drivers/input/serio/libps2.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * PS/2 driver library
   4  *
   5  * Copyright (c) 1999-2002 Vojtech Pavlik
   6  * Copyright (c) 2004 Dmitry Torokhov
   7  */
   8
   9
  10 #include <linux/delay.h>
  11 #include <linux/module.h>
  12 #include <linux/sched.h>
  13 #include <linux/interrupt.h>
  14 #include <linux/input.h>
  15 #include <linux/kmsan-checks.h>
  16 #include <linux/serio.h>
  17 #include <linux/i8042.h>
  18 #include <linux/libps2.h>
  19
  20 #define DRIVER_DESC     "PS/2 driver library"
  21
  22 #define PS2_CMD_SETSCALE11      0x00e6
  23 #define PS2_CMD_SETRES          0x10e8
  24 #define PS2_CMD_EX_SETLEDS      0x20eb
  25 #define PS2_CMD_SETLEDS         0x10ed
  26 #define PS2_CMD_GETID           0x02f2
  27 #define PS2_CMD_SETREP          0x10f3 /* Set repeat rate/set report rate */
  28 #define PS2_CMD_RESET_BAT       0x02ff
  29
  30 #define PS2_RET_BAT             0xaa
  31 #define PS2_RET_ID              0x00
  32 #define PS2_RET_ACK             0xfa
  33 #define PS2_RET_NAK             0xfe
  34 #define PS2_RET_ERR             0xfc
  35
  36 #define PS2_FLAG_ACK            BIT(0)  /* Waiting for ACK/NAK */
  37 #define PS2_FLAG_CMD            BIT(1)  /* Waiting for a command to finish */
  38 #define PS2_FLAG_CMD1           BIT(2)  /* Waiting for the first byte of command response */
  39 #define PS2_FLAG_WAITID         BIT(3)  /* Command executing is GET ID */
  40 #define PS2_FLAG_NAK            BIT(4)  /* Last transmission was NAKed */
  41 #define PS2_FLAG_PASS_NOACK     BIT(5)  /* Pass non-ACK byte to receive handler */
  42
  43 static int ps2_do_sendbyte(struct ps2dev *ps2dev, u8 byte,
  44                            unsigned int timeout, unsigned int max_attempts)
  45         __releases(&ps2dev->serio->lock) __acquires(&ps2dev->serio->lock)
  46 {
  47         int attempt = 0;
  48         int error;
  49
  50         lockdep_assert_held(&ps2dev->serio->lock);
  51
  52         do {
  53                 ps2dev->nak = 1;
  54                 ps2dev->flags |= PS2_FLAG_ACK;
  55
  56                 serio_continue_rx(ps2dev->serio);
  57
  58                 error = serio_write(ps2dev->serio, byte);
  59                 if (error)
  60                         dev_dbg(&ps2dev->serio->dev,
  61                                 "failed to write %#02x: %d\n", byte, error);
  62                 else
  63                         wait_event_timeout(ps2dev->wait,
  64                                            !(ps2dev->flags & PS2_FLAG_ACK),
  65                                            msecs_to_jiffies(timeout));
  66
  67                 serio_pause_rx(ps2dev->serio);
  68         } while (ps2dev->nak == PS2_RET_NAK && ++attempt < max_attempts);
  69
  70         ps2dev->flags &= ~PS2_FLAG_ACK;
  71
  72         if (!error) {
  73                 switch (ps2dev->nak) {
  74                 case 0:
  75                         break;
  76                 case PS2_RET_NAK:
  77                         error = -EAGAIN;
  78                         break;
  79                 case PS2_RET_ERR:
  80                         error = -EPROTO;
  81                         break;
  82                 default:
  83                         error = -EIO;
  84                         break;
  85                 }
  86         }
  87
  88         if (error || attempt > 1)
  89                 dev_dbg(&ps2dev->serio->dev,
  90                         "%02x - %d (%x), attempt %d\n",
  91                         byte, error, ps2dev->nak, attempt);
  92
  93         return error;
  94 }
  95
  96 /**
  97  * ps2_sendbyte - sends a byte to the device and wait for acknowledgement
  98  * @ps2dev: a PS/2 device to send the data to
  99  * @byte: data to be sent to the device
 100  * @timeout: timeout for sending the data and receiving an acknowledge
 101  *
 102  * The function doesn't handle retransmission, the caller is expected to handle
 103  * it when needed.
