// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * Roccat driver for Linux
 *
 * Copyright (c) 2010 Stefan Achatz <erazor_de@users.sourceforge.net>
 */

/*
 */

/*
 * Module roccat is a char device used to report special events of roccat
 * hardware to userland. These events include requests for on-screen-display of
 * profile or dpi settings or requests for execution of macro sequences that are
 * not stored in device. The information in these events depends on hid device
 * implementation and contains data that is not available in a single hid event
 * or else hidraw could have been used.
 * It is inspired by hidraw, but uses only one circular buffer for all readers.
 */

#define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt

#include <linux/cdev.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/sched/signal.h>
#include <linux/hid-roccat.h>
#include <linux/module.h>

#define ROCCAT_FIRST_MINOR 0
#define ROCCAT_MAX_DEVICES 8

/* should be a power of 2 for performance reason */
#define ROCCAT_CBUF_SIZE 16

struct roccat_report {
 uint8_t *value;
};

struct roccat_device {
 unsigned int minor;
 int report_size;
 int open;
 int exist;
 wait_queue_head_t wait;
 struct device *dev;
 struct hid_device *hid;
 struct list_head readers;
 /* protects modifications of readers list */
 struct mutex readers_lock;

 /*
  * circular_buffer has one writer and multiple readers with their own
  * read pointers
 */
 struct roccat_report cbuf[ROCCAT_CBUF_SIZE];
 int cbuf_end;
 struct mutex cbuf_lock;
};

struct roccat_reader {
 struct list_head node;
 struct roccat_device *device;
 int cbuf_start;
};

static int roccat_major;
static struct cdev roccat_cdev;

static struct roccat_device *devices[ROCCAT_MAX_DEVICES];
/* protects modifications of devices array */
static DEFINE_MUTEX(devices_lock);

static ssize_t roccat_read(struct file *file, char __user *buffer,
  size_t count, loff_t *ppos)
{
 struct roccat_reader *reader = file->private_data;
 struct roccat_device *device = reader->device;
 struct roccat_report *report;
 ssize_t retval = 0, len;
 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);

 mutex_lock(&device->cbuf_lock);

 /* no data? */
 if (reader->cbuf_start == device->cbuf_end) {
  add_wait_queue(&device->wait, &wait);
  set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);

  /* wait for data */
  while (reader->cbuf_start == device->cbuf_end) {
   if (file->f_flags & O_NONBLOCK) {
    retval = -EAGAIN;
    break;
   }
   if (signal_pending(current)) {
    retval = -ERESTARTSYS;
    break;
   }
   if (!device->exist) {
    retval = -EIO;
    break;
   }

   mutex_unlock(&device->cbuf_lock);
   schedule();
   mutex_lock(&device->cbuf_lock);
   set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
  }

  set_current_state(TASK_RUNNING);
  remove_wait_queue(&device->wait, &wait);
 }

 /* here we either have data or a reason to return if retval is set */
 if (retval)
  goto exit_unlock;

 report = &device->cbuf[reader->cbuf_start];
 /*
  * If report is larger than requested amount of data, rest of report
  * is lost!
 */
 len = device->report_size > count ? count : device->report_size;

 if (copy_to_user(buffer, report->value, len)) {
  retval = -EFAULT;
  goto exit_unlock;
 }
 retval += len;
 reader->cbuf_start = (reader->cbuf_start + 1) % ROCCAT_CBUF_SIZE;

exit_unlock:
 mutex_unlock(&device->cbuf_lock);
 return retval;
}

static __poll_t roccat_poll(struct file *file, poll_table *wait)
{
 struct roccat_reader *reader = file->private_data;
 poll_wait(file, &reader->device->wait, wait);
 if (reader->cbuf_start != reader->device->cbuf_end)
  return EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
 if (!reader->device->exist)
  return EPOLLERR | EPOLLHUP;
 return 0;
}

static int roccat_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
 unsigned int minor = iminor(inode);
 struct roccat_reader *reader;
 struct roccat_device *device;
 int error = 0;

 reader = kzalloc(sizeof(struct roccat_reader), GFP_KERNEL);
 if (!reader)
  return -ENOMEM;

