xref: /linux/drivers/usb/typec/altmodes/displayport.c (revision f86fd32d)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /**
3  * USB Typec-C DisplayPort Alternate Mode driver
4  *
5  * Copyright (C) 2018 Intel Corporation
6  * Author: Heikki Krogerus <heikki.krogerus@linux.intel.com>
7  *
8  * DisplayPort is trademark of VESA (www.vesa.org)
9  */
10 
11 #include <linux/delay.h>
12 #include <linux/mutex.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/usb/pd_vdo.h>
15 #include <linux/usb/typec_dp.h>
16 
17 #define DP_HEADER(_dp, cmd)		(VDO((_dp)->alt->svid, 1, cmd) | \
18 					 VDO_OPOS(USB_TYPEC_DP_MODE))
19 
20 enum {
21 	DP_CONF_USB,
22 	DP_CONF_DFP_D,
23 	DP_CONF_UFP_D,
24 	DP_CONF_DUAL_D,
25 };
26 
27 /* Pin assignments that use USB3.1 Gen2 signaling to carry DP protocol */
28 #define DP_PIN_ASSIGN_GEN2_BR_MASK	(BIT(DP_PIN_ASSIGN_A) | \
29 					 BIT(DP_PIN_ASSIGN_B))
30 
31 /* Pin assignments that use DP v1.3 signaling to carry DP protocol */
32 #define DP_PIN_ASSIGN_DP_BR_MASK	(BIT(DP_PIN_ASSIGN_C) | \
33 					 BIT(DP_PIN_ASSIGN_D) | \
34 					 BIT(DP_PIN_ASSIGN_E) | \
35 					 BIT(DP_PIN_ASSIGN_F))
36 
37 /* DP only pin assignments */
38 #define DP_PIN_ASSIGN_DP_ONLY_MASK	(BIT(DP_PIN_ASSIGN_A) | \
39 					 BIT(DP_PIN_ASSIGN_C) | \
40 					 BIT(DP_PIN_ASSIGN_E))
41 
42 /* Pin assignments where one channel is for USB */
43 #define DP_PIN_ASSIGN_MULTI_FUNC_MASK	(BIT(DP_PIN_ASSIGN_B) | \
44 					 BIT(DP_PIN_ASSIGN_D) | \
45 					 BIT(DP_PIN_ASSIGN_F))
46 
47 enum dp_state {
48 	DP_STATE_IDLE,
49 	DP_STATE_ENTER,
50 	DP_STATE_UPDATE,
51 	DP_STATE_CONFIGURE,
52 	DP_STATE_EXIT,
53 };
54 
55 struct dp_altmode {
56 	struct typec_displayport_data data;
57 
58 	enum dp_state state;
59 
60 	struct mutex lock; /* device lock */
61 	struct work_struct work;
62 	struct typec_altmode *alt;
63 	const struct typec_altmode *port;
64 };
65 
66 static int dp_altmode_notify(struct dp_altmode *dp)
67 {
68 	u8 state = get_count_order(DP_CONF_GET_PIN_ASSIGN(dp->data.conf));
69 
70 	return typec_altmode_notify(dp->alt, TYPEC_MODAL_STATE(state),
71 				   &dp->data);
72 }
73 
74 static int dp_altmode_configure(struct dp_altmode *dp, u8 con)
75 {
76 	u32 conf = DP_CONF_SIGNALING_DP; /* Only DP signaling supported */
77 	u8 pin_assign = 0;
78 
79 	switch (con) {
80 	case DP_STATUS_CON_DISABLED:
81 		return 0;
82 	case DP_STATUS_CON_DFP_D:
83 		conf |= DP_CONF_UFP_U_AS_DFP_D;
84 		pin_assign = DP_CAP_UFP_D_PIN_ASSIGN(dp->alt->vdo) &
85 			     DP_CAP_DFP_D_PIN_ASSIGN(dp->port->vdo);
86 		break;
87 	case DP_STATUS_CON_UFP_D:
88 	case DP_STATUS_CON_BOTH: /* NOTE: First acting as DP source */
89 		conf |= DP_CONF_UFP_U_AS_UFP_D;
90 		pin_assign = DP_CAP_DFP_D_PIN_ASSIGN(dp->alt->vdo) &
91 			     DP_CAP_UFP_D_PIN_ASSIGN(dp->port->vdo);
