ls102xa: etsec: Add etsec support for LS102xA
[platform/kernel/u-boot.git] / common / usb_kbd.c
1 /*
2  * (C) Copyright 2001
3  * Denis Peter, MPL AG Switzerland
4  *
5  * Part of this source has been derived from the Linux USB
6  * project.
7  *
8  * SPDX-License-Identifier:     GPL-2.0+
9  */
10 #include <common.h>
11 #include <malloc.h>
12 #include <stdio_dev.h>
13 #include <asm/byteorder.h>
14
15 #include <usb.h>
16
17 /*
18  * If overwrite_console returns 1, the stdin, stderr and stdout
19  * are switched to the serial port, else the settings in the
20  * environment are used
21  */
22 #ifdef CONFIG_SYS_CONSOLE_OVERWRITE_ROUTINE
23 extern int overwrite_console(void);
24 #else
25 int overwrite_console(void)
26 {
27         return 0;
28 }
29 #endif
30
31 /* Keyboard sampling rate */
32 #define REPEAT_RATE     (40 / 4)        /* 40msec -> 25cps */
33 #define REPEAT_DELAY    10              /* 10 x REPEAT_RATE = 400msec */
34
35 #define NUM_LOCK        0x53
36 #define CAPS_LOCK       0x39
37 #define SCROLL_LOCK     0x47
38
39 /* Modifier bits */
40 #define LEFT_CNTR       (1 << 0)
41 #define LEFT_SHIFT      (1 << 1)
42 #define LEFT_ALT        (1 << 2)
43 #define LEFT_GUI        (1 << 3)
44 #define RIGHT_CNTR      (1 << 4)
45 #define RIGHT_SHIFT     (1 << 5)
46 #define RIGHT_ALT       (1 << 6)
47 #define RIGHT_GUI       (1 << 7)
48
49 /* Size of the keyboard buffer */
50 #define USB_KBD_BUFFER_LEN      0x20
51
52 /* Device name */
53 #define DEVNAME                 "usbkbd"
54
55 /* Keyboard maps */
56 static const unsigned char usb_kbd_numkey[] = {
57         '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '0',
58         '\r', 0x1b, '\b', '\t', ' ', '-', '=', '[', ']',
59         '\\', '#', ';', '\'', '`', ',', '.', '/'
60 };
61 static const unsigned char usb_kbd_numkey_shifted[] = {
62         '!', '@', '#', '$', '%', '^', '&', '*', '(', ')',
63         '\r', 0x1b, '\b', '\t', ' ', '_', '+', '{', '}',
64         '|', '~', ':', '"', '~', '<', '>', '?'
65 };
66
67 static const unsigned char usb_kbd_num_keypad[] = {
68         '/', '*', '-', '+', '\r',
69         '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '0',
70         '.', 0, 0, 0, '='
71 };
72
73 /*
74  * map arrow keys to ^F/^B ^N/^P, can't really use the proper
75  * ANSI sequence for arrow keys because the queuing code breaks
76  * when a single keypress expands to 3 queue elements
77  */
78 static const unsigned char usb_kbd_arrow[] = {
79         0x6, 0x2, 0xe, 0x10
80 };
81
82 /*
83  * NOTE: It's important for the NUM, CAPS, SCROLL-lock bits to be in this
84  *       order. See usb_kbd_setled() function!
85  */
86 #define USB_KBD_NUMLOCK         (1 << 0)
87 #define USB_KBD_CAPSLOCK        (1 << 1)
88 #define USB_KBD_SCROLLLOCK      (1 << 2)
89 #define USB_KBD_CTRL            (1 << 3)
90
91 #define USB_KBD_LEDMASK         \
92         (USB_KBD_NUMLOCK | USB_KBD_CAPSLOCK | USB_KBD_SCROLLLOCK)
93
94 /*
95  * USB Keyboard reports are 8 bytes in boot protocol.
