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synced 2024-11-29 15:14:18 +08:00
gpio: Add virtio-gpio driver
This patch adds a new driver for Virtio based GPIO devices. This allows a guest VM running Linux to access GPIO lines provided by the host. It supports all basic operations, except interrupts for the GPIO lines. Based on the initial work posted by: "Enrico Weigelt, metux IT consult" <lkml@metux.net>. Reviewed-by: Linus Walleij <linus.walleij@linaro.org> Signed-off-by: Viresh Kumar <viresh.kumar@linaro.org> Signed-off-by: Bartosz Golaszewski <bgolaszewski@baylibre.com>
This commit is contained in:
parent
d0ef631d40
commit
3a29355a22
@ -19647,6 +19647,13 @@ F: Documentation/filesystems/virtiofs.rst
|
||||
F: fs/fuse/virtio_fs.c
|
||||
F: include/uapi/linux/virtio_fs.h
|
||||
|
||||
VIRTIO GPIO DRIVER
|
||||
M: Enrico Weigelt, metux IT consult <info@metux.net>
|
||||
M: Viresh Kumar <vireshk@kernel.org>
|
||||
S: Maintained
|
||||
F: drivers/gpio/gpio-virtio.c
|
||||
F: include/uapi/linux/virtio_gpio.h
|
||||
|
||||
VIRTIO GPU DRIVER
|
||||
M: David Airlie <airlied@linux.ie>
|
||||
M: Gerd Hoffmann <kraxel@redhat.com>
|
||||
|
@ -1669,6 +1669,15 @@ config GPIO_MOCKUP
|
||||
tools/testing/selftests/gpio/gpio-mockup.sh. Reference the usage in
|
||||
it.
|
||||
|
||||
config GPIO_VIRTIO
|
||||
tristate "VirtIO GPIO support"
|
||||
depends on VIRTIO
|
||||
help
|
||||
Say Y here to enable guest support for virtio-based GPIO controllers.
|
||||
|
||||
These virtual GPIOs can be routed to real GPIOs or attached to
|
||||
simulators on the host (like QEMU).
|
||||
|
||||
endmenu
|
||||
|
||||
endif
|
||||
|
@ -165,6 +165,7 @@ obj-$(CONFIG_GPIO_UCB1400) += gpio-ucb1400.o
|
||||
obj-$(CONFIG_GPIO_UNIPHIER) += gpio-uniphier.o
|
||||
obj-$(CONFIG_GPIO_VF610) += gpio-vf610.o
|
||||
obj-$(CONFIG_GPIO_VIPERBOARD) += gpio-viperboard.o
|
||||
obj-$(CONFIG_GPIO_VIRTIO) += gpio-virtio.o
|
||||
obj-$(CONFIG_GPIO_VISCONTI) += gpio-visconti.o
|
||||
obj-$(CONFIG_GPIO_VR41XX) += gpio-vr41xx.o
|
||||
obj-$(CONFIG_GPIO_VX855) += gpio-vx855.o
|
||||
|
375
drivers/gpio/gpio-virtio.c
Normal file
375
drivers/gpio/gpio-virtio.c
Normal file
@ -0,0 +1,375 @@
|
||||
// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
|
||||
/*
|
||||
* GPIO driver for virtio-based virtual GPIO controllers
|
||||
*
|
||||
* Copyright (C) 2021 metux IT consult
|
||||
* Enrico Weigelt, metux IT consult <info@metux.net>
|
||||
*
|
||||
* Copyright (C) 2021 Linaro.