 104  *
 105  * ps2_sendbyte() can only be called from a process context.
 106  */
 107 int ps2_sendbyte(struct ps2dev *ps2dev, u8 byte, unsigned int timeout)
 108 {
 109         int retval;
 110
 111         serio_pause_rx(ps2dev->serio);
 112
 113         retval = ps2_do_sendbyte(ps2dev, byte, timeout, 1);
 114         dev_dbg(&ps2dev->serio->dev, "%02x - %x\n", byte, ps2dev->nak);
 115
 116         serio_continue_rx(ps2dev->serio);
 117
 118         return retval;
 119 }
 120 EXPORT_SYMBOL(ps2_sendbyte);
 121
 122 /**
 123  * ps2_begin_command - mark beginning of execution of a complex command
 124  * @ps2dev: a PS/2 device executing the command
 125  *
 126  * Serializes a complex/compound command. Once command is finished
 127  * ps2_end_command() should be called.
 128  */
 129 void ps2_begin_command(struct ps2dev *ps2dev)
 130 {
 131         struct mutex *m = ps2dev->serio->ps2_cmd_mutex ?: &ps2dev->cmd_mutex;
 132
 133         mutex_lock(m);
 134 }
 135 EXPORT_SYMBOL(ps2_begin_command);
 136
 137 /**
 138  * ps2_end_command - mark end of execution of a complex command
 139  * @ps2dev: a PS/2 device executing the command
 140  */
 141 void ps2_end_command(struct ps2dev *ps2dev)
 142 {
 143         struct mutex *m = ps2dev->serio->ps2_cmd_mutex ?: &ps2dev->cmd_mutex;
 144
 145         mutex_unlock(m);
 146 }
 147 EXPORT_SYMBOL(ps2_end_command);
 148
 149 /**
 150  * ps2_drain - waits for device to transmit requested number of bytes
 151  * and discards them
 152  * @ps2dev: the PS/2 device that should be drained
 153  * @maxbytes: maximum number of bytes to be drained
 154  * @timeout: time to drain the device
 155  */
 156 void ps2_drain(struct ps2dev *ps2dev, size_t maxbytes, unsigned int timeout)
 157 {
 158         if (maxbytes > sizeof(ps2dev->cmdbuf)) {
 159                 WARN_ON(1);
 160                 maxbytes = sizeof(ps2dev->cmdbuf);
 161         }
 162
 163         ps2_begin_command(ps2dev);
 164
 165         serio_pause_rx(ps2dev->serio);
 166         ps2dev->flags = PS2_FLAG_CMD;
 167         ps2dev->cmdcnt = maxbytes;
 168         serio_continue_rx(ps2dev->serio);
 169
 170         wait_event_timeout(ps2dev->wait,
 171                            !(ps2dev->flags & PS2_FLAG_CMD),
 172                            msecs_to_jiffies(timeout));
 173
 174         ps2_end_command(ps2dev);
 175 }
 176 EXPORT_SYMBOL(ps2_drain);
 177
 178 /**
 179  * ps2_is_keyboard_id - checks received ID byte against the list of
 180  *   known keyboard IDs
 181  * @id_byte: data byte that should be checked
 182  */
 183 bool ps2_is_keyboard_id(u8 id_byte)
 184 {
 185         static const u8 keyboard_ids[] = {
 186                 0xab,   /* Regular keyboards            */
 187                 0xac,   /* NCD Sun keyboard             */
 188                 0x2b,   /* Trust keyboard, translated   */
 189                 0x5d,   /* Trust keyboard               */
 190                 0x60,   /* NMB SGI keyboard, translated */
 191                 0x47,   /* NMB SGI keyboard             */
 192         };
 193
 194         return memchr(keyboard_ids, id_byte, sizeof(keyboard_ids)) != NULL;
 195 }
 196 EXPORT_SYMBOL(ps2_is_keyboard_id);
 197
 198 /*
 199  * ps2_adjust_timeout() is called after receiving 1st byte of command
 200  * response and tries to reduce remaining timeout to speed up command
 201  * completion.
