Quelle  imx_keypad.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
//
// Driver for the IMX keypad port.
// Copyright (C) 2009 Alberto Panizzo <maramaopercheseimorto@gmail.com>

#include <linux/clk.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/input/matrix_keypad.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/jiffies.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/timer.h>

/*
 * Keypad Controller registers (halfword)
 */
#define KPCR  0x00 /* Keypad Control Register */

#define KPSR  0x02 /* Keypad Status Register */
#define KBD_STAT_KPKD (0x1 << 0) /* Key Press Interrupt Status bit (w1c) */
#define KBD_STAT_KPKR (0x1 << 1) /* Key Release Interrupt Status bit (w1c) */
#define KBD_STAT_KDSC (0x1 << 2) /* Key Depress Synch Chain Status bit (w1c)*/
#define KBD_STAT_KRSS (0x1 << 3) /* Key Release Synch Status bit (w1c)*/
#define KBD_STAT_KDIE (0x1 << 8) /* Key Depress Interrupt Enable Status bit */
#define KBD_STAT_KRIE (0x1 << 9) /* Key Release Interrupt Enable */
#define KBD_STAT_KPPEN (0x1 << 10) /* Keypad Clock Enable */

#define KDDR  0x04 /* Keypad Data Direction Register */
#define KPDR  0x06 /* Keypad Data Register */

#define MAX_MATRIX_KEY_ROWS 8
#define MAX_MATRIX_KEY_COLS 8
#define MATRIX_ROW_SHIFT 3

#define MAX_MATRIX_KEY_NUM (MAX_MATRIX_KEY_ROWS * MAX_MATRIX_KEY_COLS)

struct imx_keypad {

 struct clk *clk;
 struct input_dev *input_dev;
 void __iomem *mmio_base;

 int   irq;
 struct timer_list check_matrix_timer;

 /*
 * The matrix is stable only if no changes are detected after
 * IMX_KEYPAD_SCANS_FOR_STABILITY scans
 */
#define IMX_KEYPAD_SCANS_FOR_STABILITY 3
 int   stable_count;

 bool   enabled;

 /* Masks for enabled rows/cols */
 unsigned short  rows_en_mask;
 unsigned short  cols_en_mask;

 unsigned short  keycodes[MAX_MATRIX_KEY_NUM];

 /*
 * Matrix states:
 * -stable: achieved after a complete debounce process.
 * -unstable: used in the debouncing process.
 */
 unsigned short  matrix_stable_state[MAX_MATRIX_KEY_COLS];
 unsigned short  matrix_unstable_state[MAX_MATRIX_KEY_COLS];
};

/* Scan the matrix and return the new state in *matrix_volatile_state. */
static void imx_keypad_scan_matrix(struct imx_keypad *keypad,
      unsigned short *matrix_volatile_state)
{
 int col;
 unsigned short reg_val;

 for (col = 0; col < MAX_MATRIX_KEY_COLS; col++) {
  if ((keypad->cols_en_mask & (1 << col)) == 0)
   continue;
  /*
 * Discharge keypad capacitance:
 * 2. write 1s on column data.
 * 3. configure columns as totem-pole to discharge capacitance.
 * 4. configure columns as open-drain.
 */
  reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPDR);
  reg_val |= 0xff00;
  writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPDR);

  reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPCR);
  reg_val &= ~((keypad->cols_en_mask & 0xff) << 8);
  writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPCR);

  udelay(2);

  reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPCR);
  reg_val |= (keypad->cols_en_mask & 0xff) << 8;
  writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPCR);

  /*
 * 5. Write a single column to 0, others to 1.
 * 6. Sample row inputs and save data.
 * 7. Repeat steps 2 - 6 for remaining columns.
 */
  reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPDR);
  reg_val &= ~(1 << (8 + col));
  writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPDR);

  /*
 * Delay added to avoid propagating the 0 from column to row
 * when scanning.
 */
  udelay(5);

  /*
 * 1s in matrix_volatile_state[col] means key pressures
 * throw data from non enabled rows.
 */
  reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPDR);
  matrix_volatile_state[col] = (~reg_val) & keypad->rows_en_mask;
 }

 /*
 * Return in standby mode:
 * 9. write 0s to columns
 */
 reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPDR);
 reg_val &= 0x00ff;
 writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPDR);
}

