Merge tag 'perf-core-for-mingo-5.1-20190321' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux...
[sfrench/cifs-2.6.git] / Documentation / devicetree / bindings / gpio / gpio.txt
1 Specifying GPIO information for devices
2 =======================================
3
4 1) gpios property
5 -----------------
6
7 GPIO properties should be named "[<name>-]gpios", with <name> being the purpose
8 of this GPIO for the device. While a non-existent <name> is considered valid
9 for compatibility reasons (resolving to the "gpios" property), it is not allowed
10 for new bindings. Also, GPIO properties named "[<name>-]gpio" are valid and old
11 bindings use it, but are only supported for compatibility reasons and should not
12 be used for newer bindings since it has been deprecated.
13
14 GPIO properties can contain one or more GPIO phandles, but only in exceptional
15 cases should they contain more than one. If your device uses several GPIOs with
16 distinct functions, reference each of them under its own property, giving it a
17 meaningful name. The only case where an array of GPIOs is accepted is when
18 several GPIOs serve the same function (e.g. a parallel data line).
19
20 The exact purpose of each gpios property must be documented in the device tree
21 binding of the device.
22
23 The following example could be used to describe GPIO pins used as device enable
24 and bit-banged data signals:
25
26         gpio1: gpio1 {
27                 gpio-controller;
28                 #gpio-cells = <2>;
29         };
30         [...]
31
32         data-gpios = <&gpio1 12 0>,
33                      <&gpio1 13 0>,
34                      <&gpio1 14 0>,
35                      <&gpio1 15 0>;
36
37 In the above example, &gpio1 uses 2 cells to specify a gpio. The first cell is
38 a local offset to the GPIO line and the second cell represent consumer flags,
39 such as if the consumer desire the line to be active low (inverted) or open
40 drain. This is the recommended practice.
41
42 The exact meaning of each specifier cell is controller specific, and must be
43 documented in the device tree binding for the device, but it is strongly
44 recommended to use the two-cell approach.
45
46 Most controllers are specifying a generic flag bitfield in the last cell, so
47 for these, use the macros defined in
48 include/dt-bindings/gpio/gpio.h whenever possible:
49
50 Example of a node using GPIOs:
51
52         node {
53                 enable-gpios = <&qe_pio_e 18 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
54         };
55
56 GPIO_ACTIVE_HIGH is 0, so in this example gpio-specifier is "18 0" and encodes
57 GPIO pin number, and GPIO flags as accepted by the "qe_pio_e" gpio-controller.
58
59 Optional standard bitfield specifiers for the last cell:
60
61 - Bit 0: 0 means active high, 1 means active low
62 - Bit 1: 0 mean push-pull wiring, see:
63            https://en.wikipedia.org/wiki/Push-pull_output
64          1 means single-ended wiring, see:
65            https://en.wikipedia.org/wiki/Single-ended_triode
66 - Bit 2: 0 means open-source, 1 means open drain, see:
67            https://en.wikipedia.org/wiki/Open_collector
68 - Bit 3: 0 means the output should be maintained during sleep/low-power mode
69          1 means the output state can be lost during sleep/low-power mode
70 - Bit 4: 0 means no pull-up resistor should be enabled
71          1 means a pull-up resistor should be enabled
72          This setting only applies to hardware with a simple on/off
73          control for pull-up configuration. If the hardware has more
74          elaborate pull-up configuration, it should be represented
75          using a pin control binding.
76 - Bit 5: 0 means no pull-down resistor should be enabled
77          1 means a pull-down resistor should be enabled
78          This setting only applies to hardware with a simple on/off
79          control for pull-down configuration. If the hardware has more
80          elaborate pull-down configuration, it should be represented
81          using a pin control binding.
82
83 1.1) GPIO specifier best practices
84 ----------------------------------
85
86 A gpio-specifier should contain a flag indicating the GPIO polarity; active-
87 high or active-low. If it does, the following best practices should be
88 followed:
89
90 The gpio-specifier's polarity flag should represent the physical level at the
91 GPIO controller that achieves (or represents, for inputs) a logically asserted
92 value at the device. The exact definition of logically asserted should be
93 defined by the binding for the device. If the board inverts the signal between
94 the GPIO controller and the device, then the gpio-specifier will represent the
95 opposite physical level than the signal at the device's pin.
96
97 When the device's signal polarity is configurable, the binding for the
98 device must either:
99
100 a) Define a single static polarity for the signal, with the expectation that
101 any software using that binding would statically program the device to use
102 that signal polarity.
103
104 The static choice of polarity may be either:
105
106 a1) (Preferred) Dictated by a binding-specific DT property.
107
108 or:
109
110 a2) Defined statically by the DT binding itself.
