Quelle  powermate.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * A driver for the Griffin Technology, Inc. "PowerMate" USB controller dial.
 *
 * v1.1, (c)2002 William R Sowerbutts <will@sowerbutts.com>
 *
 * This device is a anodised aluminium knob which connects over USB. It can measure
 * clockwise and anticlockwise rotation. The dial also acts as a pushbutton with
 * a spring for automatic release. The base contains a pair of LEDs which illuminate
 * the translucent base. It rotates without limit and reports its relative rotation
 * back to the host when polled by the USB controller.
 *
 * Testing with the knob I have has shown that it measures approximately 94 "clicks"
 * for one full rotation. Testing with my High Speed Rotation Actuator (ok, it was
 * a variable speed cordless electric drill) has shown that the device can measure
 * speeds of up to 7 clicks either clockwise or anticlockwise between pollings from
 * the host. If it counts more than 7 clicks before it is polled, it will wrap back
 * to zero and start counting again. This was at quite high speed, however, almost
 * certainly faster than the human hand could turn it. Griffin say that it loses a
 * pulse or two on a direction change; the granularity is so fine that I never
 * noticed this in practice.
 *
 * The device's microcontroller can be programmed to set the LED to either a constant
 * intensity, or to a rhythmic pulsing. Several patterns and speeds are available.
 *
 * Griffin were very happy to provide documentation and free hardware for development.
 *
 * Some userspace tools are available on the web: http://sowerbutts.com/powermate/
 *
 */

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/spinlock.h>
#include <linux/usb/input.h>

#define POWERMATE_VENDOR 0x077d /* Griffin Technology, Inc. */
#define POWERMATE_PRODUCT_NEW 0x0410 /* Griffin PowerMate */
#define POWERMATE_PRODUCT_OLD 0x04AA /* Griffin soundKnob */

#define CONTOUR_VENDOR  0x05f3 /* Contour Design, Inc. */
#define CONTOUR_JOG  0x0240 /* Jog and Shuttle */

/* these are the command codes we send to the device */
#define SET_STATIC_BRIGHTNESS  0x01
#define SET_PULSE_ASLEEP       0x02
#define SET_PULSE_AWAKE        0x03
#define SET_PULSE_MODE         0x04

/* these refer to bits in the powermate_device's requires_update field. */
#define UPDATE_STATIC_BRIGHTNESS (1<<0)
#define UPDATE_PULSE_ASLEEP      (1<<1)
#define UPDATE_PULSE_AWAKE       (1<<2)
#define UPDATE_PULSE_MODE        (1<<3)

/* at least two versions of the hardware exist, with differing payload
   sizes. the first three bytes always contain the "interesting" data in
   the relevant format. */
#define POWERMATE_PAYLOAD_SIZE_MAX 6
#define POWERMATE_PAYLOAD_SIZE_MIN 3
struct powermate_device {
 signed char *data;
 dma_addr_t data_dma;
 struct urb *irq, *config;
 struct usb_ctrlrequest *configcr;
 struct usb_device *udev;
 struct usb_interface *intf;
 struct input_dev *input;
 spinlock_t lock;
 int static_brightness;
 int pulse_speed;
 int pulse_table;
 int pulse_asleep;
 int pulse_awake;
 int requires_update; // physical settings which are out of sync
 char phys[64];
};

static char pm_name_powermate[] = "Griffin PowerMate";
static char pm_name_soundknob[] = "Griffin SoundKnob";

static void powermate_config_complete(struct urb *urb);

/* Callback for data arriving from the PowerMate over the USB interrupt pipe */
static void powermate_irq(struct urb *urb)
{
 struct powermate_device *pm = urb->context;
 struct device *dev = &pm->intf->dev;
 int retval;

 switch (urb->status) {
 case 0:
  /* success */
  break;
 case -ECONNRESET:
 case -ENOENT:
 case -ESHUTDOWN:
  /* this urb is terminated, clean up */
  dev_dbg(dev, "%s - urb shutting down with status: %d\n",
   __func__, urb->status);
  return;
 default:
  dev_dbg(dev, "%s - nonzero urb status received: %d\n",
   __func__, urb->status);
  goto exit;
 }

 /* handle updates to device state */
 input_report_key(pm->input, BTN_0, pm->data[0] & 0x01);
 input_report_rel(pm->input, REL_DIAL, pm->data[1]);
 input_sync(pm->input);

exit:
 retval = usb_submit_urb (urb, GFP_ATOMIC);
 if (retval)
  dev_err(dev, "%s - usb_submit_urb failed with result: %d\n",
   __func__, retval);
}