/*
 * Compare the new matrix state (volatile) with the stable one stored in
 * keypad->matrix_stable_state and fire events if changes are detected.
 */
static void imx_keypad_fire_events(struct imx_keypad *keypad,
       unsigned short *matrix_volatile_state)
{
 struct input_dev *input_dev = keypad->input_dev;
 int row, col;

 for (col = 0; col < MAX_MATRIX_KEY_COLS; col++) {
  unsigned short bits_changed;
  int code;

  if ((keypad->cols_en_mask & (1 << col)) == 0)
   continue; /* Column is not enabled */

  bits_changed = keypad->matrix_stable_state[col] ^
      matrix_volatile_state[col];

  if (bits_changed == 0)
   continue; /* Column does not contain changes */

  for (row = 0; row < MAX_MATRIX_KEY_ROWS; row++) {
   if ((keypad->rows_en_mask & (1 << row)) == 0)
    continue; /* Row is not enabled */
   if ((bits_changed & (1 << row)) == 0)
    continue; /* Row does not contain changes */

   code = MATRIX_SCAN_CODE(row, col, MATRIX_ROW_SHIFT);
   input_event(input_dev, EV_MSC, MSC_SCAN, code);
   input_report_key(input_dev, keypad->keycodes[code],
    matrix_volatile_state[col] & (1 << row));
   dev_dbg(&input_dev->dev, "Event code: %d, val: %d",
    keypad->keycodes[code],
    matrix_volatile_state[col] & (1 << row));
  }
 }
 input_sync(input_dev);
}

/*
 * imx_keypad_check_for_events is the timer handler.
 */
static void imx_keypad_check_for_events(struct timer_list *t)
{
 struct imx_keypad *keypad = timer_container_of(keypad, t,
             check_matrix_timer);
 unsigned short matrix_volatile_state[MAX_MATRIX_KEY_COLS];
 unsigned short reg_val;
 bool state_changed, is_zero_matrix;
 int i;

 memset(matrix_volatile_state, 0, sizeof(matrix_volatile_state));

 imx_keypad_scan_matrix(keypad, matrix_volatile_state);

 state_changed = false;
 for (i = 0; i < MAX_MATRIX_KEY_COLS; i++) {
  if ((keypad->cols_en_mask & (1 << i)) == 0)
   continue;

  if (keypad->matrix_unstable_state[i] ^ matrix_volatile_state[i]) {
   state_changed = true;
   break;
  }
 }

 /*
 * If the matrix state is changed from the previous scan
 *   (Re)Begin the debouncing process, saving the new state in
 *    keypad->matrix_unstable_state.
 * else
 *   Increase the count of number of scans with a stable state.
 */
 if (state_changed) {
  memcpy(keypad->matrix_unstable_state, matrix_volatile_state,
   sizeof(matrix_volatile_state));
  keypad->stable_count = 0;
 } else
  keypad->stable_count++;

 /*
 * If the matrix is not as stable as we want reschedule scan
 * in the near future.
 */
 if (keypad->stable_count < IMX_KEYPAD_SCANS_FOR_STABILITY) {
  mod_timer(&keypad->check_matrix_timer,
     jiffies + msecs_to_jiffies(10));
  return;
 }

 /*
 * If the matrix state is stable, fire the events and save the new
 * stable state. Note, if the matrix is kept stable for longer
 * (keypad->stable_count > IMX_KEYPAD_SCANS_FOR_STABILITY) all
 * events have already been generated.
 */
 if (keypad->stable_count == IMX_KEYPAD_SCANS_FOR_STABILITY) {
  imx_keypad_fire_events(keypad, matrix_volatile_state);

  memcpy(keypad->matrix_stable_state, matrix_volatile_state,
   sizeof(matrix_volatile_state));
 }

 is_zero_matrix = true;
 for (i = 0; i < MAX_MATRIX_KEY_COLS; i++) {
  if (matrix_volatile_state[i] != 0) {
   is_zero_matrix = false;
   break;
  }
 }


 if (is_zero_matrix) {
  /*
 * All keys have been released. Enable only the KDI
 * interrupt for future key presses (clear the KDI
 * status bit and its sync chain before that).
 */
  reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPSR);
  reg_val |= KBD_STAT_KPKD | KBD_STAT_KDSC;
  writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPSR);

  reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPSR);
  reg_val |= KBD_STAT_KDIE;
  reg_val &= ~KBD_STAT_KRIE;
  writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPSR);
 } else {
  /*
 * Some keys are still pressed. Schedule a rescan in
 * attempt to detect multiple key presses and enable
 * the KRI interrupt to react quickly to key release
 * event.
 */
  mod_timer(&keypad->check_matrix_timer,
     jiffies + msecs_to_jiffies(60));

  reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPSR);
  reg_val |= KBD_STAT_KPKR | KBD_STAT_KRSS;
  writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPSR);

  reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPSR);
  reg_val |= KBD_STAT_KRIE;
  reg_val &= ~KBD_STAT_KDIE;
  writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPSR);
 }
}

static irqreturn_t imx_keypad_irq_handler(int irq, void *dev_id)
{
 struct imx_keypad *keypad = dev_id;
 unsigned short reg_val;

 reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPSR);

