Quelle  matrix_keypad.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 *  GPIO driven matrix keyboard driver
 *
 *  Copyright (c) 2008 Marek Vasut <marek.vasut@gmail.com>
 *
 *  Based on corgikbd.c
 */

#include <linux/types.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/jiffies.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/input/matrix_keypad.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/of.h>

struct matrix_keypad {
 struct input_dev *input_dev;
 unsigned int row_shift;

 unsigned int col_scan_delay_us;
 unsigned int all_cols_on_delay_us;
 /* key debounce interval in milli-second */
 unsigned int debounce_ms;
 bool drive_inactive_cols;

 struct gpio_desc *row_gpios[MATRIX_MAX_ROWS];
 unsigned int num_row_gpios;

 struct gpio_desc *col_gpios[MATRIX_MAX_ROWS];
 unsigned int num_col_gpios;

 unsigned int row_irqs[MATRIX_MAX_ROWS];
 DECLARE_BITMAP(wakeup_enabled_irqs, MATRIX_MAX_ROWS);

 uint32_t last_key_state[MATRIX_MAX_COLS];
 struct delayed_work work;
 spinlock_t lock;
 bool scan_pending;
 bool stopped;
};

/*
 * NOTE: If drive_inactive_cols is false, then the GPIO has to be put into
 * HiZ when de-activated to cause minmal side effect when scanning other
 * columns. In that case it is configured here to be input, otherwise it is
 * driven with the inactive value.
 */
static void __activate_col(struct matrix_keypad *keypad, int col, bool on)
{
 if (on) {
  gpiod_direction_output(keypad->col_gpios[col], 1);
 } else {
  gpiod_set_value_cansleep(keypad->col_gpios[col], 0);
  if (!keypad->drive_inactive_cols)
   gpiod_direction_input(keypad->col_gpios[col]);
 }
}

static void activate_col(struct matrix_keypad *keypad, int col, bool on)
{
 __activate_col(keypad, col, on);

 if (on && keypad->col_scan_delay_us)
  fsleep(keypad->col_scan_delay_us);
}

static void activate_all_cols(struct matrix_keypad *keypad, bool on)
{
 int col;

 for (col = 0; col < keypad->num_col_gpios; col++)
  __activate_col(keypad, col, on);

 if (on && keypad->all_cols_on_delay_us)
  fsleep(keypad->all_cols_on_delay_us);
}

static bool row_asserted(struct matrix_keypad *keypad, int row)
{
 return gpiod_get_value_cansleep(keypad->row_gpios[row]);
}

static void enable_row_irqs(struct matrix_keypad *keypad)
{
 int i;

 for (i = 0; i < keypad->num_row_gpios; i++)
  enable_irq(keypad->row_irqs[i]);
}

static void disable_row_irqs(struct matrix_keypad *keypad)
{
 int i;

 for (i = 0; i < keypad->num_row_gpios; i++)
  disable_irq_nosync(keypad->row_irqs[i]);
}

static uint32_t read_row_state(struct matrix_keypad *keypad)
{
 int row;
 u32 row_state = 0;

 for (row = 0; row < keypad->num_row_gpios; row++)
  row_state |= row_asserted(keypad, row) ? BIT(row) : 0;
 return row_state;
}

/*
 * This gets the keys from keyboard and reports it to input subsystem
 */
static void matrix_keypad_scan(struct work_struct *work)
{
 struct matrix_keypad *keypad =
  container_of(work, struct matrix_keypad, work.work);
 struct input_dev *input_dev = keypad->input_dev;
 const unsigned short *keycodes = input_dev->keycode;
 uint32_t new_state[MATRIX_MAX_COLS];
 int row, col, code;
 u32 init_row_state, new_row_state;

 /* read initial row state to detect changes between scan */
 init_row_state = read_row_state(keypad);

 /* de-activate all columns for scanning */
 activate_all_cols(keypad, false);

 memset(new_state, 0, sizeof(new_state));

 for (row = 0; row < keypad->num_row_gpios; row++)
  gpiod_direction_input(keypad->row_gpios[row]);

 /* assert each column and read the row status out */
 for (col = 0; col < keypad->num_col_gpios; col++) {

  activate_col(keypad, col, true);

  new_state[col] = read_row_state(keypad);

  activate_col(keypad, col, false);
 }

 for (col = 0; col < keypad->num_col_gpios; col++) {
  uint32_t bits_changed;

  bits_changed = keypad->last_key_state[col] ^ new_state[col];
  if (bits_changed == 0)
   continue;

  for (row = 0; row < keypad->num_row_gpios; row++) {
   if (!(bits_changed & BIT(row)))
    continue;

   code = MATRIX_SCAN_CODE(row, col, keypad->row_shift);
   input_event(input_dev, EV_MSC, MSC_SCAN, code);
   input_report_key(input_dev,
      keycodes[code],
      new_state[col] & (1 << row));
  }
 }
 input_sync(input_dev);

 memcpy(keypad->last_key_state, new_state, sizeof(new_state));

 activate_all_cols(keypad, true);