/* Decide if we need to issue a control message and do so. Must be called with pm->lock taken */
static void powermate_sync_state(struct powermate_device *pm)
{
 if (pm->requires_update == 0)
  return; /* no updates are required */
 if (pm->config->status == -EINPROGRESS)
  return; /* an update is already in progress; it'll issue this update when it completes */

 if (pm->requires_update & UPDATE_PULSE_ASLEEP){
  pm->configcr->wValue = cpu_to_le16( SET_PULSE_ASLEEP );
  pm->configcr->wIndex = cpu_to_le16( pm->pulse_asleep ? 1 : 0 );
  pm->requires_update &= ~UPDATE_PULSE_ASLEEP;
 }else if (pm->requires_update & UPDATE_PULSE_AWAKE){
  pm->configcr->wValue = cpu_to_le16( SET_PULSE_AWAKE );
  pm->configcr->wIndex = cpu_to_le16( pm->pulse_awake ? 1 : 0 );
  pm->requires_update &= ~UPDATE_PULSE_AWAKE;
 }else if (pm->requires_update & UPDATE_PULSE_MODE){
  int op, arg;
  /* the powermate takes an operation and an argument for its pulse algorithm.
   the operation can be:
   0: divide the speed
   1: pulse at normal speed
   2: multiply the speed
   the argument only has an effect for operations 0 and 2, and ranges between
   1 (least effect) to 255 (maximum effect).

   thus, several states are equivalent and are coalesced into one state.

   we map this onto a range from 0 to 510, with:
   0 -- 254    -- use divide (0 = slowest)
   255         -- use normal speed
   256 -- 510  -- use multiple (510 = fastest).

   Only values of 'arg' quite close to 255 are particularly useful/spectacular.
*/
  if (pm->pulse_speed < 255) {
   op = 0;                   // divide
   arg = 255 - pm->pulse_speed;
  } else if (pm->pulse_speed > 255) {
   op = 2;                   // multiply
   arg = pm->pulse_speed - 255;
  } else {
   op = 1;                   // normal speed
   arg = 0;                  // can be any value
  }
  pm->configcr->wValue = cpu_to_le16( (pm->pulse_table << 8) | SET_PULSE_MODE );
  pm->configcr->wIndex = cpu_to_le16( (arg << 8) | op );
  pm->requires_update &= ~UPDATE_PULSE_MODE;
 } else if (pm->requires_update & UPDATE_STATIC_BRIGHTNESS) {
  pm->configcr->wValue = cpu_to_le16( SET_STATIC_BRIGHTNESS );
  pm->configcr->wIndex = cpu_to_le16( pm->static_brightness );
  pm->requires_update &= ~UPDATE_STATIC_BRIGHTNESS;
 } else {
  printk(KERN_ERR "powermate: unknown update required");
  pm->requires_update = 0; /* fudge the bug */
  return;
 }

/* printk("powermate: %04x %04x\n", pm->configcr->wValue, pm->configcr->wIndex); */

 pm->configcr->bRequestType = 0x41; /* vendor request */
 pm->configcr->bRequest = 0x01;
 pm->configcr->wLength = 0;

 usb_fill_control_urb(pm->config, pm->udev, usb_sndctrlpipe(pm->udev, 0),
        (void *) pm->configcr, NULL, 0,
        powermate_config_complete, pm);

 if (usb_submit_urb(pm->config, GFP_ATOMIC))
  printk(KERN_ERR "powermate: usb_submit_urb(config) failed");
}

/* Called when our asynchronous control message completes. We may need to issue another immediately */
static void powermate_config_complete(struct urb *urb)
{
 struct powermate_device *pm = urb->context;

 if (urb->status)
  printk(KERN_ERR "powermate: config urb returned %d\n", urb->status);

 guard(spinlock_irqsave)(&pm->lock);
 powermate_sync_state(pm);
}

/* Set the LED up as described and begin the sync with the hardware if required */
static void powermate_pulse_led(struct powermate_device *pm, int static_brightness, int pulse_speed,
    int pulse_table, int pulse_asleep, int pulse_awake)
{
 if (pulse_speed < 0)
  pulse_speed = 0;
 if (pulse_table < 0)
  pulse_table = 0;
 if (pulse_speed > 510)
  pulse_speed = 510;
 if (pulse_table > 2)
  pulse_table = 2;

 pulse_asleep = !!pulse_asleep;
 pulse_awake = !!pulse_awake;

 guard(spinlock_irqsave)(&pm->lock);