92 		break;
93 	default:
94 		break;
95 	}
96 
97 	/* Determining the initial pin assignment. */
98 	if (!DP_CONF_GET_PIN_ASSIGN(dp->data.conf)) {
99 		/* Is USB together with DP preferred */
100 		if (dp->data.status & DP_STATUS_PREFER_MULTI_FUNC &&
101 		    pin_assign & DP_PIN_ASSIGN_MULTI_FUNC_MASK)
102 			pin_assign &= DP_PIN_ASSIGN_MULTI_FUNC_MASK;
103 		else if (pin_assign & DP_PIN_ASSIGN_DP_ONLY_MASK)
104 			pin_assign &= DP_PIN_ASSIGN_DP_ONLY_MASK;
105 
106 		if (!pin_assign)
107 			return -EINVAL;
108 
109 		conf |= DP_CONF_SET_PIN_ASSIGN(pin_assign);
110 	}
111 
112 	dp->data.conf = conf;
113 
114 	return 0;
115 }
116 
117 static int dp_altmode_status_update(struct dp_altmode *dp)
118 {
119 	bool configured = !!DP_CONF_GET_PIN_ASSIGN(dp->data.conf);
120 	u8 con = DP_STATUS_CONNECTION(dp->data.status);
121 	int ret = 0;
122 
123 	if (configured && (dp->data.status & DP_STATUS_SWITCH_TO_USB)) {
124 		dp->data.conf = 0;
125 		dp->state = DP_STATE_CONFIGURE;
126 	} else if (dp->data.status & DP_STATUS_EXIT_DP_MODE) {
127 		dp->state = DP_STATE_EXIT;
128 	} else if (!(con & DP_CONF_CURRENTLY(dp->data.conf))) {
129 		ret = dp_altmode_configure(dp, con);
130 		if (!ret)
131 			dp->state = DP_STATE_CONFIGURE;
132 	}
133 
134 	return ret;
135 }
136 
137 static int dp_altmode_configured(struct dp_altmode *dp)
138 {
139 	int ret;
140 
141 	sysfs_notify(&dp->alt->dev.kobj, "displayport", "configuration");
142 
143 	if (!dp->data.conf)
144 		return typec_altmode_notify(dp->alt, TYPEC_STATE_USB,
145 					    &dp->data);
146 
147 	ret = dp_altmode_notify(dp);
148 	if (ret)
149 		return ret;
150 
151 	sysfs_notify(&dp->alt->dev.kobj, "displayport", "pin_assignment");
152 
153 	return 0;
154 }
155 
156 static int dp_altmode_configure_vdm(struct dp_altmode *dp, u32 conf)
157 {
158 	u32 header = DP_HEADER(dp, DP_CMD_CONFIGURE);
159 	int ret;
160 
161 	ret = typec_altmode_notify(dp->alt, TYPEC_STATE_SAFE, &dp->data);
162 	if (ret) {
163 		dev_err(&dp->alt->dev,
164 			"unable to put to connector to safe mode\n");
165 		return ret;
166 	}
167 
168 	ret = typec_altmode_vdm(dp->alt, header, &conf, 2);
169 	if (ret) {
170 		if (DP_CONF_GET_PIN_ASSIGN(dp->data.conf))
171 			dp_altmode_notify(dp);
172 		else
173 			typec_altmode_notify(dp->alt, TYPEC_STATE_USB,
174 					     &dp->data);
175 	}
176 
177 	return ret;
178 }
179 
180 static void dp_altmode_work(struct work_struct *work)
181 {
182 	struct dp_altmode *dp = container_of(work, struct dp_altmode, work);
183 	u32 header;
184 	u32 vdo;
185 	int ret;
186 
187 	mutex_lock(&dp->lock);
188 
189 	switch (dp->state) {
190 	case DP_STATE_ENTER:
191 		ret = typec_altmode_enter(dp->alt, NULL);
192 		if (ret)
193 			dev_err(&dp->alt->dev, "failed to enter mode\n");