|
||||
* Viresh Kumar <viresh.kumar@linaro.org>
|
||||
*/
|
||||
|
||||
#include <linux/completion.h>
|
||||
#include <linux/err.h>
|
||||
#include <linux/gpio/driver.h>
|
||||
#include <linux/io.h>
|
||||
#include <linux/kernel.h>
|
||||
#include <linux/module.h>
|
||||
#include <linux/mutex.h>
|
||||
#include <linux/virtio_config.h>
|
||||
#include <uapi/linux/virtio_gpio.h>
|
||||
#include <uapi/linux/virtio_ids.h>
|
||||
|
||||
struct virtio_gpio_line {
|
||||
struct mutex lock; /* Protects line operation */
|
||||
struct completion completion;
|
||||
struct virtio_gpio_request req ____cacheline_aligned;
|
||||
struct virtio_gpio_response res ____cacheline_aligned;
|
||||
unsigned int rxlen;
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct virtio_gpio {
|
||||
struct virtio_device *vdev;
|
||||
struct mutex lock; /* Protects virtqueue operation */
|
||||
struct gpio_chip gc;
|
||||
struct virtio_gpio_config config;
|
||||
struct virtio_gpio_line *lines;
|
||||
struct virtqueue *request_vq;
|
||||
};
|
||||
|
||||
static int _virtio_gpio_req(struct virtio_gpio *vgpio, u16 type, u16 gpio,
|
||||
u8 txvalue, u8 *rxvalue, void *response, u32 rxlen)
|
||||
{
|
||||
struct virtio_gpio_line *line = &vgpio->lines[gpio];
|
||||
struct virtio_gpio_request *req = &line->req;
|
||||
struct virtio_gpio_response *res = response;
|
||||
struct scatterlist *sgs[2], req_sg, res_sg;
|
||||
struct device *dev = &vgpio->vdev->dev;
|
||||
int ret;
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Prevent concurrent requests for the same line since we have
|
||||
* pre-allocated request/response buffers for each GPIO line. Moreover
|
||||
* Linux always accesses a GPIO line sequentially, so this locking shall
|
||||
* always go through without any delays.
|
||||
*/
|
||||
mutex_lock(&line->lock);
|
||||
|
||||
req->type = cpu_to_le16(type);
|
||||
req->gpio = cpu_to_le16(gpio);
|
||||
req->value = txvalue;
|
||||
|
||||
sg_init_one(&req_sg, req, sizeof(*req));
|
||||
sg_init_one(&res_sg, res, rxlen);
|
||||
sgs[0] = &req_sg;
|
||||
sgs[1] = &res_sg;
|
||||
|
||||
line->rxlen = 0;
|
||||
reinit_completion(&line->completion);
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Virtqueue callers need to ensure they don't call its APIs with other
|
||||
* virtqueue operations at the same time.
|
||||
*/
|
||||
mutex_lock(&vgpio->lock);
|
||||
ret = virtqueue_add_sgs(vgpio->request_vq, sgs, 1, 1, line, GFP_KERNEL);
|
||||
if (ret) {
|
||||
dev_err(dev, "failed to add request to vq\n");
|
||||
mutex_unlock(&vgpio->lock);
|
||||
goto out;
|
||||
}
|
||||
|
||||
virtqueue_kick(vgpio->request_vq);
|
||||
mutex_unlock(&vgpio->lock);
|
||||
|
||||
if (!wait_for_completion_timeout(&line->completion, HZ)) {
|
||||
dev_err(dev, "GPIO operation timed out\n");
|
||||
ret = -ETIMEDOUT;
|
||||
goto out;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (unlikely(res->status != VIRTIO_GPIO_STATUS_OK)) {
|
||||
dev_err(dev, "GPIO request failed: %d\n", gpio);
|
||||
ret = -EINVAL;
|
||||
goto out;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (unlikely(line->rxlen != rxlen)) {
|
||||
dev_err(dev, "GPIO operation returned incorrect len (%u : %u)\n",
|
||||
rxlen, line->rxlen);
|
||||
ret = -EINVAL;
|
||||
goto out;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (rxvalue)
|
||||
*rxvalue = res->value;
|
||||
|
||||
out:
|
||||
mutex_unlock(&line->lock);
|
||||
return ret;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int virtio_gpio_req(struct virtio_gpio *vgpio, u16 type, u16 gpio,
|
||||
u8 txvalue, u8 *rxvalue)
