Quelle  panel-mipi-dbi.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * DRM driver for MIPI DBI compatible display panels
 *
 * Copyright 2022 Noralf Trønnes
 */

#include <linux/backlight.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/firmware.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/property.h>
#include <linux/regulator/consumer.h>
#include <linux/spi/spi.h>

#include <drm/clients/drm_client_setup.h>
#include <drm/drm_atomic_helper.h>
#include <drm/drm_drv.h>
#include <drm/drm_fbdev_dma.h>
#include <drm/drm_gem_atomic_helper.h>
#include <drm/drm_gem_dma_helper.h>
#include <drm/drm_managed.h>
#include <drm/drm_mipi_dbi.h>
#include <drm/drm_modes.h>
#include <drm/drm_modeset_helper.h>

#include <video/mipi_display.h>

struct panel_mipi_dbi_format {
 const char *name;
 u32 fourcc;
 unsigned int bpp;
};

static const struct panel_mipi_dbi_format panel_mipi_dbi_formats[] = {
 { "r5g6b5", DRM_FORMAT_RGB565, 16 },
 { "b6x2g6x2r6x2", DRM_FORMAT_RGB888, 24 },
};

static int panel_mipi_dbi_get_format(struct device *dev, u32 *formats, unsigned int *bpp)
{
 const char *format_name;
 unsigned int i;
 int ret;

 formats[1] = DRM_FORMAT_XRGB8888;

 ret = device_property_read_string(dev, "format", &format_name);
 if (ret) {
  /* Old Device Trees don't have this property */
  formats[0] = DRM_FORMAT_RGB565;
  *bpp = 16;
  return 0;
 }

 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(panel_mipi_dbi_formats); i++) {
  const struct panel_mipi_dbi_format *format = &panel_mipi_dbi_formats[i];

  if (strcmp(format_name, format->name))
   continue;

  formats[0] = format->fourcc;
  *bpp = format->bpp;
  return 0;
 }

 dev_err(dev, "Pixel format is not supported: '%s'\n", format_name);

 return -EINVAL;
}

static const u8 panel_mipi_dbi_magic[15] = { 'M', 'I', 'P', 'I', ' ', 'D', 'B', 'I',
          0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };

/*
 * The display controller configuration is stored in a firmware file.
 * The Device Tree 'compatible' property value with a '.bin' suffix is passed
 * to request_firmware() to fetch this file.
 */
struct panel_mipi_dbi_config {
 /* Magic string: panel_mipi_dbi_magic */
 u8 magic[15];

 /* Config file format version */
 u8 file_format_version;

 /*
 * MIPI commands to execute when the display pipeline is enabled.
 * This is used to configure the display controller.
 *
 * The commands are stored in a byte array with the format:
 *     command, num_parameters, [ parameter, ...], command, ...
 *
 * Some commands require a pause before the next command can be received.
 * Inserting a delay in the command sequence is done by using the NOP command with one
 * parameter: delay in miliseconds (the No Operation command is part of the MIPI Display
 * Command Set where it has no parameters).
 *
 * Example:
 *     command 0x11
 *     sleep 120ms
 *     command 0xb1 parameters 0x01, 0x2c, 0x2d
 *     command 0x29
 *
 * Byte sequence:
 *     0x11 0x00
 *     0x00 0x01 0x78
 *     0xb1 0x03 0x01 0x2c 0x2d
 *     0x29 0x00
 */
 u8 commands[];
};

struct panel_mipi_dbi_commands {
 const u8 *buf;
 size_t len;
};

static struct panel_mipi_dbi_commands *
panel_mipi_dbi_check_commands(struct device *dev, const struct firmware *fw)
{
 const struct panel_mipi_dbi_config *config = (struct panel_mipi_dbi_config *)fw->data;
 struct panel_mipi_dbi_commands *commands;
 size_t size = fw->size, commands_len;
 unsigned int i = 0;

 if (size < sizeof(*config) + 2) { /* At least 1 command */
  dev_err(dev, "config: file size=%zu is too small\n", size);
  return ERR_PTR(-EINVAL);
 }