194 		break;
195 	case DP_STATE_UPDATE:
196 		header = DP_HEADER(dp, DP_CMD_STATUS_UPDATE);
197 		vdo = 1;
198 		ret = typec_altmode_vdm(dp->alt, header, &vdo, 2);
199 		if (ret)
200 			dev_err(&dp->alt->dev,
201 				"unable to send Status Update command (%d)\n",
202 				ret);
203 		break;
204 	case DP_STATE_CONFIGURE:
205 		ret = dp_altmode_configure_vdm(dp, dp->data.conf);
206 		if (ret)
207 			dev_err(&dp->alt->dev,
208 				"unable to send Configure command (%d)\n", ret);
209 		break;
210 	case DP_STATE_EXIT:
211 		if (typec_altmode_exit(dp->alt))
212 			dev_err(&dp->alt->dev, "Exit Mode Failed!\n");
213 		break;
214 	default:
215 		break;
216 	}
217 
218 	dp->state = DP_STATE_IDLE;
219 
220 	mutex_unlock(&dp->lock);
221 }
222 
223 static void dp_altmode_attention(struct typec_altmode *alt, const u32 vdo)
224 {
225 	struct dp_altmode *dp = typec_altmode_get_drvdata(alt);
226 	u8 old_state;
227 
228 	mutex_lock(&dp->lock);
229 
230 	old_state = dp->state;
231 	dp->data.status = vdo;
232 
233 	if (old_state != DP_STATE_IDLE)
234 		dev_warn(&alt->dev, "ATTENTION while processing state %d\n",
235 			 old_state);
236 
237 	if (dp_altmode_status_update(dp))
238 		dev_warn(&alt->dev, "%s: status update failed\n", __func__);
239 
240 	if (dp_altmode_notify(dp))
241 		dev_err(&alt->dev, "%s: notification failed\n", __func__);
242 
243 	if (old_state == DP_STATE_IDLE && dp->state != DP_STATE_IDLE)
244 		schedule_work(&dp->work);
245 
246 	mutex_unlock(&dp->lock);
247 }
248 
249 static int dp_altmode_vdm(struct typec_altmode *alt,
250 			  const u32 hdr, const u32 *vdo, int count)
251 {
252 	struct dp_altmode *dp = typec_altmode_get_drvdata(alt);
253 	int cmd_type = PD_VDO_CMDT(hdr);
254 	int cmd = PD_VDO_CMD(hdr);
255 	int ret = 0;
256 
257 	mutex_lock(&dp->lock);
258 
259 	if (dp->state != DP_STATE_IDLE) {
260 		ret = -EBUSY;
261 		goto err_unlock;
262 	}
263 
264 	switch (cmd_type) {
265 	case CMDT_RSP_ACK:
266 		switch (cmd) {
267 		case CMD_ENTER_MODE:
268 			dp->state = DP_STATE_UPDATE;
269 			break;
270 		case CMD_EXIT_MODE:
271 			dp->data.status = 0;
272 			dp->data.conf = 0;
273 			break;
274 		case DP_CMD_STATUS_UPDATE:
275 			dp->data.status = *vdo;
276 			ret = dp_altmode_status_update(dp);
277 			break;
278 		case DP_CMD_CONFIGURE:
279 			ret = dp_altmode_configured(dp);
280 			break;
281 		default:
282 			break;
283 		}
284 		break;
285 	case CMDT_RSP_NAK:
286 		switch (cmd) {
287 		case DP_CMD_CONFIGURE:
288 			dp->data.conf = 0;
289 			ret = dp_altmode_configured(dp);
290 			break;
291 		default:
292 			break;
293 		}
294 		break;
295 	default:
296 		break;
297 	}
298 
299 	if (dp->state != DP_STATE_IDLE)
300 		schedule_work(&dp->work);
301 
302 err_unlock:
303 	mutex_unlock(&dp->lock);