 202  */
 203 static int ps2_adjust_timeout(struct ps2dev *ps2dev,
 204                               unsigned int command, unsigned int timeout)
 205 {
 206         switch (command) {
 207         case PS2_CMD_RESET_BAT:
 208                 /*
 209                  * Device has sent the first response byte after
 210                  * reset command, reset is thus done, so we can
 211                  * shorten the timeout.
 212                  * The next byte will come soon (keyboard) or not
 213                  * at all (mouse).
 214                  */
 215                 if (timeout > msecs_to_jiffies(100))
 216                         timeout = msecs_to_jiffies(100);
 217                 break;
 218
 219         case PS2_CMD_GETID:
 220                 /*
 221                  * Microsoft Natural Elite keyboard responds to
 222                  * the GET ID command as it were a mouse, with
 223                  * a single byte. Fail the command so atkbd will
 224                  * use alternative probe to detect it.
 225                  */
 226                 if (ps2dev->cmdbuf[1] == 0xaa) {
 227                         serio_pause_rx(ps2dev->serio);
 228                         ps2dev->flags = 0;
 229                         serio_continue_rx(ps2dev->serio);
 230                         timeout = 0;
 231                 }
 232
 233                 /*
 234                  * If device behind the port is not a keyboard there
 235                  * won't be 2nd byte of ID response.
 236                  */
 237                 if (!ps2_is_keyboard_id(ps2dev->cmdbuf[1])) {
 238                         serio_pause_rx(ps2dev->serio);
 239                         ps2dev->flags = ps2dev->cmdcnt = 0;
 240                         serio_continue_rx(ps2dev->serio);
 241                         timeout = 0;
 242                 }
 243                 break;
 244
 245         default:
 246                 break;
 247         }
 248
 249         return timeout;
 250 }
 251
 252 /**
 253  * __ps2_command - send a command to PS/2 device
 254  * @ps2dev: the PS/2 device that should execute the command
 255  * @param: a buffer containing parameters to be sent along with the command,
 256  *   or place where the results of the command execution will be deposited,
 257  *   or both
 258  * @command: command word that encodes the command itself, as well as number of
 259  *   additional parameter bytes that should be sent to the device and expected
 260  *   length of the command response
 261  *
 262  * Not serialized. Callers should use ps2_begin_command() and ps2_end_command()
 263  * to ensure proper serialization for complex commands.
 264  */
 265 int __ps2_command(struct ps2dev *ps2dev, u8 *param, unsigned int command)
 266 {
 267         unsigned int timeout;
 268         unsigned int send = (command >> 12) & 0xf;
 269         unsigned int receive = (command >> 8) & 0xf;
 270         int rc;
 271         int i;
 272         u8 send_param[16];
 273
 274         if (receive > sizeof(ps2dev->cmdbuf)) {
 275                 WARN_ON(1);
 276                 return -EINVAL;
 277         }
 278
 279         if (send && !param) {
 280                 WARN_ON(1);
 281                 return -EINVAL;
 282         }
 283
 284         memcpy(send_param, param, send);
 285
 286         serio_pause_rx(ps2dev->serio);
 287
 288         ps2dev->cmdcnt = receive;
 289
 290         switch (command) {
 291         case PS2_CMD_GETID:
 292                 /*
 293                  * Some mice do not ACK the "get ID" command, prepare to
 294                  * handle this.
 295                  */
 296                 ps2dev->flags = PS2_FLAG_WAITID;
 297                 break;
 298
 299         case PS2_CMD_SETLEDS:
 300         case PS2_CMD_EX_SETLEDS:
 301         case PS2_CMD_SETREP:
 302                 ps2dev->flags = PS2_FLAG_PASS_NOACK;
 303                 break;
 304
 305         default:
 306                 ps2dev->flags = 0;
 307                 break;
 308         }
 309
 310         if (receive) {
 311                 /* Indicate that we expect response to the command. */
 312                 ps2dev->flags |= PS2_FLAG_CMD | PS2_FLAG_CMD1;
 313                 if (param)
 314                         for (i = 0; i < receive; i++)
 315                                 ps2dev->cmdbuf[(receive - 1) - i] = param[i];
 316         }
 317
 318         /*
 319          * Some devices (Synaptics) perform the reset before
 320          * ACKing the reset command, and so it can take a long
 321          * time before the ACK arrives.