 mutex_lock(&devices_lock);

 device = devices[minor];

 if (!device) {
  pr_emerg("roccat device with minor %d doesn't exist\n", minor);
  error = -ENODEV;
  goto exit_err_devices;
 }

 mutex_lock(&device->readers_lock);

 if (!device->open++) {
  /* power on device on adding first reader */
  error = hid_hw_power(device->hid, PM_HINT_FULLON);
  if (error < 0) {
   --device->open;
   goto exit_err_readers;
  }

  error = hid_hw_open(device->hid);
  if (error < 0) {
   hid_hw_power(device->hid, PM_HINT_NORMAL);
   --device->open;
   goto exit_err_readers;
  }
 }

 reader->device = device;
 /* new reader doesn't get old events */
 reader->cbuf_start = device->cbuf_end;

 list_add_tail(&reader->node, &device->readers);
 file->private_data = reader;

exit_err_readers:
 mutex_unlock(&device->readers_lock);
exit_err_devices:
 mutex_unlock(&devices_lock);
 if (error)
  kfree(reader);
 return error;
}

static int roccat_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
 unsigned int minor = iminor(inode);
 struct roccat_reader *reader = file->private_data;
 struct roccat_device *device;

 mutex_lock(&devices_lock);

 device = devices[minor];
 if (!device) {
  mutex_unlock(&devices_lock);
  pr_emerg("roccat device with minor %d doesn't exist\n", minor);
  return -ENODEV;
 }

 mutex_lock(&device->readers_lock);
 list_del(&reader->node);
 mutex_unlock(&device->readers_lock);
 kfree(reader);

 if (!--device->open) {
  /* removing last reader */
  if (device->exist) {
   hid_hw_power(device->hid, PM_HINT_NORMAL);
   hid_hw_close(device->hid);
  } else {
   kfree(device);
  }
 }

 mutex_unlock(&devices_lock);

 return 0;
}

/*
 * roccat_report_event() - output data to readers
 * @minor: minor device number returned by roccat_connect()
 * @data: pointer to data
 *
 * Return value is zero on success, a negative error code on failure.
 *
 * This is called from interrupt handler.
 */
int roccat_report_event(int minor, u8 const *data)
{
 struct roccat_device *device;
 struct roccat_reader *reader;
 struct roccat_report *report;
 uint8_t *new_value;

 device = devices[minor];

 new_value = kmemdup(data, device->report_size, GFP_ATOMIC);
 if (!new_value)
  return -ENOMEM;

 mutex_lock(&device->cbuf_lock);

 report = &device->cbuf[device->cbuf_end];

 /* passing NULL is safe */
 kfree(report->value);

 report->value = new_value;
 device->cbuf_end = (device->cbuf_end + 1) % ROCCAT_CBUF_SIZE;

 list_for_each_entry(reader, &device->readers, node) {
  /*
   * As we already inserted one element, the buffer can't be
   * empty. If start and end are equal, buffer is full and we
   * increase start, so that slow reader misses one event, but
   * gets the newer ones in the right order.
 */
  if (reader->cbuf_start == device->cbuf_end)
   reader->cbuf_start = (reader->cbuf_start + 1) % ROCCAT_CBUF_SIZE;
 }

 mutex_unlock(&device->cbuf_lock);

 wake_up_interruptible(&device->wait);
 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(roccat_report_event);

/*
 * roccat_connect() - create a char device for special event output
 * @class: the class thats used to create the device. Meant to hold device
 * specific sysfs attributes.
 * @hid: the hid device the char device should be connected to.
 * @report_size: size of reports
 *
 * Return value is minor device number in Range [0, ROCCAT_MAX_DEVICES] on
 * success, a negative error code on failure.
 */
int roccat_connect(const struct class *klass, struct hid_device *hid, int report_size)
{
 unsigned int minor;
 struct roccat_device *device;
 int temp;

 device = kzalloc(sizeof(struct roccat_device), GFP_KERNEL);
 if (!device)
  return -ENOMEM;

 mutex_lock(&devices_lock);

