]> git.dujemihanovic.xyz Git - u-boot.git/commitdiff
input: apple: Add support for Apple SPI keyboard
authorMark Kettenis <kettenis@openbsd.org>
Sun, 23 Jan 2022 15:48:13 +0000 (16:48 +0100)
committerTom Rini <trini@konsulko.com>
Thu, 10 Feb 2022 21:44:23 +0000 (16:44 -0500)
This driver adds support for the keyboard on Apple Silicon laptops.
The controller for this keyboard sits on an SPI bus and uses an
Apple-specific HID over SPI protocol. The packets sent by this
controller for key presses and key releases are fairly simple and
are decoded directly by the code in this driver and converted into
standard Linux keycodes. The same controller handles the touchpad
found on these laptops.  Packets for touchpad events are simply
ignored.

Signed-off-by: Mark Kettenis <kettenis@openbsd.org>
Reviewed-by: Simon Glass <sjg@chromium.org>
Tested on: Macbook Air M1
Tested-by: Simon Glass <sjg@chromium.org>
configs/apple_m1_defconfig
drivers/input/Kconfig
drivers/input/Makefile
drivers/input/apple_spi_kbd.c [new file with mode: 0644]
include/configs/apple.h

index 1528217b1785b70eb1791e30ce052015764a6910..433cc62334017fee1cbe24d44e81f96db9915ad5 100644 (file)
@@ -15,5 +15,6 @@ CONFIG_NVME_APPLE=y
 CONFIG_USB_XHCI_HCD=y
 CONFIG_USB_XHCI_DWC3=y
 CONFIG_USB_KEYBOARD=y
+CONFIG_APPLE_SPI_KEYB=y
 CONFIG_VIDEO_SIMPLE=y
 # CONFIG_GENERATE_SMBIOS_TABLE is not set
index 0b753f37bf49adfd8425a750b6ce861cd8c581e7..2718b3674a58bc617219f33bad98b14bf5345d4a 100644 (file)
@@ -47,6 +47,14 @@ config KEYBOARD
          and is only used by novena. For new boards, use driver model
          instead.
 
+config APPLE_SPI_KEYB
+       bool "Enable Apple SPI keyboard support"
+       depends on DM_KEYBOARD && DM_SPI
+       help
+         This adds a driver for the keyboards found on various
+         laptops based on Apple SoCs. These keyboards use an
+         Apple-specific HID-over-SPI protocol.
+
 config CROS_EC_KEYB
        bool "Enable Chrome OS EC keyboard support"
        depends on INPUT
index e440c921e4ebcacc21d6f547883b3e3053b9fc9b..b1133f772f23dad18e52ae33c38216e03a2adf7e 100644 (file)
@@ -10,6 +10,7 @@ obj-$(CONFIG_$(SPL_TPL_)DM_KEYBOARD) += input.o keyboard-uclass.o
 
 ifndef CONFIG_SPL_BUILD
 
+obj-$(CONFIG_APPLE_SPI_KEYB) += apple_spi_kbd.o
 obj-$(CONFIG_I8042_KEYB) += i8042.o
 obj-$(CONFIG_TEGRA_KEYBOARD) += input.o tegra-kbc.o
 obj-$(CONFIG_TWL4030_INPUT) += twl4030.o
diff --git a/drivers/input/apple_spi_kbd.c b/drivers/input/apple_spi_kbd.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..7cf12f4
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,271 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
+/*
+ * Copyright (C) 2021 Mark Kettenis <kettenis@openbsd.org>
+ */
+
+#include <common.h>
+#include <dm.h>
+#include <keyboard.h>
+#include <spi.h>
+#include <stdio_dev.h>
+#include <asm-generic/gpio.h>
+#include <linux/delay.h>
+#include <linux/input.h>
+
+/*
+ * The Apple SPI keyboard controller implements a protocol that
+ * closely resembles HID Keyboard Boot protocol.  The key codes are
+ * mapped according to the HID Keyboard/Keypad Usage Table.
