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gpio: 104-dio-48e: Implement and utilize register structures
authorWilliam Breathitt Gray <william.gray@linaro.org>
Wed, 20 Jul 2022 13:46:00 +0000 (09:46 -0400)
committerBartosz Golaszewski <brgl@bgdev.pl>
Wed, 20 Jul 2022 15:44:40 +0000 (17:44 +0200)
Reduce magic numbers and improve code readability by implementing and
utilizing named register data structures. The 104-DIO-48E device
features an Intel 8255 compatible GPIO interface, so the i8255 GPIO
module is selected and utilized as well.

Reviewed-by: Linus Walleij <linus.walleij@linaro.org>
Cc: John Hentges <jhentges@accesio.com>
Cc: Jay Dolan <jay.dolan@accesio.com>
Signed-off-by: William Breathitt Gray <william.gray@linaro.org>
Signed-off-by: Bartosz Golaszewski <brgl@bgdev.pl>
drivers/gpio/Kconfig
drivers/gpio/gpio-104-dio-48e.c

index df484b72000dfa14c9a4c8855c1471731eacd355..d070bd9f4f9438999ac86aebe591ebe0555eaba0 100644 (file)
@@ -841,6 +841,7 @@ config GPIO_104_DIO_48E
        depends on PC104
        select ISA_BUS_API
        select GPIOLIB_IRQCHIP
+       select GPIO_I8255
        help
          Enables GPIO support for the ACCES 104-DIO-48E series (104-DIO-48E,
          104-DIO-24E). The base port addresses for the devices may be
index f118ad9bcd33d29a79744a1276640f83b603eeee..a415518707596a9a11f38c352dd253e3c08ac188 100644 (file)
@@ -6,8 +6,7 @@
  * This driver supports the following ACCES devices: 104-DIO-48E and
  * 104-DIO-24E.
  */
-#include <linux/bitmap.h>
-#include <linux/bitops.h>
+#include <linux/bits.h>
 #include <linux/device.h>
 #include <linux/errno.h>
 #include <linux/gpio/driver.h>
 #include <linux/module.h>
 #include <linux/moduleparam.h>
 #include <linux/spinlock.h>
+#include <linux/types.h>
+
+#include "gpio-i8255.h"
+
+MODULE_IMPORT_NS(I8255);
 
 #define DIO48E_EXTENT 16
 #define MAX_NUM_DIO48E max_num_isa_dev(DIO48E_EXTENT)
@@ -33,34 +37,54 @@ static unsigned int irq[MAX_NUM_DIO48E];
 module_param_hw_array(irq, uint, irq, NULL, 0);
 MODULE_PARM_DESC(irq, "ACCES 104-DIO-48E interrupt line numbers");
 
+#define DIO48E_NUM_PPI 2
+
+/**
+ * struct dio48e_reg - device register structure
+ * @ppi:               Programmable Peripheral Interface groups
+ * @enable_buffer:     Enable/Disable Buffer groups
+ * @unused1:           Unused
+ * @enable_interrupt:  Write: Enable Interrupt
+ *                     Read: Disable Interrupt
+ * @unused2:           Unused
+ * @enable_counter:    Write: Enable Counter/Timer Addressing
+ *                     Read: Disable Counter/Timer Addressing
+ * @unused3:           Unused
+ * @clear_interrupt:   Clear Interrupt
+ */
+struct dio48e_reg {
+       struct i8255 ppi[DIO48E_NUM_PPI];
+       u8 enable_buffer[DIO48E_NUM_PPI];
+       u8 unused1;
+       u8 enable_interrupt;
+       u8 unused2;
+       u8 enable_counter;
+       u8 unused3;
+       u8 clear_interrupt;
+};
+
 /**
  * struct dio48e_gpio - GPIO device private data structure
- * @chip:      instance of the gpio_chip
- * @io_state:  bit I/O state (whether bit is set to input or output)
- * @out_state: output bits state
- * @control:   Control registers state
- * @lock:      synchronization lock to prevent I/O race conditions
- * @base:      base port address of the GPIO device
- * @irq_mask:  I/O bits affected by interrupts
+ * @chip:              instance of the gpio_chip
+ * @ppi_state:         PPI device states
+ * @lock:              synchronization lock to prevent I/O race conditions
+ * @reg:               I/O address offset for the device registers
+ * @irq_mask:          I/O bits affected by interrupts
  */
 struct dio48e_gpio {
        struct gpio_chip chip;
-       unsigned char io_state[6];
-       unsigned char out_state[6];
-       unsigned char control[2];
+       struct i8255_state ppi_state[DIO48E_NUM_PPI];
        raw_spinlock_t lock;
-       void __iomem *base;
+       struct dio48e_reg __iomem *reg;
        unsigned char irq_mask;
 };
 
 static int dio48e_gpio_get_direction(struct gpio_chip *chip, unsigned int offset)
 {
        struct dio48e_gpio *const dio48egpio = gpiochip_get_data(chip);
-       const unsigned int port = offset / 8;
-       const unsigned int mask = BIT(offset % 8);
 