 /* Enable IRQs again */
 scoped_guard(spinlock_irq, &keypad->lock) {
  keypad->scan_pending = false;
  enable_row_irqs(keypad);
 }

 /* read new row state and detect if value has changed */
 new_row_state = read_row_state(keypad);
 if (init_row_state != new_row_state) {
  guard(spinlock_irq)(&keypad->lock);
  if (unlikely(keypad->scan_pending || keypad->stopped))
   return;
  disable_row_irqs(keypad);
  keypad->scan_pending = true;
  schedule_delayed_work(&keypad->work,
          msecs_to_jiffies(keypad->debounce_ms));
 }
}

static irqreturn_t matrix_keypad_interrupt(int irq, void *id)
{
 struct matrix_keypad *keypad = id;

 guard(spinlock_irqsave)(&keypad->lock);

 /*
 * See if another IRQ beaten us to it and scheduled the
 * scan already. In that case we should not try to
 * disable IRQs again.
 */
 if (unlikely(keypad->scan_pending || keypad->stopped))
  goto out;

 disable_row_irqs(keypad);
 keypad->scan_pending = true;
 schedule_delayed_work(&keypad->work,
         msecs_to_jiffies(keypad->debounce_ms));

out:
 return IRQ_HANDLED;
}

static int matrix_keypad_start(struct input_dev *dev)
{
 struct matrix_keypad *keypad = input_get_drvdata(dev);

 keypad->stopped = false;
 mb();

 /*
 * Schedule an immediate key scan to capture current key state;
 * columns will be activated and IRQs be enabled after the scan.
 */
 schedule_delayed_work(&keypad->work, 0);

 return 0;
}

static void matrix_keypad_stop(struct input_dev *dev)
{
 struct matrix_keypad *keypad = input_get_drvdata(dev);

 scoped_guard(spinlock_irq, &keypad->lock) {
  keypad->stopped = true;
 }

 flush_delayed_work(&keypad->work);
 /*
 * matrix_keypad_scan() will leave IRQs enabled;
 * we should disable them now.
 */
 disable_row_irqs(keypad);
}

static void matrix_keypad_enable_wakeup(struct matrix_keypad *keypad)
{
 int i;

 for_each_clear_bit(i, keypad->wakeup_enabled_irqs,
      keypad->num_row_gpios)
  if (enable_irq_wake(keypad->row_irqs[i]) == 0)
   __set_bit(i, keypad->wakeup_enabled_irqs);
}

static void matrix_keypad_disable_wakeup(struct matrix_keypad *keypad)
{
 int i;

 for_each_set_bit(i, keypad->wakeup_enabled_irqs,
    keypad->num_row_gpios) {
  disable_irq_wake(keypad->row_irqs[i]);
  __clear_bit(i, keypad->wakeup_enabled_irqs);
 }
}

static int matrix_keypad_suspend(struct device *dev)
{
 struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
 struct matrix_keypad *keypad = platform_get_drvdata(pdev);

 matrix_keypad_stop(keypad->input_dev);

 if (device_may_wakeup(&pdev->dev))
  matrix_keypad_enable_wakeup(keypad);

 return 0;
}

static int matrix_keypad_resume(struct device *dev)
{
 struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
 struct matrix_keypad *keypad = platform_get_drvdata(pdev);

 if (device_may_wakeup(&pdev->dev))
  matrix_keypad_disable_wakeup(keypad);

 matrix_keypad_start(keypad->input_dev);

 return 0;
}

static DEFINE_SIMPLE_DEV_PM_OPS(matrix_keypad_pm_ops,
    matrix_keypad_suspend, matrix_keypad_resume);

static int matrix_keypad_init_gpio(struct platform_device *pdev,
       struct matrix_keypad *keypad)
{
 bool active_low;
 int nrow, ncol;
 int err;
 int i;

 nrow = gpiod_count(&pdev->dev, "row");
 ncol = gpiod_count(&pdev->dev, "col");
 if (nrow < 0 || ncol < 0) {
  dev_err(&pdev->dev, "missing row or column GPIOs\n");
  return -EINVAL;
 }

 keypad->num_row_gpios = nrow;
 keypad->num_col_gpios = ncol;

 active_low = device_property_read_bool(&pdev->dev, "gpio-activelow");

 /* initialize strobe lines as outputs, activated */
 for (i = 0; i < keypad->num_col_gpios; i++) {
  keypad->col_gpios[i] = devm_gpiod_get_index(&pdev->dev, "col",
           i, GPIOD_ASIS);
  err = PTR_ERR_OR_ZERO(keypad->col_gpios[i]);
  if (err) {
   dev_err(&pdev->dev,
    "failed to request GPIO for COL%d: %d\n",
    i, err);
   return err;
  }

  gpiod_set_consumer_name(keypad->col_gpios[i], "matrix_kbd_col");

  if (active_low ^ gpiod_is_active_low(keypad->col_gpios[i]))
   gpiod_toggle_active_low(keypad->col_gpios[i]);