 if (memcmp(config->magic, panel_mipi_dbi_magic, sizeof(config->magic))) {
  dev_err(dev, "config: Bad magic: %15ph\n", config->magic);
  return ERR_PTR(-EINVAL);
 }

 if (config->file_format_version != 1) {
  dev_err(dev, "config: version=%u is not supported\n", config->file_format_version);
  return ERR_PTR(-EINVAL);
 }

 drm_dev_dbg(dev, DRM_UT_DRIVER, "size=%zu version=%u\n", size, config->file_format_version);

 commands_len = size - sizeof(*config);

 while ((i + 1) < commands_len) {
  u8 command = config->commands[i++];
  u8 num_parameters = config->commands[i++];
  const u8 *parameters = &config->commands[i];

  i += num_parameters;
  if (i > commands_len) {
   dev_err(dev, "config: command=0x%02x num_parameters=%u overflows\n",
    command, num_parameters);
   return ERR_PTR(-EINVAL);
  }

  if (command == 0x00 && num_parameters == 1)
   drm_dev_dbg(dev, DRM_UT_DRIVER, "sleep %ums\n", parameters[0]);
  else
   drm_dev_dbg(dev, DRM_UT_DRIVER, "command %02x %*ph\n",
        command, num_parameters, parameters);
 }

 if (i != commands_len) {
  dev_err(dev, "config: malformed command array\n");
  return ERR_PTR(-EINVAL);
 }

 commands = devm_kzalloc(dev, sizeof(*commands), GFP_KERNEL);
 if (!commands)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 commands->len = commands_len;
 commands->buf = devm_kmemdup(dev, config->commands, commands->len, GFP_KERNEL);
 if (!commands->buf)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 return commands;
}

static struct panel_mipi_dbi_commands *panel_mipi_dbi_commands_from_fw(struct device *dev)
{
 struct panel_mipi_dbi_commands *commands;
 const struct firmware *fw;
 const char *compatible;
 char fw_name[40];
 int ret;

 ret = of_property_read_string_index(dev->of_node, "compatible", 0, &compatible);
 if (ret)
  return ERR_PTR(ret);

 snprintf(fw_name, sizeof(fw_name), "%s.bin", compatible);
 ret = request_firmware(&fw, fw_name, dev);
 if (ret) {
  dev_err(dev, "No config file found for compatible '%s' (error=%d)\n",
   compatible, ret);

  return ERR_PTR(ret);
 }

 commands = panel_mipi_dbi_check_commands(dev, fw);
 release_firmware(fw);

 return commands;
}

static void panel_mipi_dbi_commands_execute(struct mipi_dbi *dbi,
         struct panel_mipi_dbi_commands *commands)
{
 unsigned int i = 0;

 if (!commands)
  return;

 while (i < commands->len) {
  u8 command = commands->buf[i++];
  u8 num_parameters = commands->buf[i++];
  const u8 *parameters = &commands->buf[i];

  if (command == 0x00 && num_parameters == 1)
   msleep(parameters[0]);
  else if (num_parameters)
   mipi_dbi_command_stackbuf(dbi, command, parameters, num_parameters);
  else
   mipi_dbi_command(dbi, command);

  i += num_parameters;
 }
}

static void panel_mipi_dbi_enable(struct drm_simple_display_pipe *pipe,
      struct drm_crtc_state *crtc_state,
      struct drm_plane_state *plane_state)
{
 struct mipi_dbi_dev *dbidev = drm_to_mipi_dbi_dev(pipe->crtc.dev);
 struct mipi_dbi *dbi = &dbidev->dbi;
 int ret, idx;

 if (!drm_dev_enter(pipe->crtc.dev, &idx))
  return;

 drm_dbg(pipe->crtc.dev, "\n");

 ret = mipi_dbi_poweron_conditional_reset(dbidev);
 if (ret < 0)
  goto out_exit;
 if (!ret)
  panel_mipi_dbi_commands_execute(dbi, dbidev->driver_private);

 mipi_dbi_enable_flush(dbidev, crtc_state, plane_state);
out_exit:
 drm_dev_exit(idx);
}

static const struct drm_simple_display_pipe_funcs panel_mipi_dbi_pipe_funcs = {
 DRM_MIPI_DBI_SIMPLE_DISPLAY_PIPE_FUNCS(panel_mipi_dbi_enable),
};