96  * Appendix B of HID Device Class Definition 1.11
97  */
98 #define USB_KBD_BOOT_REPORT_SIZE 8
99
100 struct usb_kbd_pdata {
101         uint32_t        repeat_delay;
102
103         uint32_t        usb_in_pointer;
104         uint32_t        usb_out_pointer;
105         uint8_t         usb_kbd_buffer[USB_KBD_BUFFER_LEN];
106
107         uint8_t         *new;
108         uint8_t         old[USB_KBD_BOOT_REPORT_SIZE];
109
110         uint8_t         flags;
111 };
112
113 extern int __maybe_unused net_busy_flag;
114
115 /* The period of time between two calls of usb_kbd_testc(). */
116 static unsigned long __maybe_unused kbd_testc_tms;
117
118 /* Generic keyboard event polling. */
119 void usb_kbd_generic_poll(void)
120 {
121         struct stdio_dev *dev;
122         struct usb_device *usb_kbd_dev;
123         struct usb_kbd_pdata *data;
124         struct usb_interface *iface;
125         struct usb_endpoint_descriptor *ep;
126         int pipe;
127         int maxp;
128
129         /* Get the pointer to USB Keyboard device pointer */
130         dev = stdio_get_by_name(DEVNAME);
131         usb_kbd_dev = (struct usb_device *)dev->priv;
132         data = usb_kbd_dev->privptr;
133         iface = &usb_kbd_dev->config.if_desc[0];
134         ep = &iface->ep_desc[0];
135         pipe = usb_rcvintpipe(usb_kbd_dev, ep->bEndpointAddress);
136
137         /* Submit a interrupt transfer request */
138         maxp = usb_maxpacket(usb_kbd_dev, pipe);
139         usb_submit_int_msg(usb_kbd_dev, pipe, data->new,
140                 min(maxp, USB_KBD_BOOT_REPORT_SIZE),
141                 ep->bInterval);
142 }
143
144 /* Puts character in the queue and sets up the in and out pointer. */
145 static void usb_kbd_put_queue(struct usb_kbd_pdata *data, char c)
146 {
147         if (data->usb_in_pointer == USB_KBD_BUFFER_LEN - 1) {
148                 /* Check for buffer full. */
149                 if (data->usb_out_pointer == 0)
150                         return;
151
152                 data->usb_in_pointer = 0;
153         } else {
154                 /* Check for buffer full. */
155                 if (data->usb_in_pointer == data->usb_out_pointer - 1)
156                         return;
157
158                 data->usb_in_pointer++;
159         }
160
161         data->usb_kbd_buffer[data->usb_in_pointer] = c;
162 }
163
164 /*
165  * Set the LEDs. Since this is used in the irq routine, the control job is
166  * issued with a timeout of 0. This means, that the job is queued without
167  * waiting for job completion.
168  */
169 static void usb_kbd_setled(struct usb_device *dev)
170 {
171         struct usb_interface *iface = &dev->config.if_desc[0];
172         struct usb_kbd_pdata *data = dev->privptr;
173         uint32_t leds = data->flags & USB_KBD_LEDMASK;
174
175         usb_control_msg(dev, usb_sndctrlpipe(dev, 0),
176                 USB_REQ_SET_REPORT, USB_TYPE_CLASS | USB_RECIP_INTERFACE,
177                 0x200, iface->desc.bInterfaceNumber, (void *)&leds, 1, 0);
178 }
179
180 #define CAPITAL_MASK    0x20
181 /* Translate the scancode in ASCII */
182 static int usb_kbd_translate(struct usb_kbd_pdata *data, unsigned char scancode,
183                                 unsigned char modifier, int pressed)
184 {
185         uint8_t keycode = 0;
186
187         /* Key released */
188         if (pressed == 0) {
189                 data->repeat_delay = 0;
190                 return 0;
191         }
192
193         if (pressed == 2) {
194                 data->repeat_delay++;
195                 if (data->repeat_delay < REPEAT_DELAY)
196                         return 0;
197
198                 data->repeat_delay = REPEAT_DELAY;
199         }
200
201         /* Alphanumeric values */
202         if ((scancode > 3) && (scancode <= 0x1d)) {
203                 keycode = scancode - 4 + 'a';
204
205                 if (data->flags & USB_KBD_CAPSLOCK)
206                         keycode &= ~CAPITAL_MASK;
207
208                 if (modifier & (LEFT_SHIFT | RIGHT_SHIFT)) {
209                         /* Handle CAPSLock + Shift pressed simultaneously */
210                         if (keycode & CAPITAL_MASK)