304 	return ret;
305 }
306 
307 static int dp_altmode_activate(struct typec_altmode *alt, int activate)
308 {
309 	return activate ? typec_altmode_enter(alt, NULL) :
310 			  typec_altmode_exit(alt);
311 }
312 
313 static const struct typec_altmode_ops dp_altmode_ops = {
314 	.attention = dp_altmode_attention,
315 	.vdm = dp_altmode_vdm,
316 	.activate = dp_altmode_activate,
317 };
318 
319 static const char * const configurations[] = {
320 	[DP_CONF_USB]	= "USB",
321 	[DP_CONF_DFP_D]	= "source",
322 	[DP_CONF_UFP_D]	= "sink",
323 };
324 
325 static ssize_t
326 configuration_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
327 		    const char *buf, size_t size)
328 {
329 	struct dp_altmode *dp = dev_get_drvdata(dev);
330 	u32 conf;
331 	u32 cap;
332 	int con;
333 	int ret = 0;
334 
335 	con = sysfs_match_string(configurations, buf);
336 	if (con < 0)
337 		return con;
338 
339 	mutex_lock(&dp->lock);
340 
341 	if (dp->state != DP_STATE_IDLE) {
342 		ret = -EBUSY;
343 		goto err_unlock;
344 	}
345 
346 	cap = DP_CAP_CAPABILITY(dp->alt->vdo);
347 
348 	if ((con == DP_CONF_DFP_D && !(cap & DP_CAP_DFP_D)) ||
349 	    (con == DP_CONF_UFP_D && !(cap & DP_CAP_UFP_D))) {
350 		ret = -EINVAL;
351 		goto err_unlock;
352 	}
353 
354 	conf = dp->data.conf & ~DP_CONF_DUAL_D;
355 	conf |= con;
356 
357 	if (dp->alt->active) {
358 		ret = dp_altmode_configure_vdm(dp, conf);
359 		if (ret)
360 			goto err_unlock;
361 	}
362 
363 	dp->data.conf = conf;
364 
365 err_unlock:
366 	mutex_unlock(&dp->lock);
367 
368 	return ret ? ret : size;
369 }
370 
371 static ssize_t configuration_show(struct device *dev,
372 				  struct device_attribute *attr, char *buf)
373 {
374 	struct dp_altmode *dp = dev_get_drvdata(dev);
375 	int len;
376 	u8 cap;
377 	u8 cur;
378 	int i;
379 
380 	mutex_lock(&dp->lock);
381 
382 	cap = DP_CAP_CAPABILITY(dp->alt->vdo);
383 	cur = DP_CONF_CURRENTLY(dp->data.conf);
384 
385 	len = sprintf(buf, "%s ", cur ? "USB" : "[USB]");
386 
387 	for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(configurations); i++) {
388 		if (i == cur)
389 			len += sprintf(buf + len, "[%s] ", configurations[i]);
390 		else if ((i == DP_CONF_DFP_D && cap & DP_CAP_DFP_D) ||
391 			 (i == DP_CONF_UFP_D && cap & DP_CAP_UFP_D))
392 			len += sprintf(buf + len, "%s ", configurations[i]);
393 	}
394 
395 	mutex_unlock(&dp->lock);
396 
397 	buf[len - 1] = '\n';
398 	return len;
399 }
400 static DEVICE_ATTR_RW(configuration);
401 
402 static const char * const pin_assignments[] = {
403 	[DP_PIN_ASSIGN_A] = "A",
404 	[DP_PIN_ASSIGN_B] = "B",
405 	[DP_PIN_ASSIGN_C] = "C",
406 	[DP_PIN_ASSIGN_D] = "D",
407 	[DP_PIN_ASSIGN_E] = "E",
408 	[DP_PIN_ASSIGN_F] = "F",
409 };
410 
411 static ssize_t
412 pin_assignment_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
