xref: /qemu/hw/i2c/i2c_mux_pca954x.c (revision b21e2380376c470900fcadf47507f4d5ade75e85)
1065177eeSPatrick Venture /*
2065177eeSPatrick Venture  * I2C multiplexer for PCA954x series of I2C multiplexer/switch chips.
3065177eeSPatrick Venture  *
4065177eeSPatrick Venture  * Copyright 2021 Google LLC
5065177eeSPatrick Venture  *
6065177eeSPatrick Venture  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
7065177eeSPatrick Venture  * under the terms of the GNU General Public License as published by the
8065177eeSPatrick Venture  * Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9065177eeSPatrick Venture  * (at your option) any later version.
10065177eeSPatrick Venture  *
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12065177eeSPatrick Venture  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13065177eeSPatrick Venture  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License
14065177eeSPatrick Venture  * for more details.
15065177eeSPatrick Venture  */
16065177eeSPatrick Venture 
17065177eeSPatrick Venture #include "qemu/osdep.h"
18065177eeSPatrick Venture #include "qapi/error.h"
19065177eeSPatrick Venture #include "hw/i2c/i2c.h"
20065177eeSPatrick Venture #include "hw/i2c/i2c_mux_pca954x.h"
21065177eeSPatrick Venture #include "hw/i2c/smbus_slave.h"
22065177eeSPatrick Venture #include "hw/qdev-core.h"
23065177eeSPatrick Venture #include "hw/sysbus.h"
24065177eeSPatrick Venture #include "qemu/log.h"
25065177eeSPatrick Venture #include "qemu/module.h"
26065177eeSPatrick Venture #include "qemu/queue.h"
27065177eeSPatrick Venture #include "qom/object.h"
28065177eeSPatrick Venture #include "trace.h"
29065177eeSPatrick Venture 
30065177eeSPatrick Venture #define PCA9548_CHANNEL_COUNT 8
31065177eeSPatrick Venture #define PCA9546_CHANNEL_COUNT 4
32065177eeSPatrick Venture 
33065177eeSPatrick Venture /*
34065177eeSPatrick Venture  * struct Pca954xState - The pca954x state object.
35065177eeSPatrick Venture  * @control: The value written to the mux control.
36065177eeSPatrick Venture  * @channel: The set of i2c channel buses that act as channels which own the
37065177eeSPatrick Venture  * i2c children.
38065177eeSPatrick Venture  */
39065177eeSPatrick Venture typedef struct Pca954xState {
40065177eeSPatrick Venture     SMBusDevice parent;
41065177eeSPatrick Venture 
42065177eeSPatrick Venture     uint8_t control;
43065177eeSPatrick Venture 
44d8bdf979SPatrick Venture     bool enabled[PCA9548_CHANNEL_COUNT];
45d8bdf979SPatrick Venture     I2CBus *bus[PCA9548_CHANNEL_COUNT];
46065177eeSPatrick Venture } Pca954xState;
47065177eeSPatrick Venture 
48065177eeSPatrick Venture /*
49065177eeSPatrick Venture  * struct Pca954xClass - The pca954x class object.
50065177eeSPatrick Venture  * @nchans: The number of i2c channels this device has.
51065177eeSPatrick Venture  */
52065177eeSPatrick Venture typedef struct Pca954xClass {
53065177eeSPatrick Venture     SMBusDeviceClass parent;
54065177eeSPatrick Venture 
55065177eeSPatrick Venture     uint8_t nchans;
56065177eeSPatrick Venture } Pca954xClass;
57065177eeSPatrick Venture 
58065177eeSPatrick Venture #define TYPE_PCA954X "pca954x"
59065177eeSPatrick Venture OBJECT_DECLARE_TYPE(Pca954xState, Pca954xClass, PCA954X)
60065177eeSPatrick Venture 
61065177eeSPatrick Venture /*
62065177eeSPatrick Venture  * For each channel, if it's enabled, recursively call match on those children.