-       if (dio48egpio->io_state[port] & mask)
-               return  GPIO_LINE_DIRECTION_IN;
+       if (i8255_get_direction(dio48egpio->ppi_state, offset))
+               return GPIO_LINE_DIRECTION_IN;
 
        return GPIO_LINE_DIRECTION_OUT;
 }
@@ -68,38 +92,9 @@ static int dio48e_gpio_get_direction(struct gpio_chip *chip, unsigned int offset
 static int dio48e_gpio_direction_input(struct gpio_chip *chip, unsigned int offset)
 {
        struct dio48e_gpio *const dio48egpio = gpiochip_get_data(chip);
-       const unsigned int io_port = offset / 8;
-       const unsigned int control_port = io_port / 3;
-       void __iomem *const control_addr = dio48egpio->base + 3 + control_port * 4;
-       unsigned long flags;
-       unsigned int control;
-
-       raw_spin_lock_irqsave(&dio48egpio->lock, flags);
 
-       /* Check if configuring Port C */
-       if (io_port == 2 || io_port == 5) {
-               /* Port C can be configured by nibble */
-               if (offset % 8 > 3) {
-                       dio48egpio->io_state[io_port] |= 0xF0;
-                       dio48egpio->control[control_port] |= BIT(3);
-               } else {
-                       dio48egpio->io_state[io_port] |= 0x0F;
-                       dio48egpio->control[control_port] |= BIT(0);
-               }
-       } else {
-               dio48egpio->io_state[io_port] |= 0xFF;
-               if (io_port == 0 || io_port == 3)
-                       dio48egpio->control[control_port] |= BIT(4);
-               else
-                       dio48egpio->control[control_port] |= BIT(1);
-       }
-
-       control = BIT(7) | dio48egpio->control[control_port];
-       iowrite8(control, control_addr);
-       control &= ~BIT(7);
-       iowrite8(control, control_addr);
-
-       raw_spin_unlock_irqrestore(&dio48egpio->lock, flags);
+       i8255_direction_input(dio48egpio->reg->ppi, dio48egpio->ppi_state,
+                             offset);
 
        return 0;
 }
@@ -108,48 +103,9 @@ static int dio48e_gpio_direction_output(struct gpio_chip *chip, unsigned int off
                                        int value)
 {
        struct dio48e_gpio *const dio48egpio = gpiochip_get_data(chip);
-       const unsigned int io_port = offset / 8;
-       const unsigned int control_port = io_port / 3;
-       const unsigned int mask = BIT(offset % 8);
-       void __iomem *const control_addr = dio48egpio->base + 3 + control_port * 4;
-       const unsigned int out_port = (io_port > 2) ? io_port + 1 : io_port;
-       unsigned long flags;
-       unsigned int control;
-
-       raw_spin_lock_irqsave(&dio48egpio->lock, flags);
-
-       /* Check if configuring Port C */
-       if (io_port == 2 || io_port == 5) {
-               /* Port C can be configured by nibble */
-               if (offset % 8 > 3) {
-                       dio48egpio->io_state[io_port] &= 0x0F;
-                       dio48egpio->control[control_port] &= ~BIT(3);
-               } else {
-                       dio48egpio->io_state[io_port] &= 0xF0;
-                       dio48egpio->control[control_port] &= ~BIT(0);
-               }
-       } else {
-               dio48egpio->io_state[io_port] &= 0x00;
-               if (io_port == 0 || io_port == 3)
-                       dio48egpio->control[control_port] &= ~BIT(4);
-               else
-                       dio48egpio->control[control_port] &= ~BIT(1);
-       }
-
-       if (value)
-               dio48egpio->out_state[io_port] |= mask;
-       else
-               dio48egpio->out_state[io_port] &= ~mask;
 