211                                 keycode &= ~CAPITAL_MASK;
212                         else
213                                 keycode |= CAPITAL_MASK;
214                 }
215         }
216
217         if ((scancode > 0x1d) && (scancode < 0x3a)) {
218                 /* Shift pressed */
219                 if (modifier & (LEFT_SHIFT | RIGHT_SHIFT))
220                         keycode = usb_kbd_numkey_shifted[scancode - 0x1e];
221                 else
222                         keycode = usb_kbd_numkey[scancode - 0x1e];
223         }
224
225         /* Arrow keys */
226         if ((scancode >= 0x4f) && (scancode <= 0x52))
227                 keycode = usb_kbd_arrow[scancode - 0x4f];
228
229         /* Numeric keypad */
230         if ((scancode >= 0x54) && (scancode <= 0x67))
231                 keycode = usb_kbd_num_keypad[scancode - 0x54];
232
233         if (data->flags & USB_KBD_CTRL)
234                 keycode = scancode - 0x3;
235
236         if (pressed == 1) {
237                 if (scancode == NUM_LOCK) {
238                         data->flags ^= USB_KBD_NUMLOCK;
239                         return 1;
240                 }
241
242                 if (scancode == CAPS_LOCK) {
243                         data->flags ^= USB_KBD_CAPSLOCK;
244                         return 1;
245                 }
246                 if (scancode == SCROLL_LOCK) {
247                         data->flags ^= USB_KBD_SCROLLLOCK;
248                         return 1;
249                 }
250         }
251
252         /* Report keycode if any */
253         if (keycode) {
254                 debug("%c", keycode);
255                 usb_kbd_put_queue(data, keycode);
256         }
257
258         return 0;
259 }
260
261 static uint32_t usb_kbd_service_key(struct usb_device *dev, int i, int up)
262 {
263         uint32_t res = 0;
264         struct usb_kbd_pdata *data = dev->privptr;
265         uint8_t *new;
266         uint8_t *old;
267
268         if (up) {
269                 new = data->old;
270                 old = data->new;
271         } else {
272                 new = data->new;
273                 old = data->old;
274         }
275
276         if ((old[i] > 3) &&
277             (memscan(new + 2, old[i], USB_KBD_BOOT_REPORT_SIZE - 2) ==
278                         new + USB_KBD_BOOT_REPORT_SIZE)) {
279                 res |= usb_kbd_translate(data, old[i], data->new[0], up);
280         }
281
282         return res;
283 }
284
285 /* Interrupt service routine */
286 static int usb_kbd_irq_worker(struct usb_device *dev)
287 {
288         struct usb_kbd_pdata *data = dev->privptr;
289         int i, res = 0;
290
291         /* No combo key pressed */
292         if (data->new[0] == 0x00)
293                 data->flags &= ~USB_KBD_CTRL;
294         /* Left or Right Ctrl pressed */
295         else if ((data->new[0] == LEFT_CNTR) || (data->new[0] == RIGHT_CNTR))
296                 data->flags |= USB_KBD_CTRL;
297
298         for (i = 2; i < USB_KBD_BOOT_REPORT_SIZE; i++) {
299                 res |= usb_kbd_service_key(dev, i, 0);
300                 res |= usb_kbd_service_key(dev, i, 1);
301         }
302
303         /* Key is still pressed */
304         if ((data->new[2] > 3) && (data->old[2] == data->new[2]))
305                 res |= usb_kbd_translate(data, data->new[2], data->new[0], 2);
306
307         if (res == 1)
308                 usb_kbd_setled(dev);
309
310         memcpy(data->old, data->new, USB_KBD_BOOT_REPORT_SIZE);
311
312         return 1;
313 }
314
315 /* Keyboard interrupt handler */
316 static int usb_kbd_irq(struct usb_device *dev)
317 {
318         if ((dev->irq_status != 0) ||
319             (dev->irq_act_len != USB_KBD_BOOT_REPORT_SIZE)) {
320                 debug("USB KBD: Error %lX, len %d\n",
321                       dev->irq_status, dev->irq_act_len);
322                 return 1;
323         }
324
325         return usb_kbd_irq_worker(dev);
326 }
327
328 /* Interrupt polling */
329 static inline void usb_kbd_poll_for_event(struct usb_device *dev)
330 {
331 #if     defined(CONFIG_SYS_USB_EVENT_POLL)
332         struct usb_interface *iface;