|
||||
{
|
||||
struct virtio_gpio_line *line = &vgpio->lines[gpio];
|
||||
struct virtio_gpio_response *res = &line->res;
|
||||
|
||||
return _virtio_gpio_req(vgpio, type, gpio, txvalue, rxvalue, res,
|
||||
sizeof(*res));
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void virtio_gpio_free(struct gpio_chip *gc, unsigned int gpio)
|
||||
{
|
||||
struct virtio_gpio *vgpio = gpiochip_get_data(gc);
|
||||
|
||||
virtio_gpio_req(vgpio, VIRTIO_GPIO_MSG_SET_DIRECTION, gpio,
|
||||
VIRTIO_GPIO_DIRECTION_NONE, NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int virtio_gpio_get_direction(struct gpio_chip *gc, unsigned int gpio)
|
||||
{
|
||||
struct virtio_gpio *vgpio = gpiochip_get_data(gc);
|
||||
u8 direction;
|
||||
int ret;
|
||||
|
||||
ret = virtio_gpio_req(vgpio, VIRTIO_GPIO_MSG_GET_DIRECTION, gpio, 0,
|
||||
&direction);
|
||||
if (ret)
|
||||
return ret;
|
||||
|
||||
switch (direction) {
|
||||
case VIRTIO_GPIO_DIRECTION_IN:
|
||||
return GPIO_LINE_DIRECTION_IN;
|
||||
case VIRTIO_GPIO_DIRECTION_OUT:
|
||||
return GPIO_LINE_DIRECTION_OUT;
|
||||
default:
|
||||
return -EINVAL;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int virtio_gpio_direction_input(struct gpio_chip *gc, unsigned int gpio)
|
||||
{
|
||||
struct virtio_gpio *vgpio = gpiochip_get_data(gc);
|
||||
|
||||
return virtio_gpio_req(vgpio, VIRTIO_GPIO_MSG_SET_DIRECTION, gpio,
|
||||
VIRTIO_GPIO_DIRECTION_IN, NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int virtio_gpio_direction_output(struct gpio_chip *gc, unsigned int gpio,
|
||||
int value)
|
||||
{
|
||||
struct virtio_gpio *vgpio = gpiochip_get_data(gc);
|
||||
int ret;
|
||||
|
||||
ret = virtio_gpio_req(vgpio, VIRTIO_GPIO_MSG_SET_VALUE, gpio, value, NULL);
|
||||
if (ret)
|
||||
return ret;
|
||||
|
||||
return virtio_gpio_req(vgpio, VIRTIO_GPIO_MSG_SET_DIRECTION, gpio,
|
||||
VIRTIO_GPIO_DIRECTION_OUT, NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int virtio_gpio_get(struct gpio_chip *gc, unsigned int gpio)
|
||||
{
|
||||
struct virtio_gpio *vgpio = gpiochip_get_data(gc);
|
||||
u8 value;
|
||||
int ret;
|
||||
|
||||
ret = virtio_gpio_req(vgpio, VIRTIO_GPIO_MSG_GET_VALUE, gpio, 0, &value);
|
||||
return ret ? ret : value;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void virtio_gpio_set(struct gpio_chip *gc, unsigned int gpio, int value)
|
||||
{
|
||||
struct virtio_gpio *vgpio = gpiochip_get_data(gc);
|
||||
|
||||
virtio_gpio_req(vgpio, VIRTIO_GPIO_MSG_SET_VALUE, gpio, value, NULL);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void virtio_gpio_request_vq(struct virtqueue *vq)
|
||||
{
|
||||
struct virtio_gpio_line *line;
|
||||
unsigned int len;
|
||||
|
||||
do {
|
||||
line = virtqueue_get_buf(vq, &len);
|
||||
if (!line)
|
||||
return;
|
||||
|
||||
line->rxlen = len;
|
||||
complete(&line->completion);
|
||||
} while (1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void virtio_gpio_free_vqs(struct virtio_device *vdev)
|
||||
{
|
||||
vdev->config->reset(vdev);
|
||||
vdev->config->del_vqs(vdev);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int virtio_gpio_alloc_vqs(struct virtio_gpio *vgpio,
|
||||
struct virtio_device *vdev)
|
||||
{
|
||||
const char * const names[] = { "requestq" };
|
||||
vq_callback_t *cbs[] = {
|
||||
virtio_gpio_request_vq,
|
||||
};
|
||||
struct virtqueue *vqs[1] = { NULL };
|
||||
int ret;
|
||||
|
||||
ret = virtio_find_vqs(vdev, 1, vqs, cbs, names, NULL);
|
||||
if (ret) {
|
||||
dev_err(&vdev->dev, "failed to find vqs: %d\n", ret);
|
||||