+ */
+
+/* Modifier key bits */
+#define HID_MOD_LEFTCTRL       BIT(0)
+#define HID_MOD_LEFTSHIFT      BIT(1)
+#define HID_MOD_LEFTALT                BIT(2)
+#define HID_MOD_LEFTGUI                BIT(3)
+#define HID_MOD_RIGHTCTRL      BIT(4)
+#define HID_MOD_RIGHTSHIFT     BIT(5)
+#define HID_MOD_RIGHTALT       BIT(6)
+#define HID_MOD_RIGHTGUI       BIT(7)
+
+static const u8 hid_kbd_keymap[] = {
+       KEY_RESERVED, 0xff, 0xff, 0xff,
+       KEY_A, KEY_B, KEY_C, KEY_D,
+       KEY_E, KEY_F, KEY_G, KEY_H,
+       KEY_I, KEY_J, KEY_K, KEY_L,
+       KEY_M, KEY_N, KEY_O, KEY_P,
+       KEY_Q, KEY_R, KEY_S, KEY_T,
+       KEY_U, KEY_V, KEY_W, KEY_X,
+       KEY_Y, KEY_Z, KEY_1, KEY_2,
+       KEY_3, KEY_4, KEY_5, KEY_6,
+       KEY_7, KEY_8, KEY_9, KEY_0,
+       KEY_ENTER, KEY_ESC, KEY_BACKSPACE, KEY_TAB,
+       KEY_SPACE, KEY_MINUS, KEY_EQUAL, KEY_LEFTBRACE,
+       KEY_RIGHTBRACE, KEY_BACKSLASH, 0xff, KEY_SEMICOLON,
+       KEY_APOSTROPHE, KEY_GRAVE, KEY_COMMA, KEY_DOT,
+       KEY_SLASH, KEY_CAPSLOCK, KEY_F1, KEY_F2,
+       KEY_F3, KEY_F4, KEY_F5, KEY_F6,
+       KEY_F7, KEY_F8, KEY_F9, KEY_F10,
+       KEY_F11, KEY_F12, KEY_SYSRQ, KEY_SCROLLLOCK,
+       KEY_PAUSE, KEY_INSERT, KEY_HOME, KEY_PAGEUP,
+       KEY_DELETE, KEY_END, KEY_PAGEDOWN, KEY_RIGHT,
+       KEY_LEFT, KEY_DOWN, KEY_UP, KEY_NUMLOCK,
+       KEY_KPSLASH, KEY_KPASTERISK, KEY_KPMINUS, KEY_KPPLUS,
+       KEY_KPENTER, KEY_KP1, KEY_KP2, KEY_KP3,
+       KEY_KP4, KEY_KP5, KEY_KP6, KEY_KP7,
+       KEY_KP8, KEY_KP9, KEY_KP0, KEY_KPDOT,
+       KEY_BACKSLASH, KEY_COMPOSE, KEY_POWER, KEY_KPEQUAL,
+};
+
+/* Report ID used for keyboard input reports. */
+#define KBD_REPORTID   0x01
+
+struct apple_spi_kbd_report {
+       u8 reportid;
+       u8 modifiers;
+       u8 reserved;
+       u8 keycode[6];
+       u8 fn;
+};
+
+struct apple_spi_kbd_priv {
+       struct gpio_desc enable;
+       struct apple_spi_kbd_report old; /* previous keyboard input report */
+       struct apple_spi_kbd_report new; /* current keyboard input report */
+};
+
+/* Keyboard device. */
+#define KBD_DEVICE     0x01
+
+/* The controller sends us fixed-size packets of 256 bytes. */
+struct apple_spi_kbd_packet {
+       u8 flags;
+#define PACKET_READ    0x20
+       u8 device;
+       u16 offset;
+       u16 remaining;
+       u16 len;
+       u8 data[246];
+       u16 crc;
+};
+
+/* Packets contain a single variable-sized message. */
+struct apple_spi_kbd_msg {
+       u8 type;
+#define MSG_REPORT     0x10
+       u8 device;
+       u8 unknown;
+       u8 msgid;
+       u16 rsplen;
+       u16 cmdlen;
+       u8 data[0];
+};
+
+static void apple_spi_kbd_service_modifiers(struct input_config *input)