-       control = BIT(7) | dio48egpio->control[control_port];
-       iowrite8(control, control_addr);
-
-       iowrite8(dio48egpio->out_state[io_port], dio48egpio->base + out_port);
-
-       control &= ~BIT(7);
-       iowrite8(control, control_addr);
-
-       raw_spin_unlock_irqrestore(&dio48egpio->lock, flags);
+       i8255_direction_output(dio48egpio->reg->ppi, dio48egpio->ppi_state,
+                              offset, value);
 
        return 0;
 }
@@ -157,47 +113,16 @@ static int dio48e_gpio_direction_output(struct gpio_chip *chip, unsigned int off
 static int dio48e_gpio_get(struct gpio_chip *chip, unsigned int offset)
 {
        struct dio48e_gpio *const dio48egpio = gpiochip_get_data(chip);
-       const unsigned int port = offset / 8;
-       const unsigned int mask = BIT(offset % 8);
-       const unsigned int in_port = (port > 2) ? port + 1 : port;
-       unsigned long flags;
-       unsigned int port_state;
-
-       raw_spin_lock_irqsave(&dio48egpio->lock, flags);
 
-       /* ensure that GPIO is set for input */
-       if (!(dio48egpio->io_state[port] & mask)) {
-               raw_spin_unlock_irqrestore(&dio48egpio->lock, flags);
-               return -EINVAL;
-       }
-
-       port_state = ioread8(dio48egpio->base + in_port);
-
-       raw_spin_unlock_irqrestore(&dio48egpio->lock, flags);
-
-       return !!(port_state & mask);
+       return i8255_get(dio48egpio->reg->ppi, offset);
 }
 
-static const size_t ports[] = { 0, 1, 2, 4, 5, 6 };
-
 static int dio48e_gpio_get_multiple(struct gpio_chip *chip, unsigned long *mask,
        unsigned long *bits)
 {
        struct dio48e_gpio *const dio48egpio = gpiochip_get_data(chip);
-       unsigned long offset;
-       unsigned long gpio_mask;
-       void __iomem *port_addr;
-       unsigned long port_state;
 
-       /* clear bits array to a clean slate */
-       bitmap_zero(bits, chip->ngpio);
-
-       for_each_set_clump8(offset, gpio_mask, mask, ARRAY_SIZE(ports) * 8) {
-               port_addr = dio48egpio->base + ports[offset / 8];
-               port_state = ioread8(port_addr) & gpio_mask;
-
-               bitmap_set_value8(bits, port_state, offset);
-       }
+       i8255_get_multiple(dio48egpio->reg->ppi, mask, bits, chip->ngpio);
 
        return 0;
 }
@@ -205,49 +130,17 @@ static int dio48e_gpio_get_multiple(struct gpio_chip *chip, unsigned long *mask,
 static void dio48e_gpio_set(struct gpio_chip *chip, unsigned int offset, int value)
 {
        struct dio48e_gpio *const dio48egpio = gpiochip_get_data(chip);
-       const unsigned int port = offset / 8;
-       const unsigned int mask = BIT(offset % 8);
-       const unsigned int out_port = (port > 2) ? port + 1 : port;
-       unsigned long flags;
 
-       raw_spin_lock_irqsave(&dio48egpio->lock, flags);
-
-       if (value)
-               dio48egpio->out_state[port] |= mask;
-       else
-               dio48egpio->out_state[port] &= ~mask;
-
-       iowrite8(dio48egpio->out_state[port], dio48egpio->base + out_port);
-
-       raw_spin_unlock_irqrestore(&dio48egpio->lock, flags);
+       i8255_set(dio48egpio->reg->ppi, dio48egpio->ppi_state, offset, value);
 }
 
 static void dio48e_gpio_set_multiple(struct gpio_chip *chip,
        unsigned long *mask, unsigned long *bits)
 {
        struct dio48e_gpio *const dio48egpio = gpiochip_get_data(chip);
-       unsigned long offset;
-       unsigned long gpio_mask;
-       size_t index;
-       void __iomem *port_addr;
-       unsigned long bitmask;
-       unsigned long flags;
-
-       for_each_set_clump8(offset, gpio_mask, mask, ARRAY_SIZE(ports) * 8) {
-               index = offset / 8;
-               port_addr = dio48egpio->base + ports[index];
-
-               bitmask = bitmap_get_value8(bits, offset) & gpio_mask;
-
-               raw_spin_lock_irqsave(&dio48egpio->lock, flags);
 