333         struct usb_endpoint_descriptor *ep;
334         struct usb_kbd_pdata *data;
335         int pipe;
336         int maxp;
337
338         /* Get the pointer to USB Keyboard device pointer */
339         data = dev->privptr;
340         iface = &dev->config.if_desc[0];
341         ep = &iface->ep_desc[0];
342         pipe = usb_rcvintpipe(dev, ep->bEndpointAddress);
343
344         /* Submit a interrupt transfer request */
345         maxp = usb_maxpacket(dev, pipe);
346         usb_submit_int_msg(dev, pipe, &data->new[0],
347                 min(maxp, USB_KBD_BOOT_REPORT_SIZE),
348                 ep->bInterval);
349
350         usb_kbd_irq_worker(dev);
351 #elif   defined(CONFIG_SYS_USB_EVENT_POLL_VIA_CONTROL_EP)
352         struct usb_interface *iface;
353         struct usb_kbd_pdata *data = dev->privptr;
354         iface = &dev->config.if_desc[0];
355         usb_get_report(dev, iface->desc.bInterfaceNumber,
356                        1, 0, data->new, USB_KBD_BOOT_REPORT_SIZE);
357         if (memcmp(data->old, data->new, USB_KBD_BOOT_REPORT_SIZE))
358                 usb_kbd_irq_worker(dev);
359 #endif
360 }
361
362 /* test if a character is in the queue */
363 static int usb_kbd_testc(struct stdio_dev *sdev)
364 {
365         struct stdio_dev *dev;
366         struct usb_device *usb_kbd_dev;
367         struct usb_kbd_pdata *data;
368
369 #ifdef CONFIG_CMD_NET
370         /*
371          * If net_busy_flag is 1, NET transfer is running,
372          * then we check key-pressed every second (first check may be
373          * less than 1 second) to improve TFTP booting performance.
374          */
375         if (net_busy_flag && (get_timer(kbd_testc_tms) < CONFIG_SYS_HZ))
376                 return 0;
377         kbd_testc_tms = get_timer(0);
378 #endif
379         dev = stdio_get_by_name(DEVNAME);
380         usb_kbd_dev = (struct usb_device *)dev->priv;
381         data = usb_kbd_dev->privptr;
382
383         usb_kbd_poll_for_event(usb_kbd_dev);
384
385         return !(data->usb_in_pointer == data->usb_out_pointer);
386 }
387
388 /* gets the character from the queue */
389 static int usb_kbd_getc(struct stdio_dev *sdev)
390 {
391         struct stdio_dev *dev;
392         struct usb_device *usb_kbd_dev;
393         struct usb_kbd_pdata *data;
394
395         dev = stdio_get_by_name(DEVNAME);
396         usb_kbd_dev = (struct usb_device *)dev->priv;
397         data = usb_kbd_dev->privptr;
398
399         while (data->usb_in_pointer == data->usb_out_pointer)
400                 usb_kbd_poll_for_event(usb_kbd_dev);
401
402         if (data->usb_out_pointer == USB_KBD_BUFFER_LEN - 1)
403                 data->usb_out_pointer = 0;
404         else
405                 data->usb_out_pointer++;
406
407         return data->usb_kbd_buffer[data->usb_out_pointer];
408 }
409
410 /* probes the USB device dev for keyboard type. */
411 static int usb_kbd_probe(struct usb_device *dev, unsigned int ifnum)
412 {
413         struct usb_interface *iface;
414         struct usb_endpoint_descriptor *ep;
415         struct usb_kbd_pdata *data;
416         int pipe, maxp;
417
418         if (dev->descriptor.bNumConfigurations != 1)
419                 return 0;
420
421         iface = &dev->config.if_desc[ifnum];
422
423         if (iface->desc.bInterfaceClass != 3)
424                 return 0;
425
426         if (iface->desc.bInterfaceSubClass != 1)
427                 return 0;
428
429         if (iface->desc.bInterfaceProtocol != 1)
430                 return 0;
431
432         if (iface->desc.bNumEndpoints != 1)
433                 return 0;
434
435         ep = &iface->ep_desc[0];
436
437         /* Check if endpoint 1 is interrupt endpoint */
438         if (!(ep->bEndpointAddress & 0x80))
439                 return 0;
440
441         if ((ep->bmAttributes & 3) != 3)
442                 return 0;
443
444         debug("USB KBD: found set protocol...\n");
445
446         data = malloc(sizeof(struct usb_kbd_pdata));
447         if (!data) {
448                 printf("USB KBD: Error allocating private data\n");
449                 return 0;
450         }
451
452         /* Clear private data */