+{
+       struct apple_spi_kbd_priv *priv = dev_get_priv(input->dev);
+       u8 new = priv->new.modifiers;
+       u8 old = priv->old.modifiers;
+
+       if ((new ^ old) & HID_MOD_LEFTCTRL)
+               input_add_keycode(input, KEY_LEFTCTRL,
+                                 old & HID_MOD_LEFTCTRL);
+       if ((new ^ old) & HID_MOD_RIGHTCTRL)
+               input_add_keycode(input, KEY_RIGHTCTRL,
+                                 old & HID_MOD_RIGHTCTRL);
+       if ((new ^ old) & HID_MOD_LEFTSHIFT)
+               input_add_keycode(input, KEY_LEFTSHIFT,
+                                 old & HID_MOD_LEFTSHIFT);
+       if ((new ^ old) & HID_MOD_RIGHTSHIFT)
+               input_add_keycode(input, KEY_RIGHTSHIFT,
+                                 old & HID_MOD_RIGHTSHIFT);
+       if ((new ^ old) & HID_MOD_LEFTALT)
+               input_add_keycode(input, KEY_LEFTALT,
+                                 old & HID_MOD_LEFTALT);
+       if ((new ^ old) & HID_MOD_RIGHTALT)
+               input_add_keycode(input, KEY_RIGHTALT,
+                                 old & HID_MOD_RIGHTALT);
+       if ((new ^ old) & HID_MOD_LEFTGUI)
+               input_add_keycode(input, KEY_LEFTMETA,
+                                 old & HID_MOD_LEFTGUI);
+       if ((new ^ old) & HID_MOD_RIGHTGUI)
+               input_add_keycode(input, KEY_RIGHTMETA,
+                                 old & HID_MOD_RIGHTGUI);
+}
+
+static void apple_spi_kbd_service_key(struct input_config *input, int i,
+                                     int released)
+{
+       struct apple_spi_kbd_priv *priv = dev_get_priv(input->dev);
+       u8 *new;
+       u8 *old;
+
+       if (released) {
+               new = priv->new.keycode;
+               old = priv->old.keycode;
+       } else {
+               new = priv->old.keycode;
+               old = priv->new.keycode;
+       }
+
+       if (memscan(new, old[i], sizeof(priv->new.keycode)) ==
+           new + sizeof(priv->new.keycode) &&
+           old[i] < ARRAY_SIZE(hid_kbd_keymap))
+               input_add_keycode(input, hid_kbd_keymap[old[i]], released);
+}
+
+static int apple_spi_kbd_check(struct input_config *input)
+{
+       struct udevice *dev = input->dev;
+       struct apple_spi_kbd_priv *priv = dev_get_priv(dev);
+       struct apple_spi_kbd_packet packet;
+       struct apple_spi_kbd_msg *msg;
+       struct apple_spi_kbd_report *report;
+       int i, ret;
+
+       memset(&packet, 0, sizeof(packet));
+
+       ret = dm_spi_claim_bus(dev);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       /*
+        * The keyboard controller needs delays after asserting CS#
+        * and before deasserting CS#.