 /* mark state updates which are required */
 if (static_brightness != pm->static_brightness) {
  pm->static_brightness = static_brightness;
  pm->requires_update |= UPDATE_STATIC_BRIGHTNESS;
 }
 if (pulse_asleep != pm->pulse_asleep) {
  pm->pulse_asleep = pulse_asleep;
  pm->requires_update |= (UPDATE_PULSE_ASLEEP | UPDATE_STATIC_BRIGHTNESS);
 }
 if (pulse_awake != pm->pulse_awake) {
  pm->pulse_awake = pulse_awake;
  pm->requires_update |= (UPDATE_PULSE_AWAKE | UPDATE_STATIC_BRIGHTNESS);
 }
 if (pulse_speed != pm->pulse_speed || pulse_table != pm->pulse_table) {
  pm->pulse_speed = pulse_speed;
  pm->pulse_table = pulse_table;
  pm->requires_update |= UPDATE_PULSE_MODE;
 }

 powermate_sync_state(pm);
}

/* Callback from the Input layer when an event arrives from userspace to configure the LED */
static int powermate_input_event(struct input_dev *dev, unsigned int type, unsigned int code, int _value)
{
 unsigned int command = (unsigned int)_value;
 struct powermate_device *pm = input_get_drvdata(dev);

 if (type == EV_MSC && code == MSC_PULSELED){
  /*
    bits  0- 7: 8 bits: LED brightness
    bits  8-16: 9 bits: pulsing speed modifier (0 ... 510); 0-254 = slower, 255 = standard, 256-510 = faster.
    bits 17-18: 2 bits: pulse table (0, 1, 2 valid)
    bit     19: 1 bit : pulse whilst asleep?
    bit     20: 1 bit : pulse constantly?
*/
  int static_brightness = command & 0xFF;   // bits 0-7
  int pulse_speed = (command >> 8) & 0x1FF; // bits 8-16
  int pulse_table = (command >> 17) & 0x3;  // bits 17-18
  int pulse_asleep = (command >> 19) & 0x1; // bit 19
  int pulse_awake  = (command >> 20) & 0x1; // bit 20

  powermate_pulse_led(pm, static_brightness, pulse_speed, pulse_table, pulse_asleep, pulse_awake);
 }

 return 0;
}

static int powermate_alloc_buffers(struct usb_device *udev, struct powermate_device *pm)
{
 pm->data = usb_alloc_coherent(udev, POWERMATE_PAYLOAD_SIZE_MAX,
          GFP_KERNEL, &pm->data_dma);
 if (!pm->data)
  return -1;

 pm->configcr = kmalloc(sizeof(*(pm->configcr)), GFP_KERNEL);
 if (!pm->configcr)
  return -ENOMEM;

 return 0;
}

static void powermate_free_buffers(struct usb_device *udev, struct powermate_device *pm)
{
 usb_free_coherent(udev, POWERMATE_PAYLOAD_SIZE_MAX,
     pm->data, pm->data_dma);
 kfree(pm->configcr);
}

/* Called whenever a USB device matching one in our supported devices table is connected */
static int powermate_probe(struct usb_interface *intf, const struct usb_device_id *id)
{
 struct usb_device *udev = interface_to_usbdev (intf);
 struct usb_host_interface *interface;
 struct usb_endpoint_descriptor *endpoint;
 struct powermate_device *pm;
 struct input_dev *input_dev;
 int pipe, maxp;
 int error = -ENOMEM;

 interface = intf->cur_altsetting;
 if (interface->desc.bNumEndpoints < 1)
  return -EINVAL;

 endpoint = &interface->endpoint[0].desc;
 if (!usb_endpoint_is_int_in(endpoint))
  return -EIO;

 usb_control_msg(udev, usb_sndctrlpipe(udev, 0),
  0x0a, USB_TYPE_CLASS | USB_RECIP_INTERFACE,
  0, interface->desc.bInterfaceNumber, NULL, 0,
  USB_CTRL_SET_TIMEOUT);

 pm = kzalloc(sizeof(*pm), GFP_KERNEL);
 input_dev = input_allocate_device();
 if (!pm || !input_dev)
  goto fail1;

 if (powermate_alloc_buffers(udev, pm))
  goto fail2;

 pm->irq = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);
 if (!pm->irq)
  goto fail2;

 pm->config = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);
 if (!pm->config)
  goto fail3;

 pm->udev = udev;
 pm->intf = intf;
 pm->input = input_dev;

 usb_make_path(udev, pm->phys, sizeof(pm->phys));
 strlcat(pm->phys, "/input0", sizeof(pm->phys));