  gpiod_direction_output(keypad->col_gpios[i], 1);
 }

 for (i = 0; i < keypad->num_row_gpios; i++) {
  keypad->row_gpios[i] = devm_gpiod_get_index(&pdev->dev, "row",
           i, GPIOD_IN);
  err = PTR_ERR_OR_ZERO(keypad->row_gpios[i]);
  if (err) {
   dev_err(&pdev->dev,
    "failed to request GPIO for ROW%d: %d\n",
    i, err);
   return err;
  }

  gpiod_set_consumer_name(keypad->row_gpios[i], "matrix_kbd_row");

  if (active_low ^ gpiod_is_active_low(keypad->row_gpios[i]))
   gpiod_toggle_active_low(keypad->row_gpios[i]);
 }

 return 0;
}

static int matrix_keypad_setup_interrupts(struct platform_device *pdev,
       struct matrix_keypad *keypad)
{
 int err;
 int irq;
 int i;

 for (i = 0; i < keypad->num_row_gpios; i++) {
  irq = gpiod_to_irq(keypad->row_gpios[i]);
  if (irq < 0) {
   err = irq;
   dev_err(&pdev->dev,
    "Unable to convert GPIO line %i to irq: %d\n",
    i, err);
   return err;
  }

  err = devm_request_any_context_irq(&pdev->dev, irq,
         matrix_keypad_interrupt,
         IRQF_TRIGGER_RISING |
       IRQF_TRIGGER_FALLING,
         "matrix-keypad", keypad);
  if (err < 0) {
   dev_err(&pdev->dev,
    "Unable to acquire interrupt for row %i: %d\n",
    i, err);
   return err;
  }

  keypad->row_irqs[i] = irq;
 }

 /* initialized as disabled - enabled by input->open */
 disable_row_irqs(keypad);

 return 0;
}

static int matrix_keypad_probe(struct platform_device *pdev)
{
 struct matrix_keypad *keypad;
 struct input_dev *input_dev;
 bool wakeup;
 int err;

 keypad = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*keypad), GFP_KERNEL);
 if (!keypad)
  return -ENOMEM;

 input_dev = devm_input_allocate_device(&pdev->dev);
 if (!input_dev)
  return -ENOMEM;

 keypad->input_dev = input_dev;
 keypad->stopped = true;
 INIT_DELAYED_WORK(&keypad->work, matrix_keypad_scan);
 spin_lock_init(&keypad->lock);

 keypad->drive_inactive_cols =
  device_property_read_bool(&pdev->dev, "drive-inactive-cols");
 device_property_read_u32(&pdev->dev, "debounce-delay-ms",
     &keypad->debounce_ms);
 device_property_read_u32(&pdev->dev, "col-scan-delay-us",
     &keypad->col_scan_delay_us);
 device_property_read_u32(&pdev->dev, "all-cols-on-delay-us",
     &keypad->all_cols_on_delay_us);

 err = matrix_keypad_init_gpio(pdev, keypad);
 if (err)
  return err;

 keypad->row_shift = get_count_order(keypad->num_col_gpios);

 err = matrix_keypad_setup_interrupts(pdev, keypad);
 if (err)
  return err;

 input_dev->name  = pdev->name;
 input_dev->id.bustype = BUS_HOST;
 input_dev->open  = matrix_keypad_start;
 input_dev->close = matrix_keypad_stop;

 err = matrix_keypad_build_keymap(NULL, NULL,
      keypad->num_row_gpios,
      keypad->num_col_gpios,
      NULL, input_dev);
 if (err) {
  dev_err(&pdev->dev, "failed to build keymap\n");
  return -ENOMEM;
 }

 if (!device_property_read_bool(&pdev->dev, "linux,no-autorepeat"))
  __set_bit(EV_REP, input_dev->evbit);

 input_set_capability(input_dev, EV_MSC, MSC_SCAN);
 input_set_drvdata(input_dev, keypad);

 err = input_register_device(keypad->input_dev);
 if (err)
  return err;

 wakeup = device_property_read_bool(&pdev->dev, "wakeup-source") ||
   /* legacy */
   device_property_read_bool(&pdev->dev, "linux,wakeup");
 device_init_wakeup(&pdev->dev, wakeup);

 platform_set_drvdata(pdev, keypad);

 return 0;
}

#ifdef CONFIG_OF
static const struct of_device_id matrix_keypad_dt_match[] = {
 { .compatible = "gpio-matrix-keypad" },
 { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, matrix_keypad_dt_match);
#endif

static struct platform_driver matrix_keypad_driver = {
 .probe  = matrix_keypad_probe,
 .driver  = {
  .name = "matrix-keypad",
  .pm = pm_sleep_ptr(&matrix_keypad_pm_ops),
  .of_match_table = of_match_ptr(matrix_keypad_dt_match),
 },
};
module_platform_driver(matrix_keypad_driver);

MODULE_AUTHOR("Marek Vasut ");
MODULE_DESCRIPTION("GPIO Driven Matrix Keypad Driver");
MODULE_LICENSE("GPL v2");
MODULE_ALIAS("platform:matrix-keypad");