 322          */
 323         timeout = command == PS2_CMD_RESET_BAT ? 1000 : 200;
 324
 325         rc = ps2_do_sendbyte(ps2dev, command & 0xff, timeout, 2);
 326         if (rc)
 327                 goto out_reset_flags;
 328
 329         /* Send command parameters, if any. */
 330         for (i = 0; i < send; i++) {
 331                 rc = ps2_do_sendbyte(ps2dev, param[i], 200, 2);
 332                 if (rc)
 333                         goto out_reset_flags;
 334         }
 335
 336         serio_continue_rx(ps2dev->serio);
 337
 338         /*
 339          * The reset command takes a long time to execute.
 340          */
 341         timeout = msecs_to_jiffies(command == PS2_CMD_RESET_BAT ? 4000 : 500);
 342
 343         timeout = wait_event_timeout(ps2dev->wait,
 344                                      !(ps2dev->flags & PS2_FLAG_CMD1), timeout);
 345
 346         if (ps2dev->cmdcnt && !(ps2dev->flags & PS2_FLAG_CMD1)) {
 347
 348                 timeout = ps2_adjust_timeout(ps2dev, command, timeout);
 349                 wait_event_timeout(ps2dev->wait,
 350                                    !(ps2dev->flags & PS2_FLAG_CMD), timeout);
 351         }
 352
 353         serio_pause_rx(ps2dev->serio);
 354
 355         if (param) {
 356                 for (i = 0; i < receive; i++)
 357                         param[i] = ps2dev->cmdbuf[(receive - 1) - i];
 358                 kmsan_unpoison_memory(param, receive);
 359         }
 360
 361         if (ps2dev->cmdcnt &&
 362             (command != PS2_CMD_RESET_BAT || ps2dev->cmdcnt != 1)) {
 363                 rc = -EPROTO;
 364                 goto out_reset_flags;
 365         }
 366
 367         rc = 0;
 368
 369  out_reset_flags:
 370         ps2dev->flags = 0;
 371         serio_continue_rx(ps2dev->serio);
 372
 373         dev_dbg(&ps2dev->serio->dev,
 374                 "%02x [%*ph] - %x/%08lx [%*ph]\n",
 375                 command & 0xff, send, send_param,
 376                 ps2dev->nak, ps2dev->flags,
 377                 receive, param ?: send_param);
 378
 379         /*
 380          * ps_command() handles resends itself, so do not leak -EAGAIN
 381          * to the callers.
 382          */
 383         return rc != -EAGAIN ? rc : -EPROTO;
 384 }
 385 EXPORT_SYMBOL(__ps2_command);
 386
 387 /**
 388  * ps2_command - send a command to PS/2 device
 389  * @ps2dev: the PS/2 device that should execute the command
 390  * @param: a buffer containing parameters to be sent along with the command,
 391  *   or place where the results of the command execution will be deposited,
 392  *   or both
 393  * @command: command word that encodes the command itself, as well as number of
 394  *   additional parameter bytes that should be sent to the device and expected
 395  *   length of the command response
 396  *
 397  * Note: ps2_command() serializes the command execution so that only one
 398  * command can be executed at a time for either individual port or the entire
 399  * 8042 controller.
 400  */
 401 int ps2_command(struct ps2dev *ps2dev, u8 *param, unsigned int command)
 402 {
 403         int rc;
 404
 405         ps2_begin_command(ps2dev);
 406         rc = __ps2_command(ps2dev, param, command);
 407         ps2_end_command(ps2dev);
 408
 409         return rc;
 410 }
 411 EXPORT_SYMBOL(ps2_command);
 412
 413 /**
 414  * ps2_sliced_command - sends an extended PS/2 command to a mouse
 415  * @ps2dev: the PS/2 device that should execute the command
 416  * @command: command byte
 417  *
 418  * The command is sent using "sliced" syntax understood by advanced devices,
 419  * such as Logitech or Synaptics touchpads. The command is encoded as:
 420  * 0xE6 0xE8 rr 0xE8 ss 0xE8 tt 0xE8 uu where (rr*64)+(ss*16)+(tt*4)+uu
 421  * is the command.