DEFINE_DRM_GEM_DMA_FOPS(panel_mipi_dbi_fops);

static const struct drm_driver panel_mipi_dbi_driver = {
 .driver_features = DRIVER_GEM | DRIVER_MODESET | DRIVER_ATOMIC,
 .fops   = &panel_mipi_dbi_fops,
 DRM_GEM_DMA_DRIVER_OPS_VMAP,
 DRM_FBDEV_DMA_DRIVER_OPS,
 .debugfs_init  = mipi_dbi_debugfs_init,
 .name   = "panel-mipi-dbi",
 .desc   = "MIPI DBI compatible display panel",
 .major   = 1,
 .minor   = 0,
};

static int panel_mipi_dbi_get_mode(struct mipi_dbi_dev *dbidev, struct drm_display_mode *mode)
{
 struct device *dev = dbidev->drm.dev;
 u16 hback_porch, vback_porch;
 int ret;

 ret = of_get_drm_panel_display_mode(dev->of_node, mode, NULL);
 if (ret) {
  dev_err(dev, "%pOF: failed to get panel-timing (error=%d)\n", dev->of_node, ret);
  return ret;
 }

 mode->type = DRM_MODE_TYPE_DRIVER | DRM_MODE_TYPE_PREFERRED;

 hback_porch = mode->htotal - mode->hsync_end;
 vback_porch = mode->vtotal - mode->vsync_end;

 /*
 * Make sure width and height are set and that only back porch and
 * pixelclock are set in the other timing values. Also check that
 * width and height don't exceed the 16-bit value specified by MIPI DCS.
 */
 if (!mode->hdisplay || !mode->vdisplay || mode->flags ||
     mode->hsync_end > mode->hdisplay || (hback_porch + mode->hdisplay) > 0xffff ||
     mode->vsync_end > mode->vdisplay || (vback_porch + mode->vdisplay) > 0xffff) {
  dev_err(dev, "%pOF: panel-timing out of bounds\n", dev->of_node);
  return -EINVAL;
 }

 /* The driver doesn't use the pixel clock but it is mandatory so fake one if not set */
 if (!mode->clock)
  mode->clock = mode->htotal * mode->vtotal * 60 / 1000;

 dbidev->top_offset = vback_porch;
 dbidev->left_offset = hback_porch;

 return 0;
}

static int panel_mipi_dbi_spi_probe(struct spi_device *spi)
{
 struct device *dev = &spi->dev;
 struct drm_display_mode mode;
 struct mipi_dbi_dev *dbidev;
 struct drm_device *drm;
 struct mipi_dbi *dbi;
 struct gpio_desc *dc;
 unsigned int bpp;
 size_t buf_size;
 u32 formats[2];
 int ret;

 dbidev = devm_drm_dev_alloc(dev, &panel_mipi_dbi_driver, struct mipi_dbi_dev, drm);
 if (IS_ERR(dbidev))
  return PTR_ERR(dbidev);

 dbi = &dbidev->dbi;
 drm = &dbidev->drm;

 ret = panel_mipi_dbi_get_mode(dbidev, &mode);
 if (ret)
  return ret;

 dbidev->regulator = devm_regulator_get(dev, "power");
 if (IS_ERR(dbidev->regulator))
  return dev_err_probe(dev, PTR_ERR(dbidev->regulator),
         "Failed to get regulator 'power'\n");

 dbidev->io_regulator = devm_regulator_get(dev, "io");
 if (IS_ERR(dbidev->io_regulator))
  return dev_err_probe(dev, PTR_ERR(dbidev->io_regulator),
         "Failed to get regulator 'io'\n");

 dbidev->backlight = devm_of_find_backlight(dev);
 if (IS_ERR(dbidev->backlight))
  return dev_err_probe(dev, PTR_ERR(dbidev->backlight), "Failed to get backlight\n");

 dbi->reset = devm_gpiod_get_optional(dev, "reset", GPIOD_OUT_HIGH);
 if (IS_ERR(dbi->reset))
  return dev_err_probe(dev, PTR_ERR(dbi->reset), "Failed to get GPIO 'reset'\n");