453         memset(data, 0, sizeof(struct usb_kbd_pdata));
454
455         /* allocate input buffer aligned and sized to USB DMA alignment */
456         data->new = memalign(USB_DMA_MINALIGN,
457                 roundup(USB_KBD_BOOT_REPORT_SIZE, USB_DMA_MINALIGN));
458
459         /* Insert private data into USB device structure */
460         dev->privptr = data;
461
462         /* Set IRQ handler */
463         dev->irq_handle = usb_kbd_irq;
464
465         pipe = usb_rcvintpipe(dev, ep->bEndpointAddress);
466         maxp = usb_maxpacket(dev, pipe);
467
468         /* We found a USB Keyboard, install it. */
469         usb_set_protocol(dev, iface->desc.bInterfaceNumber, 0);
470
471         debug("USB KBD: found set idle...\n");
472         usb_set_idle(dev, iface->desc.bInterfaceNumber, REPEAT_RATE, 0);
473
474         debug("USB KBD: enable interrupt pipe...\n");
475         if (usb_submit_int_msg(dev, pipe, data->new,
476                                min(maxp, USB_KBD_BOOT_REPORT_SIZE),
477                                ep->bInterval) < 0) {
478                 printf("Failed to get keyboard state from device %04x:%04x\n",
479                        dev->descriptor.idVendor, dev->descriptor.idProduct);
480                 /* Abort, we don't want to use that non-functional keyboard. */
481                 return 0;
482         }
483
484         /* Success. */
485         return 1;
486 }
487
488 /* Search for keyboard and register it if found. */
489 int drv_usb_kbd_init(void)
490 {
491         struct stdio_dev usb_kbd_dev, *old_dev;
492         struct usb_device *dev;
493         char *stdinname = getenv("stdin");
494         int error, i;
495
496         /* Scan all USB Devices */
497         for (i = 0; i < USB_MAX_DEVICE; i++) {
498                 /* Get USB device. */
499                 dev = usb_get_dev_index(i);
500                 if (!dev)
501                         return -1;
502
503                 if (dev->devnum == -1)
504                         continue;
505
506                 /* Try probing the keyboard */
507                 if (usb_kbd_probe(dev, 0) != 1)
508                         continue;
509
510                 /* We found a keyboard, check if it is already registered. */
511                 debug("USB KBD: found set up device.\n");
512                 old_dev = stdio_get_by_name(DEVNAME);
513                 if (old_dev) {
514                         /* Already registered, just return ok. */
515                         debug("USB KBD: is already registered.\n");
516                         usb_kbd_deregister();
517                         return 1;
518                 }
519
520                 /* Register the keyboard */
521                 debug("USB KBD: register.\n");
522                 memset(&usb_kbd_dev, 0, sizeof(struct stdio_dev));
523                 strcpy(usb_kbd_dev.name, DEVNAME);
524                 usb_kbd_dev.flags =  DEV_FLAGS_INPUT | DEV_FLAGS_SYSTEM;
525                 usb_kbd_dev.getc = usb_kbd_getc;
526                 usb_kbd_dev.tstc = usb_kbd_testc;
527                 usb_kbd_dev.priv = (void *)dev;
528                 error = stdio_register(&usb_kbd_dev);
529                 if (error)
530                         return error;
531
532 #ifdef CONFIG_CONSOLE_MUX
533                 error = iomux_doenv(stdin, stdinname);
534                 if (error)
535                         return error;
536 #else
537                 /* Check if this is the standard input device. */
538                 if (strcmp(stdinname, DEVNAME))
539                         return 1;
540
541                 /* Reassign the console */
542                 if (overwrite_console())
543                         return 1;
544
545                 error = console_assign(stdin, DEVNAME);
546                 if (error)
547                         return error;
548 #endif
549
550                 return 1;
551         }
552
553         /* No USB Keyboard found */
554         return -1;
555 }
556
557 /* Deregister the keyboard. */
558 int usb_kbd_deregister(void)
559 {
560 #ifdef CONFIG_SYS_STDIO_DEREGISTER
561         return stdio_deregister(DEVNAME);
562 #else
563         return 1;
564 #endif
565 }