 /* Disable both interrupt types */
 reg_val &= ~(KBD_STAT_KRIE | KBD_STAT_KDIE);
 /* Clear interrupts status bits */
 reg_val |= KBD_STAT_KPKR | KBD_STAT_KPKD;
 writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPSR);

 if (keypad->enabled) {
  /* The matrix is supposed to be changed */
  keypad->stable_count = 0;

  /* Schedule the scanning procedure near in the future */
  mod_timer(&keypad->check_matrix_timer,
     jiffies + msecs_to_jiffies(2));
 }

 return IRQ_HANDLED;
}

static void imx_keypad_config(struct imx_keypad *keypad)
{
 unsigned short reg_val;

 /*
 * Include enabled rows in interrupt generation (KPCR[7:0])
 * Configure keypad columns as open-drain (KPCR[15:8])
 */
 reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPCR);
 reg_val |= keypad->rows_en_mask & 0xff;  /* rows */
 reg_val |= (keypad->cols_en_mask & 0xff) << 8; /* cols */
 writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPCR);

 /* Write 0's to KPDR[15:8] (Colums) */
 reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPDR);
 reg_val &= 0x00ff;
 writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPDR);

 /* Configure columns as output, rows as input (KDDR[15:0]) */
 writew(0xff00, keypad->mmio_base + KDDR);

 /*
 * Clear Key Depress and Key Release status bit.
 * Clear both synchronizer chain.
 */
 reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPSR);
 reg_val |= KBD_STAT_KPKR | KBD_STAT_KPKD |
     KBD_STAT_KDSC | KBD_STAT_KRSS;
 writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPSR);

 /* Enable KDI and disable KRI (avoid false release events). */
 reg_val |= KBD_STAT_KDIE;
 reg_val &= ~KBD_STAT_KRIE;
 writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPSR);
}

static void imx_keypad_inhibit(struct imx_keypad *keypad)
{
 unsigned short reg_val;

 /* Inhibit KDI and KRI interrupts. */
 reg_val = readw(keypad->mmio_base + KPSR);
 reg_val &= ~(KBD_STAT_KRIE | KBD_STAT_KDIE);
 reg_val |= KBD_STAT_KPKR | KBD_STAT_KPKD;
 writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPSR);

 /* Colums as open drain and disable all rows */
 reg_val = (keypad->cols_en_mask & 0xff) << 8;
 writew(reg_val, keypad->mmio_base + KPCR);
}

static void imx_keypad_close(struct input_dev *dev)
{
 struct imx_keypad *keypad = input_get_drvdata(dev);

 dev_dbg(&dev->dev, ">%s\n", __func__);

 /* Mark keypad as being inactive */
 keypad->enabled = false;
 synchronize_irq(keypad->irq);
 timer_delete_sync(&keypad->check_matrix_timer);

 imx_keypad_inhibit(keypad);

 /* Disable clock unit */
 clk_disable_unprepare(keypad->clk);
}

static int imx_keypad_open(struct input_dev *dev)
{
 struct imx_keypad *keypad = input_get_drvdata(dev);
 int error;

 dev_dbg(&dev->dev, ">%s\n", __func__);

 /* Enable the kpp clock */
 error = clk_prepare_enable(keypad->clk);
 if (error)
  return error;

 /* We became active from now */
 keypad->enabled = true;

 imx_keypad_config(keypad);

 /* Sanity control, not all the rows must be actived now. */
 if ((readw(keypad->mmio_base + KPDR) & keypad->rows_en_mask) == 0) {
  dev_err(&dev->dev,
   "too many keys pressed, control pins initialisation\n");
  goto open_err;
 }

 return 0;

open_err:
 imx_keypad_close(dev);
 return -EIO;
}

static const struct of_device_id imx_keypad_of_match[] = {
 { .compatible = "fsl,imx21-kpp", },
 { /* sentinel */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, imx_keypad_of_match);

static int imx_keypad_probe(struct platform_device *pdev)
{
 struct imx_keypad *keypad;
 struct input_dev *input_dev;
 int irq, error, i, row, col;

 irq = platform_get_irq(pdev, 0);
 if (irq < 0)
  return irq;

 input_dev = devm_input_allocate_device(&pdev->dev);
 if (!input_dev) {
  dev_err(&pdev->dev, "failed to allocate the input device\n");
  return -ENOMEM;
 }

 keypad = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*keypad), GFP_KERNEL);
 if (!keypad) {
  dev_err(&pdev->dev, "not enough memory for driver data\n");
  return -ENOMEM;
 }

 keypad->input_dev = input_dev;
 keypad->irq = irq;
 keypad->stable_count = 0;

 timer_setup(&keypad->check_matrix_timer,
      imx_keypad_check_for_events, 0);

 keypad->mmio_base = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0);
 if (IS_ERR(keypad->mmio_base))
  return PTR_ERR(keypad->mmio_base);

 keypad->clk = devm_clk_get(&pdev->dev, NULL);
 if (IS_ERR(keypad->clk)) {
  dev_err(&pdev->dev, "failed to get keypad clock\n");
  return PTR_ERR(keypad->clk);
 }