111
112 In particular, the polarity cannot be derived from the gpio-specifier, since
113 that would prevent the DT from separately representing the two orthogonal
114 concepts of configurable signal polarity in the device, and possible board-
115 level signal inversion.
116
117 or:
118
119 b) Pick a single option for device signal polarity, and document this choice
120 in the binding. The gpio-specifier should represent the polarity of the signal
121 (at the GPIO controller) assuming that the device is configured for this
122 particular signal polarity choice. If software chooses to program the device
123 to generate or receive a signal of the opposite polarity, software will be
124 responsible for correctly interpreting (inverting) the GPIO signal at the GPIO
125 controller.
126
127 2) gpio-controller nodes
128 ------------------------
129
130 Every GPIO controller node must contain both an empty "gpio-controller"
131 property, and a #gpio-cells integer property, which indicates the number of
132 cells in a gpio-specifier.
133
134 Some system-on-chips (SoCs) use the concept of GPIO banks. A GPIO bank is an
135 instance of a hardware IP core on a silicon die, usually exposed to the
136 programmer as a coherent range of I/O addresses. Usually each such bank is
137 exposed in the device tree as an individual gpio-controller node, reflecting
138 the fact that the hardware was synthesized by reusing the same IP block a
139 few times over.
140
141 Optionally, a GPIO controller may have a "ngpios" property. This property
142 indicates the number of in-use slots of available slots for GPIOs. The
143 typical example is something like this: the hardware register is 32 bits
144 wide, but only 18 of the bits have a physical counterpart. The driver is
145 generally written so that all 32 bits can be used, but the IP block is reused
146 in a lot of designs, some using all 32 bits, some using 18 and some using
147 12. In this case, setting "ngpios = <18>;" informs the driver that only the
148 first 18 GPIOs, at local offset 0 .. 17, are in use.
149
150 If these GPIOs do not happen to be the first N GPIOs at offset 0...N-1, an
151 additional set of tuples is needed to specify which GPIOs are unusable, with
152 the gpio-reserved-ranges binding. This property indicates the start and size
153 of the GPIOs that can't be used.
154
155 Optionally, a GPIO controller may have a "gpio-line-names" property. This is
156 an array of strings defining the names of the GPIO lines going out of the
157 GPIO controller. This name should be the most meaningful producer name
158 for the system, such as a rail name indicating the usage. Package names
159 such as pin name are discouraged: such lines have opaque names (since they
160 are by definition generic purpose) and such names are usually not very
161 helpful. For example "MMC-CD", "Red LED Vdd" and "ethernet reset" are
162 reasonable line names as they describe what the line is used for. "GPIO0"
163 is not a good name to give to a GPIO line. Placeholders are discouraged:
164 rather use the "" (blank string) if the use of the GPIO line is undefined
165 in your design. The names are assigned starting from line offset 0 from
166 left to right from the passed array. An incomplete array (where the number
167 of passed named are less than ngpios) will still be used up until the last
168 provided valid line index.
169
170 Example:
171
172 gpio-controller@00000000 {
173         compatible = "foo";
174         reg = <0x00000000 0x1000>;
175         gpio-controller;
176         #gpio-cells = <2>;
177         ngpios = <18>;
178         gpio-reserved-ranges = <0 4>, <12 2>;
179         gpio-line-names = "MMC-CD", "MMC-WP", "VDD eth", "RST eth", "LED R",
180                 "LED G", "LED B", "Col A", "Col B", "Col C", "Col D",
181                 "Row A", "Row B", "Row C", "Row D", "NMI button",
182                 "poweroff", "reset";
183 }
184
185 The GPIO chip may contain GPIO hog definitions. GPIO hogging is a mechanism
186 providing automatic GPIO request and configuration as part of the
187 gpio-controller's driver probe function.
188
189 Each GPIO hog definition is represented as a child node of the GPIO controller.
190 Required properties:
191 - gpio-hog:   A property specifying that this child node represents a GPIO hog.
192 - gpios:      Store the GPIO information (id, flags, ...) for each GPIO to
193               affect. Shall contain an integer multiple of the number of cells
194               specified in its parent node (GPIO controller node).
195 Only one of the following properties scanned in the order shown below.
196 This means that when multiple properties are present they will be searched
197 in the order presented below and the first match is taken as the intended
198 configuration.
199 - input:      A property specifying to set the GPIO direction as input.
200 - output-low  A property specifying to set the GPIO direction as output with
201               the value low.
202 - output-high A property specifying to set the GPIO direction as output with
203               the value high.
204
205 Optional properties:
206 - line-name:  The GPIO label name. If not present the node name is used.