 422  */
 423 int ps2_sliced_command(struct ps2dev *ps2dev, u8 command)
 424 {
 425         int i;
 426         int retval;
 427
 428         ps2_begin_command(ps2dev);
 429
 430         retval = __ps2_command(ps2dev, NULL, PS2_CMD_SETSCALE11);
 431         if (retval)
 432                 goto out;
 433
 434         for (i = 6; i >= 0; i -= 2) {
 435                 u8 d = (command >> i) & 3;
 436                 retval = __ps2_command(ps2dev, &d, PS2_CMD_SETRES);
 437                 if (retval)
 438                         break;
 439         }
 440
 441 out:
 442         dev_dbg(&ps2dev->serio->dev, "%02x - %d\n", command, retval);
 443         ps2_end_command(ps2dev);
 444         return retval;
 445 }
 446 EXPORT_SYMBOL(ps2_sliced_command);
 447
 448 /**
 449  * ps2_init - initializes ps2dev structure
 450  * @ps2dev: structure to be initialized
 451  * @serio: serio port associated with the PS/2 device
 452  * @pre_receive_handler: validation handler to check basic communication state
 453  * @receive_handler: main protocol handler
 454  *
 455  * Prepares ps2dev structure for use in drivers for PS/2 devices.
 456  */
 457 void ps2_init(struct ps2dev *ps2dev, struct serio *serio,
 458               ps2_pre_receive_handler_t pre_receive_handler,
 459               ps2_receive_handler_t receive_handler)
 460 {
 461         ps2dev->pre_receive_handler = pre_receive_handler;
 462         ps2dev->receive_handler = receive_handler;
 463
 464         mutex_init(&ps2dev->cmd_mutex);
 465         lockdep_set_subclass(&ps2dev->cmd_mutex, serio->depth);
 466         init_waitqueue_head(&ps2dev->wait);
 467         ps2dev->serio = serio;
 468         serio_set_drvdata(serio, ps2dev);
 469 }
 470 EXPORT_SYMBOL(ps2_init);
 471
 472 /*
 473  * ps2_handle_response() stores device's response to a command and notifies
 474  * the process waiting for completion of the command. Note that there is a
 475  * distinction between waiting for the first byte of the response, and
 476  * waiting for subsequent bytes. It is done so that callers could shorten
 477  * timeouts once first byte of response is received.
 478  */
 479 static void ps2_handle_response(struct ps2dev *ps2dev, u8 data)
 480 {
 481         if (ps2dev->cmdcnt)
 482                 ps2dev->cmdbuf[--ps2dev->cmdcnt] = data;
 483
 484         if (ps2dev->flags & PS2_FLAG_CMD1) {
 485                 ps2dev->flags &= ~PS2_FLAG_CMD1;
 486                 if (ps2dev->cmdcnt)
 487                         wake_up(&ps2dev->wait);
 488         }
 489
 490         if (!ps2dev->cmdcnt) {
 491                 ps2dev->flags &= ~PS2_FLAG_CMD;
 492                 wake_up(&ps2dev->wait);
 493         }
 494 }
 495
 496 /*
 497  * ps2_handle_ack() processes ACK/NAK of a command from a PS/2 device,
 498  * possibly applying workarounds for mice not acknowledging the "get ID"
 499  * command.
 500  */
 501 static void ps2_handle_ack(struct ps2dev *ps2dev, u8 data)
 502 {
 503         switch (data) {
 504         case PS2_RET_ACK:
 505                 ps2dev->nak = 0;
 506                 break;
 507
 508         case PS2_RET_NAK:
 509                 ps2dev->flags |= PS2_FLAG_NAK;
 510                 ps2dev->nak = PS2_RET_NAK;
 511                 break;
 512
 513         case PS2_RET_ERR:
 514                 if (ps2dev->flags & PS2_FLAG_NAK) {
 515                         ps2dev->flags &= ~PS2_FLAG_NAK;
 516                         ps2dev->nak = PS2_RET_ERR;
 517                         break;
 518                 }
 519                 fallthrough;
 520
 521         /*
 522          * Workaround for mice which don't ACK the Get ID command.
 523          * These are valid mouse IDs that we recognize.