return ret;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (!vqs[0]) {
|
||||
dev_err(&vdev->dev, "failed to find requestq vq\n");
|
||||
return -ENODEV;
|
||||
}
|
||||
vgpio->request_vq = vqs[0];
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static const char **virtio_gpio_get_names(struct virtio_gpio *vgpio)
|
||||
{
|
||||
struct virtio_gpio_config *config = &vgpio->config;
|
||||
struct virtio_gpio_response_get_names *res;
|
||||
struct device *dev = &vgpio->vdev->dev;
|
||||
u8 *gpio_names, *str;
|
||||
const char **names;
|
||||
int i, ret, len;
|
||||
|
||||
if (!config->gpio_names_size)
|
||||
return NULL;
|
||||
|
||||
len = sizeof(*res) + config->gpio_names_size;
|
||||
res = devm_kzalloc(dev, len, GFP_KERNEL);
|
||||
if (!res)
|
||||
return NULL;
|
||||
gpio_names = res->value;
|
||||
|
||||
ret = _virtio_gpio_req(vgpio, VIRTIO_GPIO_MSG_GET_NAMES, 0, 0, NULL,
|
||||
res, len);
|
||||
if (ret) {
|
||||
dev_err(dev, "Failed to get GPIO names: %d\n", ret);
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
names = devm_kcalloc(dev, config->ngpio, sizeof(*names), GFP_KERNEL);
|
||||
if (!names)
|
||||
return NULL;
|
||||
|
||||
/* NULL terminate the string instead of checking it */
|
||||
gpio_names[config->gpio_names_size - 1] = '\0';
|
||||
|
||||
for (i = 0, str = gpio_names; i < config->ngpio; i++) {
|
||||
names[i] = str;
|
||||
str += strlen(str) + 1; /* zero-length strings are allowed */
|
||||
|
||||
if (str > gpio_names + config->gpio_names_size) {
|
||||
dev_err(dev, "gpio_names block is too short (%d)\n", i);
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return names;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int virtio_gpio_probe(struct virtio_device *vdev)
|
||||
{
|
||||
struct virtio_gpio_config *config;
|
||||
struct device *dev = &vdev->dev;
|
||||
struct virtio_gpio *vgpio;
|
||||
int ret, i;
|
||||
|
||||
vgpio = devm_kzalloc(dev, sizeof(*vgpio), GFP_KERNEL);
|
||||
if (!vgpio)
|
||||
return -ENOMEM;
|
||||
|
||||
config = &vgpio->config;
|
||||
|
||||
/* Read configuration */
|
||||
virtio_cread_bytes(vdev, 0, config, sizeof(*config));
|
||||
config->gpio_names_size = le32_to_cpu(config->gpio_names_size);
|
||||
config->ngpio = le16_to_cpu(config->ngpio);
|
||||
if (!config->ngpio) {
|
||||
dev_err(dev, "Number of GPIOs can't be zero\n");
|
||||
return -EINVAL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
vgpio->lines = devm_kcalloc(dev, config->ngpio, sizeof(*vgpio->lines), GFP_KERNEL);
|
||||
if (!vgpio->lines)
|
||||
return -ENOMEM;
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < config->ngpio; i++) {
|
||||
mutex_init(&vgpio->lines[i].lock);
|
||||
init_completion(&vgpio->lines[i].completion);
|
||||
}
|
||||
|
||||
mutex_init(&vgpio->lock);
|
||||
vdev->priv = vgpio;
|
||||
|
||||
vgpio->vdev = vdev;
|
||||
vgpio->gc.free = virtio_gpio_free;
|
||||
vgpio->gc.get_direction = virtio_gpio_get_direction;
|
||||
vgpio->gc.direction_input = virtio_gpio_direction_input;
|
||||
vgpio->gc.direction_output = virtio_gpio_direction_output;
|
||||
vgpio->gc.get = virtio_gpio_get;
|
||||
vgpio->gc.set = virtio_gpio_set;
|
||||
vgpio->gc.ngpio = config->ngpio;
|
||||
vgpio->gc.base = -1; /* Allocate base dynamically */
|
||||
vgpio->gc.label = dev_name(dev);
|
||||
vgpio->gc.parent = dev;
|
||||
vgpio->gc.owner = THIS_MODULE;
|
||||
vgpio->gc.can_sleep = true;
|
||||
|
||||
ret = virtio_gpio_alloc_vqs(vgpio, vdev);
|
||||
if (ret)
|
||||
return ret;
|
||||
|
||||
/* Mark the device ready to perform operations from within probe() */
|
||||
virtio_device_ready(vdev);
|
||||
|
||||