-               /* update output state data and set device gpio register */
-               dio48egpio->out_state[index] &= ~gpio_mask;
-               dio48egpio->out_state[index] |= bitmask;
-               iowrite8(dio48egpio->out_state[index], port_addr);
-
-               raw_spin_unlock_irqrestore(&dio48egpio->lock, flags);
-       }
+       i8255_set_multiple(dio48egpio->reg->ppi, dio48egpio->ppi_state, mask,
+                          bits, chip->ngpio);
 }
 
 static void dio48e_irq_ack(struct irq_data *data)
@@ -274,7 +167,7 @@ static void dio48e_irq_mask(struct irq_data *data)
 
        if (!dio48egpio->irq_mask)
                /* disable interrupts */
-               ioread8(dio48egpio->base + 0xB);
+               ioread8(&dio48egpio->reg->enable_interrupt);
 
        raw_spin_unlock_irqrestore(&dio48egpio->lock, flags);
 }
@@ -294,8 +187,8 @@ static void dio48e_irq_unmask(struct irq_data *data)
 
        if (!dio48egpio->irq_mask) {
                /* enable interrupts */
-               iowrite8(0x00, dio48egpio->base + 0xF);
-               iowrite8(0x00, dio48egpio->base + 0xB);
+               iowrite8(0x00, &dio48egpio->reg->clear_interrupt);
+               iowrite8(0x00, &dio48egpio->reg->enable_interrupt);
        }
 
        if (offset == 19)
@@ -341,7 +234,7 @@ static irqreturn_t dio48e_irq_handler(int irq, void *dev_id)
 
        raw_spin_lock(&dio48egpio->lock);
 
-       iowrite8(0x00, dio48egpio->base + 0xF);
+       iowrite8(0x00, &dio48egpio->reg->clear_interrupt);
 
        raw_spin_unlock(&dio48egpio->lock);
 
@@ -373,11 +266,26 @@ static int dio48e_irq_init_hw(struct gpio_chip *gc)
        struct dio48e_gpio *const dio48egpio = gpiochip_get_data(gc);
 
        /* Disable IRQ by default */
-       ioread8(dio48egpio->base + 0xB);
+       ioread8(&dio48egpio->reg->enable_interrupt);
 
        return 0;
 }
 
+static void dio48e_init_ppi(struct i8255 __iomem *const ppi,
+                           struct i8255_state *const ppi_state)
+{
+       const unsigned long ngpio = 24;
+       const unsigned long mask = GENMASK(ngpio - 1, 0);
+       const unsigned long bits = 0;
+       unsigned long i;
+
+       /* Initialize all GPIO to output 0 */
+       for (i = 0; i < DIO48E_NUM_PPI; i++) {
+               i8255_mode0_output(&ppi[i]);
+               i8255_set_multiple(&ppi[i], &ppi_state[i], &mask, &bits, ngpio);
+       }
+}
+
 static int dio48e_probe(struct device *dev, unsigned int id)
 {
        struct dio48e_gpio *dio48egpio;
@@ -395,8 +303,8 @@ static int dio48e_probe(struct device *dev, unsigned int id)
                return -EBUSY;
        }
 
-       dio48egpio->base = devm_ioport_map(dev, base[id], DIO48E_EXTENT);
-       if (!dio48egpio->base)
+       dio48egpio->reg = devm_ioport_map(dev, base[id], DIO48E_EXTENT);
+       if (!dio48egpio->reg)
                return -ENOMEM;
 
        dio48egpio->chip.label = name;
@@ -425,17 +333,8 @@ static int dio48e_probe(struct device *dev, unsigned int id)
 
        raw_spin_lock_init(&dio48egpio->lock);
 
-       /* initialize all GPIO as output */
-       iowrite8(0x80, dio48egpio->base + 3);
-       iowrite8(0x00, dio48egpio->base);
-       iowrite8(0x00, dio48egpio->base + 1);
-       iowrite8(0x00, dio48egpio->base + 2);
-       iowrite8(0x00, dio48egpio->base + 3);
-       iowrite8(0x80, dio48egpio->base + 7);
-       iowrite8(0x00, dio48egpio->base + 4);
-       iowrite8(0x00, dio48egpio->base + 5);
-       iowrite8(0x00, dio48egpio->base + 6);
-       iowrite8(0x00, dio48egpio->base + 7);
+       i8255_state_init(dio48egpio->ppi_state, DIO48E_NUM_PPI);
+       dio48e_init_ppi(dio48egpio->reg->ppi, dio48egpio->ppi_state);
 
        err = devm_gpiochip_add_data(dev, &dio48egpio->chip, dio48egpio);
        if (err) {