63065177eeSPatrick Venture  */
64065177eeSPatrick Venture static bool pca954x_match(I2CSlave *candidate, uint8_t address,
65065177eeSPatrick Venture                           bool broadcast,
66065177eeSPatrick Venture                           I2CNodeList *current_devs)
67065177eeSPatrick Venture {
68065177eeSPatrick Venture     Pca954xState *mux = PCA954X(candidate);
69065177eeSPatrick Venture     Pca954xClass *mc = PCA954X_GET_CLASS(mux);
70065177eeSPatrick Venture     int i;
71065177eeSPatrick Venture 
72065177eeSPatrick Venture     /* They are talking to the mux itself (or all devices enabled). */
73065177eeSPatrick Venture     if ((candidate->address == address) || broadcast) {
74*b21e2380SMarkus Armbruster         I2CNode *node = g_new(struct I2CNode, 1);
75065177eeSPatrick Venture         node->elt = candidate;
76065177eeSPatrick Venture         QLIST_INSERT_HEAD(current_devs, node, next);
77065177eeSPatrick Venture         if (!broadcast) {
78065177eeSPatrick Venture             return true;
79065177eeSPatrick Venture         }
80065177eeSPatrick Venture     }
81065177eeSPatrick Venture 
82065177eeSPatrick Venture     for (i = 0; i < mc->nchans; i++) {
83d8bdf979SPatrick Venture         if (!mux->enabled[i]) {
84065177eeSPatrick Venture             continue;
85065177eeSPatrick Venture         }
86065177eeSPatrick Venture 
87d8bdf979SPatrick Venture         if (i2c_scan_bus(mux->bus[i], address, broadcast,
88065177eeSPatrick Venture                          current_devs)) {
89065177eeSPatrick Venture             if (!broadcast) {
90065177eeSPatrick Venture                 return true;
91065177eeSPatrick Venture             }
92065177eeSPatrick Venture         }
93065177eeSPatrick Venture     }
94065177eeSPatrick Venture 
95065177eeSPatrick Venture     /* If we arrived here we didn't find a match, return broadcast. */
96065177eeSPatrick Venture     return broadcast;
97065177eeSPatrick Venture }
98065177eeSPatrick Venture 
99065177eeSPatrick Venture static void pca954x_enable_channel(Pca954xState *s, uint8_t enable_mask)
100065177eeSPatrick Venture {
101065177eeSPatrick Venture     Pca954xClass *mc = PCA954X_GET_CLASS(s);
102065177eeSPatrick Venture     int i;
103065177eeSPatrick Venture 
104065177eeSPatrick Venture     /*
105065177eeSPatrick Venture      * For each channel, check if their bit is set in enable_mask and if yes,
106065177eeSPatrick Venture      * enable it, otherwise disable, hide it.
107065177eeSPatrick Venture      */
108065177eeSPatrick Venture     for (i = 0; i < mc->nchans; i++) {
109065177eeSPatrick Venture         if (enable_mask & (1 << i)) {
110d8bdf979SPatrick Venture             s->enabled[i] = true;
111065177eeSPatrick Venture         } else {
112d8bdf979SPatrick Venture             s->enabled[i] = false;
113065177eeSPatrick Venture         }
114065177eeSPatrick Venture     }
115065177eeSPatrick Venture }
116065177eeSPatrick Venture 
117065177eeSPatrick Venture static void pca954x_write(Pca954xState *s, uint8_t data)
118065177eeSPatrick Venture {
119065177eeSPatrick Venture     s->control = data;
120065177eeSPatrick Venture     pca954x_enable_channel(s, data);
121065177eeSPatrick Venture 
122065177eeSPatrick Venture     trace_pca954x_write_bytes(data);
123065177eeSPatrick Venture }
124065177eeSPatrick Venture 
125065177eeSPatrick Venture static int pca954x_write_data(SMBusDevice *d, uint8_t *buf, uint8_t len)
126065177eeSPatrick Venture {
127065177eeSPatrick Venture     Pca954xState *s = PCA954X(d);
128065177eeSPatrick Venture 
129065177eeSPatrick Venture     if (len == 0) {
130065177eeSPatrick Venture         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: writing empty data\n", __func__);
131065177eeSPatrick Venture         return -1;
132065177eeSPatrick Venture     }
133065177eeSPatrick Venture 
134065177eeSPatrick Venture     /*
135065177eeSPatrick Venture      * len should be 1, because they write one byte to enable/disable channels.
136065177eeSPatrick Venture      */
137065177eeSPatrick Venture     if (len > 1) {
138065177eeSPatrick Venture         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR,
139065177eeSPatrick Venture             "%s: extra data after channel selection mask\n",
140065177eeSPatrick Venture             __func__);
141065177eeSPatrick Venture         return -1;
142065177eeSPatrick Venture     }
143065177eeSPatrick Venture 
144065177eeSPatrick Venture     pca954x_write(s, buf[0]);
145065177eeSPatrick Venture     return 0;
146065177eeSPatrick Venture }
147065177eeSPatrick Venture 
148065177eeSPatrick Venture static uint8_t pca954x_read_byte(SMBusDevice *d)
149065177eeSPatrick Venture {
150065177eeSPatrick Venture     Pca954xState *s = PCA954X(d);
151065177eeSPatrick Venture     uint8_t data = s->control;