vgpio->gc.names = virtio_gpio_get_names(vgpio);
|
||||
|
||||
ret = gpiochip_add_data(&vgpio->gc, vgpio);
|
||||
if (ret) {
|
||||
virtio_gpio_free_vqs(vdev);
|
||||
dev_err(dev, "Failed to add virtio-gpio controller\n");
|
||||
}
|
||||
|
||||
return ret;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void virtio_gpio_remove(struct virtio_device *vdev)
|
||||
{
|
||||
struct virtio_gpio *vgpio = vdev->priv;
|
||||
|
||||
gpiochip_remove(&vgpio->gc);
|
||||
virtio_gpio_free_vqs(vdev);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static const struct virtio_device_id id_table[] = {
|
||||
{ VIRTIO_ID_GPIO, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
|
||||
{},
|
||||
};
|
||||
MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
|
||||
|
||||
static struct virtio_driver virtio_gpio_driver = {
|
||||
.id_table = id_table,
|
||||
.probe = virtio_gpio_probe,
|
||||
.remove = virtio_gpio_remove,
|
||||
.driver = {
|
||||
.name = KBUILD_MODNAME,
|
||||
.owner = THIS_MODULE,
|
||||
},
|
||||
};
|
||||
module_virtio_driver(virtio_gpio_driver);
|
||||
|
||||
MODULE_AUTHOR("Enrico Weigelt, metux IT consult <info@metux.net>");
|
||||
MODULE_AUTHOR("Viresh Kumar <viresh.kumar@linaro.org>");
|
||||
MODULE_DESCRIPTION("VirtIO GPIO driver");
|
||||
MODULE_LICENSE("GPL");
|
47
include/uapi/linux/virtio_gpio.h
Normal file
47
include/uapi/linux/virtio_gpio.h
Normal file
@ -0,0 +1,47 @@
|
||||
/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 WITH Linux-syscall-note */
|
||||
|
||||
#ifndef _LINUX_VIRTIO_GPIO_H
|
||||
#define _LINUX_VIRTIO_GPIO_H
|
||||
|
||||
#include <linux/types.h>
|
||||
|
||||
/* Virtio GPIO request types */
|
||||
#define VIRTIO_GPIO_MSG_GET_NAMES 0x0001
|
||||
#define VIRTIO_GPIO_MSG_GET_DIRECTION 0x0002
|
||||
#define VIRTIO_GPIO_MSG_SET_DIRECTION 0x0003
|
||||
#define VIRTIO_GPIO_MSG_GET_VALUE 0x0004
|
||||
#define VIRTIO_GPIO_MSG_SET_VALUE 0x0005
|
||||
|
||||
/* Possible values of the status field */
|
||||
#define VIRTIO_GPIO_STATUS_OK 0x0
|
||||
#define VIRTIO_GPIO_STATUS_ERR 0x1
|
||||
|
||||
/* Direction types */
|
||||
#define VIRTIO_GPIO_DIRECTION_NONE 0x00
|
||||
#define VIRTIO_GPIO_DIRECTION_OUT 0x01
|
||||
#define VIRTIO_GPIO_DIRECTION_IN 0x02
|
||||
|
||||
struct virtio_gpio_config {
|
||||
__u16 ngpio;
|
||||
__u8 padding[2];
|
||||
__u32 gpio_names_size;
|
||||
} __packed;
|
||||
|
||||
/* Virtio GPIO Request / Response */
|
||||
struct virtio_gpio_request {
|
||||
__u16 type;
|
||||
__u16 gpio;
|
||||
__u32 value;
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct virtio_gpio_response {
|
||||
__u8 status;
|
||||
__u8 value;
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct virtio_gpio_response_get_names {
|
||||
__u8 status;
|
||||
__u8 value[];
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};
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#endif /* _LINUX_VIRTIO_GPIO_H */
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@ -56,6 +56,7 @@
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#define VIRTIO_ID_PMEM 27 /* virtio pmem */
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#define VIRTIO_ID_MAC80211_HWSIM 29 /* virtio mac80211-hwsim */
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#define VIRTIO_ID_BT 40 /* virtio bluetooth */
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#define VIRTIO_ID_GPIO 41 /* virtio gpio */
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/*
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* Virtio Transitional IDs
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