 spin_lock_init(&pm->lock);

 switch (le16_to_cpu(udev->descriptor.idProduct)) {
 case POWERMATE_PRODUCT_NEW:
  input_dev->name = pm_name_powermate;
  break;
 case POWERMATE_PRODUCT_OLD:
  input_dev->name = pm_name_soundknob;
  break;
 default:
  input_dev->name = pm_name_soundknob;
  printk(KERN_WARNING "powermate: unknown product id %04x\n",
         le16_to_cpu(udev->descriptor.idProduct));
 }

 input_dev->phys = pm->phys;
 usb_to_input_id(udev, &input_dev->id);
 input_dev->dev.parent = &intf->dev;

 input_set_drvdata(input_dev, pm);

 input_dev->event = powermate_input_event;

 input_dev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_KEY) | BIT_MASK(EV_REL) |
  BIT_MASK(EV_MSC);
 input_dev->keybit[BIT_WORD(BTN_0)] = BIT_MASK(BTN_0);
 input_dev->relbit[BIT_WORD(REL_DIAL)] = BIT_MASK(REL_DIAL);
 input_dev->mscbit[BIT_WORD(MSC_PULSELED)] = BIT_MASK(MSC_PULSELED);

 /* get a handle to the interrupt data pipe */
 pipe = usb_rcvintpipe(udev, endpoint->bEndpointAddress);
 maxp = usb_maxpacket(udev, pipe);

 if (maxp < POWERMATE_PAYLOAD_SIZE_MIN || maxp > POWERMATE_PAYLOAD_SIZE_MAX) {
  printk(KERN_WARNING "powermate: Expected payload of %d--%d bytes, found %d bytes!\n",
   POWERMATE_PAYLOAD_SIZE_MIN, POWERMATE_PAYLOAD_SIZE_MAX, maxp);
  maxp = POWERMATE_PAYLOAD_SIZE_MAX;
 }

 usb_fill_int_urb(pm->irq, udev, pipe, pm->data,
    maxp, powermate_irq,
    pm, endpoint->bInterval);
 pm->irq->transfer_dma = pm->data_dma;
 pm->irq->transfer_flags |= URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP;

 /* register our interrupt URB with the USB system */
 if (usb_submit_urb(pm->irq, GFP_KERNEL)) {
  error = -EIO;
  goto fail4;
 }

 error = input_register_device(pm->input);
 if (error)
  goto fail5;


 /* force an update of everything */
 pm->requires_update = UPDATE_PULSE_ASLEEP | UPDATE_PULSE_AWAKE | UPDATE_PULSE_MODE | UPDATE_STATIC_BRIGHTNESS;
 powermate_pulse_led(pm, 0x80, 255, 0, 1, 0); // set default pulse parameters

 usb_set_intfdata(intf, pm);
 return 0;

 fail5: usb_kill_urb(pm->irq);
 fail4: usb_free_urb(pm->config);
 fail3: usb_free_urb(pm->irq);
 fail2: powermate_free_buffers(udev, pm);
 fail1: input_free_device(input_dev);
 kfree(pm);
 return error;
}

/* Called when a USB device we've accepted ownership of is removed */
static void powermate_disconnect(struct usb_interface *intf)
{
 struct powermate_device *pm = usb_get_intfdata (intf);

 usb_set_intfdata(intf, NULL);
 if (pm) {
  pm->requires_update = 0;
  usb_kill_urb(pm->irq);
  input_unregister_device(pm->input);
  usb_kill_urb(pm->config);
  usb_free_urb(pm->irq);
  usb_free_urb(pm->config);
  powermate_free_buffers(interface_to_usbdev(intf), pm);

  kfree(pm);
 }
}

static const struct usb_device_id powermate_devices[] = {
 { USB_DEVICE(POWERMATE_VENDOR, POWERMATE_PRODUCT_NEW) },
 { USB_DEVICE(POWERMATE_VENDOR, POWERMATE_PRODUCT_OLD) },
 { USB_DEVICE(CONTOUR_VENDOR, CONTOUR_JOG) },
 { } /* Terminating entry */
};

MODULE_DEVICE_TABLE (usb, powermate_devices);

static struct usb_driver powermate_driver = {
        .name =         "powermate",
        .probe =        powermate_probe,
        .disconnect =   powermate_disconnect,
        .id_table =     powermate_devices,
};

module_usb_driver(powermate_driver);

MODULE_AUTHOR( "William R Sowerbutts" );
MODULE_DESCRIPTION( "Griffin Technology, Inc PowerMate driver" );
MODULE_LICENSE("GPL");