+        */
+       ret = dm_spi_xfer(dev, 0, NULL, NULL, SPI_XFER_BEGIN);
+       if (ret < 0)
+               goto fail;
+       udelay(100);
+       ret = dm_spi_xfer(dev, sizeof(packet) * 8, NULL, &packet, 0);
+       if (ret < 0)
+               goto fail;
+       udelay(100);
+       ret = dm_spi_xfer(dev, 0, NULL, NULL, SPI_XFER_END);
+       if (ret < 0)
+               goto fail;
+
+       dm_spi_release_bus(dev);
+
+       /*
+        * The keyboard controller needs a delay between subsequent
+        * SPI transfers.
+        */
+       udelay(250);
+
+       msg = (struct apple_spi_kbd_msg *)packet.data;
+       report = (struct apple_spi_kbd_report *)msg->data;
+       if (packet.flags == PACKET_READ && packet.device == KBD_DEVICE &&
+           msg->type == MSG_REPORT && msg->device == KBD_DEVICE &&
+           msg->cmdlen == sizeof(struct apple_spi_kbd_report) &&
+           report->reportid == KBD_REPORTID) {
+               memcpy(&priv->new, report,
+                      sizeof(struct apple_spi_kbd_report));
+               apple_spi_kbd_service_modifiers(input);
+               for (i = 0; i < sizeof(priv->new.keycode); i++) {
+                       apple_spi_kbd_service_key(input, i, 1);
+                       apple_spi_kbd_service_key(input, i, 0);
+               }
+               memcpy(&priv->old, &priv->new,
+                      sizeof(struct apple_spi_kbd_report));
+               return 1;
+       }
+
+       return 0;
+
+fail:
+       /*
+        * Make sure CS# is deasserted. If this fails there is nothing
+        * we can do, so ignore any errors.
+        */
+       dm_spi_xfer(dev, 0, NULL, NULL, SPI_XFER_END);
+       dm_spi_release_bus(dev);
+       return ret;
+}
+
+static int apple_spi_kbd_probe(struct udevice *dev)
+{
+       struct apple_spi_kbd_priv *priv = dev_get_priv(dev);
+       struct keyboard_priv *uc_priv = dev_get_uclass_priv(dev);
+       struct stdio_dev *sdev = &uc_priv->sdev;
+       struct input_config *input = &uc_priv->input;
+       int ret;
+
+       ret = gpio_request_by_name(dev, "spien-gpios", 0, &priv->enable,
+                                  GPIOD_IS_OUT);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       /* Reset the keyboard controller. */
+       dm_gpio_set_value(&priv->enable, 1);
+       udelay(5000);
+       dm_gpio_set_value(&priv->enable, 0);
+       udelay(5000);
+
+       /* Enable the keyboard controller. */
+       dm_gpio_set_value(&priv->enable, 1);
+
+       input->dev = dev;
+       input->read_keys = apple_spi_kbd_check;
+       input_add_tables(input, false);
+       strcpy(sdev->name, "spikbd");
+
+       return input_stdio_register(sdev);
+}
+
+static const struct keyboard_ops apple_spi_kbd_ops = {
+};
+
+static const struct udevice_id apple_spi_kbd_of_match[] = {
+       { .compatible = "apple,spi-hid-transport" },
+       { /* sentinel */ }
+};
+
+U_BOOT_DRIVER(apple_spi_kbd) = {
+       .name = "apple_spi_kbd",
+       .id = UCLASS_KEYBOARD,
+       .of_match = apple_spi_kbd_of_match,
+       .probe = apple_spi_kbd_probe,
+       .priv_auto = sizeof(struct apple_spi_kbd_priv),
+       .ops = &apple_spi_kbd_ops,
+};
index 47faad815095bfa17897121a8a10d2c860986f0a..f12e9bdef5a311ca7d36bc41c81461ba1c321d69 100644 (file)
@@ -5,7 +5,7 @@
 
 /* Environment */
 #define ENV_DEVICE_SETTINGS \
-       "stdin=serial,usbkbd\0" \
+       "stdin=serial,usbkbd,spikbd\0" \
        "stdout=serial,vidconsole\0" \
        "stderr=serial,vidconsole\0"