 /* Init the Input device */
 input_dev->name = pdev->name;
 input_dev->id.bustype = BUS_HOST;
 input_dev->dev.parent = &pdev->dev;
 input_dev->open = imx_keypad_open;
 input_dev->close = imx_keypad_close;

 error = matrix_keypad_build_keymap(NULL, NULL,
        MAX_MATRIX_KEY_ROWS,
        MAX_MATRIX_KEY_COLS,
        keypad->keycodes, input_dev);
 if (error) {
  dev_err(&pdev->dev, "failed to build keymap\n");
  return error;
 }

 /* Search for rows and cols enabled */
 for (row = 0; row < MAX_MATRIX_KEY_ROWS; row++) {
  for (col = 0; col < MAX_MATRIX_KEY_COLS; col++) {
   i = MATRIX_SCAN_CODE(row, col, MATRIX_ROW_SHIFT);
   if (keypad->keycodes[i] != KEY_RESERVED) {
    keypad->rows_en_mask |= 1 << row;
    keypad->cols_en_mask |= 1 << col;
   }
  }
 }
 dev_dbg(&pdev->dev, "enabled rows mask: %x\n", keypad->rows_en_mask);
 dev_dbg(&pdev->dev, "enabled cols mask: %x\n", keypad->cols_en_mask);

 __set_bit(EV_REP, input_dev->evbit);
 input_set_capability(input_dev, EV_MSC, MSC_SCAN);
 input_set_drvdata(input_dev, keypad);

 /* Ensure that the keypad will stay dormant until opened */
 error = clk_prepare_enable(keypad->clk);
 if (error)
  return error;
 imx_keypad_inhibit(keypad);
 clk_disable_unprepare(keypad->clk);

 error = devm_request_irq(&pdev->dev, irq, imx_keypad_irq_handler, 0,
       pdev->name, keypad);
 if (error) {
  dev_err(&pdev->dev, "failed to request IRQ\n");
  return error;
 }

 /* Register the input device */
 error = input_register_device(input_dev);
 if (error) {
  dev_err(&pdev->dev, "failed to register input device\n");
  return error;
 }

 platform_set_drvdata(pdev, keypad);
 device_init_wakeup(&pdev->dev, 1);

 return 0;
}

static int __maybe_unused imx_kbd_noirq_suspend(struct device *dev)
{
 struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
 struct imx_keypad *kbd = platform_get_drvdata(pdev);
 struct input_dev *input_dev = kbd->input_dev;
 unsigned short reg_val = readw(kbd->mmio_base + KPSR);

 scoped_guard(mutex, &input_dev->mutex) {
  /* imx kbd can wake up system even clock is disabled */
  if (input_device_enabled(input_dev))
   clk_disable_unprepare(kbd->clk);
 }

 if (device_may_wakeup(&pdev->dev)) {
  if (reg_val & KBD_STAT_KPKD)
   reg_val |= KBD_STAT_KRIE;
  if (reg_val & KBD_STAT_KPKR)
   reg_val |= KBD_STAT_KDIE;
  writew(reg_val, kbd->mmio_base + KPSR);

  enable_irq_wake(kbd->irq);
 }

 return 0;
}

static int __maybe_unused imx_kbd_noirq_resume(struct device *dev)
{
 struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
 struct imx_keypad *kbd = platform_get_drvdata(pdev);
 struct input_dev *input_dev = kbd->input_dev;
 int error;

 if (device_may_wakeup(&pdev->dev))
  disable_irq_wake(kbd->irq);

 guard(mutex)(&input_dev->mutex);

 if (input_device_enabled(input_dev)) {
  error = clk_prepare_enable(kbd->clk);
  if (error)
   return error;
 }

 return 0;
}

static const struct dev_pm_ops imx_kbd_pm_ops = {
 SET_NOIRQ_SYSTEM_SLEEP_PM_OPS(imx_kbd_noirq_suspend, imx_kbd_noirq_resume)
};

static struct platform_driver imx_keypad_driver = {
 .driver  = {
  .name = "imx-keypad",
  .pm = &imx_kbd_pm_ops,
  .of_match_table = imx_keypad_of_match,
 },
 .probe  = imx_keypad_probe,
};
module_platform_driver(imx_keypad_driver);

MODULE_AUTHOR("Alberto Panizzo ");
MODULE_DESCRIPTION("IMX Keypad Port Driver");
MODULE_LICENSE("GPL v2");
MODULE_ALIAS("platform:imx-keypad");