152065177eeSPatrick Venture     trace_pca954x_read_data(data);
153065177eeSPatrick Venture     return data;
154065177eeSPatrick Venture }
155065177eeSPatrick Venture 
156065177eeSPatrick Venture static void pca954x_enter_reset(Object *obj, ResetType type)
157065177eeSPatrick Venture {
158065177eeSPatrick Venture     Pca954xState *s = PCA954X(obj);
159065177eeSPatrick Venture     /* Reset will disable all channels. */
160065177eeSPatrick Venture     pca954x_write(s, 0);
161065177eeSPatrick Venture }
162065177eeSPatrick Venture 
163065177eeSPatrick Venture I2CBus *pca954x_i2c_get_bus(I2CSlave *mux, uint8_t channel)
164065177eeSPatrick Venture {
165065177eeSPatrick Venture     Pca954xClass *pc = PCA954X_GET_CLASS(mux);
166065177eeSPatrick Venture     Pca954xState *pca954x = PCA954X(mux);
167065177eeSPatrick Venture 
168065177eeSPatrick Venture     g_assert(channel < pc->nchans);
169d8bdf979SPatrick Venture     return pca954x->bus[channel];
170065177eeSPatrick Venture }
171065177eeSPatrick Venture 
172065177eeSPatrick Venture static void pca9546_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
173065177eeSPatrick Venture {
174065177eeSPatrick Venture     Pca954xClass *s = PCA954X_CLASS(klass);
175065177eeSPatrick Venture     s->nchans = PCA9546_CHANNEL_COUNT;
176065177eeSPatrick Venture }
177065177eeSPatrick Venture 
178065177eeSPatrick Venture static void pca9548_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
179065177eeSPatrick Venture {
180065177eeSPatrick Venture     Pca954xClass *s = PCA954X_CLASS(klass);
181065177eeSPatrick Venture     s->nchans = PCA9548_CHANNEL_COUNT;
182065177eeSPatrick Venture }
183065177eeSPatrick Venture 
184065177eeSPatrick Venture static void pca954x_init(Object *obj)
185065177eeSPatrick Venture {
186065177eeSPatrick Venture     Pca954xState *s = PCA954X(obj);
187065177eeSPatrick Venture     Pca954xClass *c = PCA954X_GET_CLASS(obj);
188065177eeSPatrick Venture     int i;
189065177eeSPatrick Venture 
190d8bdf979SPatrick Venture     /* SMBus modules. Cannot fail. */
191065177eeSPatrick Venture     for (i = 0; i < c->nchans; i++) {
192d8bdf979SPatrick Venture         g_autofree gchar *bus_name = g_strdup_printf("i2c.%d", i);
193d8bdf979SPatrick Venture 
194d8bdf979SPatrick Venture         /* start all channels as disabled. */
195d8bdf979SPatrick Venture         s->enabled[i] = false;
196d8bdf979SPatrick Venture         s->bus[i] = i2c_init_bus(DEVICE(s), bus_name);
197065177eeSPatrick Venture     }
198065177eeSPatrick Venture }
199065177eeSPatrick Venture 
200065177eeSPatrick Venture static void pca954x_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
201065177eeSPatrick Venture {
202065177eeSPatrick Venture     I2CSlaveClass *sc = I2C_SLAVE_CLASS(klass);
203065177eeSPatrick Venture     ResettableClass *rc = RESETTABLE_CLASS(klass);
204065177eeSPatrick Venture     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
205065177eeSPatrick Venture     SMBusDeviceClass *k = SMBUS_DEVICE_CLASS(klass);
206065177eeSPatrick Venture 
207065177eeSPatrick Venture     sc->match_and_add = pca954x_match;
208065177eeSPatrick Venture 
209065177eeSPatrick Venture     rc->phases.enter = pca954x_enter_reset;
210065177eeSPatrick Venture 
211065177eeSPatrick Venture     dc->desc = "Pca954x i2c-mux";
212065177eeSPatrick Venture 
213065177eeSPatrick Venture     k->write_data = pca954x_write_data;
214065177eeSPatrick Venture     k->receive_byte = pca954x_read_byte;
215065177eeSPatrick Venture }
216065177eeSPatrick Venture 
217065177eeSPatrick Venture static const TypeInfo pca954x_info[] = {
218065177eeSPatrick Venture     {
219065177eeSPatrick Venture         .name          = TYPE_PCA954X,
220065177eeSPatrick Venture         .parent        = TYPE_SMBUS_DEVICE,
221065177eeSPatrick Venture         .instance_size = sizeof(Pca954xState),
222065177eeSPatrick Venture         .instance_init = pca954x_init,
223065177eeSPatrick Venture         .class_size    = sizeof(Pca954xClass),
224065177eeSPatrick Venture         .class_init    = pca954x_class_init,
225065177eeSPatrick Venture         .abstract      = true,
226065177eeSPatrick Venture     },
227065177eeSPatrick Venture     {
228065177eeSPatrick Venture         .name          = TYPE_PCA9546,
229065177eeSPatrick Venture         .parent        = TYPE_PCA954X,
230065177eeSPatrick Venture         .class_init    = pca9546_class_init,
231065177eeSPatrick Venture     },
232065177eeSPatrick Venture     {
233065177eeSPatrick Venture         .name          = TYPE_PCA9548,
234065177eeSPatrick Venture         .parent        = TYPE_PCA954X,
235065177eeSPatrick Venture         .class_init    = pca9548_class_init,
236065177eeSPatrick Venture     },
237065177eeSPatrick Venture };
238065177eeSPatrick Venture 
239065177eeSPatrick Venture DEFINE_TYPES(pca954x_info)
240