; | ||||||
|  | 	rpi_gpio->gc.owner = THIS_MODULE; | ||||||
|  | 	rpi_gpio->gc.of_node = np; | ||||||
|  | 	rpi_gpio->gc.base = -1; | ||||||
|  | 	rpi_gpio->gc.ngpio = NUM_GPIO; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	rpi_gpio->gc.direction_input = rpi_exp_gpio_dir_in; | ||||||
|  | 	rpi_gpio->gc.direction_output = rpi_exp_gpio_dir_out; | ||||||
|  | 	rpi_gpio->gc.get_direction = rpi_exp_gpio_get_direction; | ||||||
|  | 	rpi_gpio->gc.get = rpi_exp_gpio_get; | ||||||
|  | 	rpi_gpio->gc.set = rpi_exp_gpio_set; | ||||||
|  | 	rpi_gpio->gc.can_sleep = true; | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | 	return devm_gpiochip_add_data(dev, &rpi_gpio->gc, rpi_gpio); | ||||||
|  | } | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | static const struct of_device_id rpi_exp_gpio_ids[] = { | ||||||
|  | 	{ .compatible = "raspberrypi,firmware-gpio" }, | ||||||
|  | 	{ } | ||||||
|  | }; | ||||||
|  | MODULE_DEVICE_TABLE(of, rpi_exp_gpio_ids); | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | static struct platform_driver rpi_exp_gpio_driver = { | ||||||
|  | 	.driver	= { | ||||||
|  | 		.name		= MODULE_NAME, | ||||||
|  | 		.of_match_table	= of_match_ptr(rpi_exp_gpio_ids), | ||||||
|  | 	}, | ||||||
|  | 	.probe	= rpi_exp_gpio_probe, | ||||||
|  | }; | ||||||
|  | module_platform_driver(rpi_exp_gpio_driver); | ||||||
|  | 
 | ||||||
|  | MODULE_LICENSE("GPL"); | ||||||
|  | MODULE_AUTHOR("Dave Stevenson <dave.stevenson@raspberrypi.org>"); | ||||||
|  | MODULE_DESCRIPTION("Raspberry Pi 3 expander GPIO driver"); | ||||||
|  | MODULE_ALIAS("platform:rpi-exp-gpio"); | ||||||
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	 Dave Stevenson
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