207
208 Example of two SOC GPIO banks defined as gpio-controller nodes:
209
210         qe_pio_a: gpio-controller@1400 {
211                 compatible = "fsl,qe-pario-bank-a", "fsl,qe-pario-bank";
212                 reg = <0x1400 0x18>;
213                 gpio-controller;
214                 #gpio-cells = <2>;
215
216                 line_b {
217                         gpio-hog;
218                         gpios = <6 0>;
219                         output-low;
220                         line-name = "foo-bar-gpio";
221                 };
222         };
223
224         qe_pio_e: gpio-controller@1460 {
225                 compatible = "fsl,qe-pario-bank-e", "fsl,qe-pario-bank";
226                 reg = <0x1460 0x18>;
227                 gpio-controller;
228                 #gpio-cells = <2>;
229         };
230
231 2.1) gpio- and pin-controller interaction
232 -----------------------------------------
233
234 Some or all of the GPIOs provided by a GPIO controller may be routed to pins
235 on the package via a pin controller. This allows muxing those pins between
236 GPIO and other functions. It is a fairly common practice among silicon
237 engineers.
238
239 2.2) Ordinary (numerical) GPIO ranges
240 -------------------------------------
241
242 It is useful to represent which GPIOs correspond to which pins on which pin
243 controllers. The gpio-ranges property described below represents this with
244 a discrete set of ranges mapping pins from the pin controller local number space
245 to pins in the GPIO controller local number space.
246
247 The format is: <[pin controller phandle], [GPIO controller offset],
248                 [pin controller offset], [number of pins]>;
249
250 The GPIO controller offset pertains to the GPIO controller node containing the
251 range definition.
252
253 The pin controller node referenced by the phandle must conform to the bindings
254 described in pinctrl/pinctrl-bindings.txt.
255
256 Each offset runs from 0 to N. It is perfectly fine to pile any number of
257 ranges with just one pin-to-GPIO line mapping if the ranges are concocted, but
258 in practice these ranges are often lumped in discrete sets.
259
260 Example:
261
262     gpio-ranges = <&foo 0 20 10>, <&bar 10 50 20>;
263
264 This means:
265 - pins 20..29 on pin controller "foo" is mapped to GPIO line 0..9 and
266 - pins 50..69 on pin controller "bar" is mapped to GPIO line 10..29
267
268
269 Verbose example:
270
271         qe_pio_e: gpio-controller@1460 {
272                 #gpio-cells = <2>;
273                 compatible = "fsl,qe-pario-bank-e", "fsl,qe-pario-bank";
274                 reg = <0x1460 0x18>;
275                 gpio-controller;
276                 gpio-ranges = <&pinctrl1 0 20 10>, <&pinctrl2 10 50 20>;
277         };
278
279 Here, a single GPIO controller has GPIOs 0..9 routed to pin controller
280 pinctrl1's pins 20..29, and GPIOs 10..29 routed to pin controller pinctrl2's
281 pins 50..69.
282
283
284 2.3) GPIO ranges from named pin groups
285 --------------------------------------
286
287 It is also possible to use pin groups for gpio ranges when pin groups are the
288 easiest and most convenient mapping.
289
290 Both both <pinctrl-base> and <count> must set to 0 when using named pin groups
291 names.
292
293 The property gpio-ranges-group-names must contain exactly one string for each
294 range.
295
296 Elements of gpio-ranges-group-names must contain the name of a pin group
297 defined in the respective pin controller. The number of pins/GPIO lines in the
298 range is the number of pins in that pin group. The number of pins of that
299 group is defined int the implementation and not in the device tree.
300
301 If numerical and named pin groups are mixed, the string corresponding to a
302 numerical pin range in gpio-ranges-group-names must be empty.
303
304 Example:
305
306         gpio_pio_i: gpio-controller@14b0 {
307                 #gpio-cells = <2>;
308                 compatible = "fsl,qe-pario-bank-e", "fsl,qe-pario-bank";
309                 reg = <0x1480 0x18>;
310                 gpio-controller;
311                 gpio-ranges =                   <&pinctrl1 0 20 10>,
312                                                 <&pinctrl2 10 0 0>,
313                                                 <&pinctrl1 15 0 10>,
314                                                 <&pinctrl2 25 0 0>;
315                 gpio-ranges-group-names =       "",
316                                                 "foo",
317                                                 "",
318                                                 "bar";
319         };
320
321 Here, three GPIO ranges are defined referring to two pin controllers.
322
323 pinctrl1 GPIO ranges are defined using pin numbers whereas the GPIO ranges
324 in pinctrl2 are defined using the pin groups named "foo" and "bar".
325
326 Previous versions of this binding required all pin controller nodes that
327 were referenced by any gpio-ranges property to contain a property named
328 #gpio-range-cells with value <3>. This requirement is now deprecated.
329 However, that property may still exist in older device trees for
330 compatibility reasons, and would still be required even in new device
331 trees that need to be compatible with older software.