 524          */
 525         case 0x00:
 526         case 0x03:
 527         case 0x04:
 528                 if (ps2dev->flags & PS2_FLAG_WAITID) {
 529                         ps2dev->nak = 0;
 530                         break;
 531                 }
 532                 fallthrough;
 533         default:
 534                 /*
 535                  * Do not signal errors if we get unexpected reply while
 536                  * waiting for an ACK to the initial (first) command byte:
 537                  * the device might not be quiesced yet and continue
 538                  * delivering data. For certain commands (such as set leds and
 539                  * set repeat rate) that can be used during normal device
 540                  * operation, we even pass this data byte to the normal receive
 541                  * handler.
 542                  * Note that we reset PS2_FLAG_WAITID flag, so the workaround
 543                  * for mice not acknowledging the Get ID command only triggers
 544                  * on the 1st byte; if device spews data we really want to see
 545                  * a real ACK from it.
 546                  */
 547                 dev_dbg(&ps2dev->serio->dev, "unexpected %#02x\n", data);
 548                 if (ps2dev->flags & PS2_FLAG_PASS_NOACK)
 549                         ps2dev->receive_handler(ps2dev, data);
 550                 ps2dev->flags &= ~(PS2_FLAG_WAITID | PS2_FLAG_PASS_NOACK);
 551                 return;
 552         }
 553
 554         if (!ps2dev->nak)
 555                 ps2dev->flags &= ~PS2_FLAG_NAK;
 556
 557         ps2dev->flags &= ~PS2_FLAG_ACK;
 558
 559         if (!ps2dev->nak && data != PS2_RET_ACK)
 560                 ps2_handle_response(ps2dev, data);
 561         else
 562                 wake_up(&ps2dev->wait);
 563 }
 564
 565 /*
 566  * Clears state of PS/2 device after communication error by resetting majority
 567  * of flags and waking up waiters, if any.
 568  */
 569 static void ps2_cleanup(struct ps2dev *ps2dev)
 570 {
 571         unsigned long old_flags = ps2dev->flags;
 572
 573         /* reset all flags except last nak */
 574         ps2dev->flags &= PS2_FLAG_NAK;
 575
 576         if (old_flags & PS2_FLAG_ACK)
 577                 ps2dev->nak = 1;
 578
 579         if (old_flags & (PS2_FLAG_ACK | PS2_FLAG_CMD))
 580                 wake_up(&ps2dev->wait);
 581 }
 582
 583 /**
 584  * ps2_interrupt - common interrupt handler for PS/2 devices
 585  * @serio: serio port for the device
 586  * @data: a data byte received from the device
 587  * @flags: flags such as %SERIO_PARITY or %SERIO_TIMEOUT indicating state of
 588  *   the data transfer
 589  *
 590  * ps2_interrupt() invokes pre-receive handler, optionally handles command
 591  * acknowledgement and response from the device, and finally passes the data
 592  * to the main protocol handler for future processing.
 593  */
 594 irqreturn_t ps2_interrupt(struct serio *serio, u8 data, unsigned int flags) {
 595         struct ps2dev *ps2dev = serio_get_drvdata(serio);
 596         enum ps2_disposition rc;
 597
 598         rc = ps2dev->pre_receive_handler(ps2dev, data, flags);
 599         switch (rc) {
 600         case PS2_ERROR:
 601                 ps2_cleanup(ps2dev);
 602                 break;
 603
 604         case PS2_IGNORE:
 605                 break;
 606
 607         case PS2_PROCESS:
 608                 if (ps2dev->flags & PS2_FLAG_ACK)
 609                         ps2_handle_ack(ps2dev, data);
 610                 else if (ps2dev->flags & PS2_FLAG_CMD)
 611                         ps2_handle_response(ps2dev, data);
 612                 else
 613                         ps2dev->receive_handler(ps2dev, data);
 614                 break;
 615         }
 616
 617         return IRQ_HANDLED;
 618 }
 619 EXPORT_SYMBOL(ps2_interrupt);
 620
 621 MODULE_AUTHOR("Dmitry Torokhov <dtor@mail.ru>");
 622 MODULE_DESCRIPTION("PS/2 driver library");
 623 MODULE_LICENSE("GPL");