 for (minor = 0; minor < ROCCAT_MAX_DEVICES; ++minor) {
  if (devices[minor])
   continue;
  break;
 }

 if (minor < ROCCAT_MAX_DEVICES) {
  devices[minor] = device;
 } else {
  mutex_unlock(&devices_lock);
  kfree(device);
  return -EINVAL;
 }

 device->dev = device_create(klass, &hid->dev,
   MKDEV(roccat_major, minor), NULL,
   "%s%s%d", "roccat", hid->driver->name, minor);

 if (IS_ERR(device->dev)) {
  devices[minor] = NULL;
  mutex_unlock(&devices_lock);
  temp = PTR_ERR(device->dev);
  kfree(device);
  return temp;
 }

 mutex_unlock(&devices_lock);

 init_waitqueue_head(&device->wait);
 INIT_LIST_HEAD(&device->readers);
 mutex_init(&device->readers_lock);
 mutex_init(&device->cbuf_lock);
 device->minor = minor;
 device->hid = hid;
 device->exist = 1;
 device->cbuf_end = 0;
 device->report_size = report_size;

 return minor;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(roccat_connect);

/* roccat_disconnect() - remove char device from hid device
 * @minor: the minor device number returned by roccat_connect()
 */
void roccat_disconnect(int minor)
{
 struct roccat_device *device;

 mutex_lock(&devices_lock);
 device = devices[minor];
 mutex_unlock(&devices_lock);

 device->exist = 0; /* TODO exist maybe not needed */

 device_destroy(device->dev->class, MKDEV(roccat_major, minor));

 mutex_lock(&devices_lock);
 devices[minor] = NULL;
 mutex_unlock(&devices_lock);

 if (device->open) {
  hid_hw_close(device->hid);
  wake_up_interruptible(&device->wait);
 } else {
  kfree(device);
 }
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(roccat_disconnect);

static long roccat_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
 struct inode *inode = file_inode(file);
 struct roccat_device *device;
 unsigned int minor = iminor(inode);
 long retval = 0;

 mutex_lock(&devices_lock);

 device = devices[minor];
 if (!device) {
  retval = -ENODEV;
  goto out;
 }

 switch (cmd) {
 case ROCCATIOCGREPSIZE:
  if (put_user(device->report_size, (int __user *)arg))
   retval = -EFAULT;
  break;
 default:
  retval = -ENOTTY;
 }
out:
 mutex_unlock(&devices_lock);
 return retval;
}

static const struct file_operations roccat_ops = {
 .owner = THIS_MODULE,
 .read = roccat_read,
 .poll = roccat_poll,
 .open = roccat_open,
 .release = roccat_release,
 .llseek = noop_llseek,
 .unlocked_ioctl = roccat_ioctl,
};

static int __init roccat_init(void)
{
 int retval;
 dev_t dev_id;

 retval = alloc_chrdev_region(&dev_id, ROCCAT_FIRST_MINOR,
   ROCCAT_MAX_DEVICES, "roccat");
 if (retval < 0) {
  pr_warn("can't get major number\n");
  goto error;
 }

 roccat_major = MAJOR(dev_id);

 cdev_init(&roccat_cdev, &roccat_ops);
 retval = cdev_add(&roccat_cdev, dev_id, ROCCAT_MAX_DEVICES);

 if (retval < 0) {
  pr_warn("cannot add cdev\n");
  goto cleanup_alloc_chrdev_region;
 }
 return 0;


 cleanup_alloc_chrdev_region:
 unregister_chrdev_region(dev_id, ROCCAT_MAX_DEVICES);
 error:
 return retval;
}

static void __exit roccat_exit(void)
{
 dev_t dev_id = MKDEV(roccat_major, 0);

 cdev_del(&roccat_cdev);
 unregister_chrdev_region(dev_id, ROCCAT_MAX_DEVICES);
}

module_init(roccat_init);
module_exit(roccat_exit);

MODULE_AUTHOR("Stefan Achatz");
MODULE_DESCRIPTION("USB Roccat char device");
MODULE_LICENSE("GPL v2");