 /* Multiple panels can share the "dc" GPIO, but only if they are on the same SPI bus! */
 dc = devm_gpiod_get_optional(dev, "dc", GPIOD_OUT_LOW | GPIOD_FLAGS_BIT_NONEXCLUSIVE);
 if (IS_ERR(dc))
  return dev_err_probe(dev, PTR_ERR(dc), "Failed to get GPIO 'dc'\n");

 ret = mipi_dbi_spi_init(spi, dbi, dc);
 if (ret)
  return ret;

 if (device_property_present(dev, "write-only"))
  dbi->read_commands = NULL;

 dbidev->driver_private = panel_mipi_dbi_commands_from_fw(dev);
 if (IS_ERR(dbidev->driver_private))
  return PTR_ERR(dbidev->driver_private);

 ret = panel_mipi_dbi_get_format(dev, formats, &bpp);
 if (ret)
  return ret;

 buf_size = DIV_ROUND_UP(mode.hdisplay * mode.vdisplay * bpp, 8);
 ret = mipi_dbi_dev_init_with_formats(dbidev, &panel_mipi_dbi_pipe_funcs,
          formats, ARRAY_SIZE(formats),
          &mode, 0, buf_size);
 if (ret)
  return ret;

 drm_mode_config_reset(drm);

 ret = drm_dev_register(drm, 0);
 if (ret)
  return ret;

 spi_set_drvdata(spi, drm);

 if (bpp == 16)
  drm_client_setup_with_fourcc(drm, DRM_FORMAT_RGB565);
 else
  drm_client_setup_with_fourcc(drm, DRM_FORMAT_RGB888);

 return 0;
}

static void panel_mipi_dbi_spi_remove(struct spi_device *spi)
{
 struct drm_device *drm = spi_get_drvdata(spi);

 drm_dev_unplug(drm);
 drm_atomic_helper_shutdown(drm);
}

static void panel_mipi_dbi_spi_shutdown(struct spi_device *spi)
{
 drm_atomic_helper_shutdown(spi_get_drvdata(spi));
}

static int __maybe_unused panel_mipi_dbi_pm_suspend(struct device *dev)
{
 return drm_mode_config_helper_suspend(dev_get_drvdata(dev));
}

static int __maybe_unused panel_mipi_dbi_pm_resume(struct device *dev)
{
 drm_mode_config_helper_resume(dev_get_drvdata(dev));

 return 0;
}

static const struct dev_pm_ops panel_mipi_dbi_pm_ops = {
 SET_SYSTEM_SLEEP_PM_OPS(panel_mipi_dbi_pm_suspend, panel_mipi_dbi_pm_resume)
};

static const struct of_device_id panel_mipi_dbi_spi_of_match[] = {
 { .compatible = "panel-mipi-dbi-spi" },
 {},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, panel_mipi_dbi_spi_of_match);

static const struct spi_device_id panel_mipi_dbi_spi_id[] = {
 { "panel-mipi-dbi-spi", 0 },
 { },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(spi, panel_mipi_dbi_spi_id);

static struct spi_driver panel_mipi_dbi_spi_driver = {
 .driver = {
  .name = "panel-mipi-dbi-spi",
  .of_match_table = panel_mipi_dbi_spi_of_match,
  .pm = &panel_mipi_dbi_pm_ops,
 },
 .id_table = panel_mipi_dbi_spi_id,
 .probe = panel_mipi_dbi_spi_probe,
 .remove = panel_mipi_dbi_spi_remove,
 .shutdown = panel_mipi_dbi_spi_shutdown,
};
module_spi_driver(panel_mipi_dbi_spi_driver);

MODULE_DESCRIPTION("MIPI DBI compatible display panel driver");
MODULE_AUTHOR("Noralf Trønnes");
MODULE_LICENSE("GPL");