413 		     const char *buf, size_t size)
414 {
415 	struct dp_altmode *dp = dev_get_drvdata(dev);
416 	u8 assignments;
417 	u32 conf;
418 	int ret;
419 
420 	ret = sysfs_match_string(pin_assignments, buf);
421 	if (ret < 0)
422 		return ret;
423 
424 	conf = DP_CONF_SET_PIN_ASSIGN(BIT(ret));
425 	ret = 0;
426 
427 	mutex_lock(&dp->lock);
428 
429 	if (conf & dp->data.conf)
430 		goto out_unlock;
431 
432 	if (dp->state != DP_STATE_IDLE) {
433 		ret = -EBUSY;
434 		goto out_unlock;
435 	}
436 
437 	if (DP_CONF_CURRENTLY(dp->data.conf) == DP_CONF_DFP_D)
438 		assignments = DP_CAP_UFP_D_PIN_ASSIGN(dp->alt->vdo);
439 	else
440 		assignments = DP_CAP_DFP_D_PIN_ASSIGN(dp->alt->vdo);
441 
442 	if (!(DP_CONF_GET_PIN_ASSIGN(conf) & assignments)) {
443 		ret = -EINVAL;
444 		goto out_unlock;
445 	}
446 
447 	conf |= dp->data.conf & ~DP_CONF_PIN_ASSIGNEMENT_MASK;
448 
449 	/* Only send Configure command if a configuration has been set */
450 	if (dp->alt->active && DP_CONF_CURRENTLY(dp->data.conf)) {
451 		ret = dp_altmode_configure_vdm(dp, conf);
452 		if (ret)
453 			goto out_unlock;
454 	}
455 
456 	dp->data.conf = conf;
457 
458 out_unlock:
459 	mutex_unlock(&dp->lock);
460 
461 	return ret ? ret : size;
462 }
463 
464 static ssize_t pin_assignment_show(struct device *dev,
465 				   struct device_attribute *attr, char *buf)
466 {
467 	struct dp_altmode *dp = dev_get_drvdata(dev);
468 	u8 assignments;
469 	int len = 0;
470 	u8 cur;
471 	int i;
472 
473 	mutex_lock(&dp->lock);
474 
475 	cur = get_count_order(DP_CONF_GET_PIN_ASSIGN(dp->data.conf));
476 
477 	if (DP_CONF_CURRENTLY(dp->data.conf) == DP_CONF_DFP_D)
478 		assignments = DP_CAP_UFP_D_PIN_ASSIGN(dp->alt->vdo);
479 	else
480 		assignments = DP_CAP_DFP_D_PIN_ASSIGN(dp->alt->vdo);
481 
482 	for (i = 0; assignments; assignments >>= 1, i++) {
483 		if (assignments & 1) {
484 			if (i == cur)
485 				len += sprintf(buf + len, "[%s] ",
486 					       pin_assignments[i]);
487 			else
488 				len += sprintf(buf + len, "%s ",
489 					       pin_assignments[i]);
490 		}
491 	}
492 
493 	mutex_unlock(&dp->lock);
494 
495 	buf[len - 1] = '\n';
496 	return len;
497 }
498 static DEVICE_ATTR_RW(pin_assignment);
499 
500 static struct attribute *dp_altmode_attrs[] = {
501 	&dev_attr_configuration.attr,
502 	&dev_attr_pin_assignment.attr,
503 	NULL
504 };
505 
506 static const struct attribute_group dp_altmode_group = {
507 	.name = "displayport",
508 	.attrs = dp_altmode_attrs,
509 };
510 
511 int dp_altmode_probe(struct typec_altmode *alt)
512 {
513 	const struct typec_altmode *port = typec_altmode_get_partner(alt);
514 	struct dp_altmode *dp;
515 	int ret;
516 
517 	/* FIXME: Port can only be DFP_U. */
518 
519 	/* Make sure we have compatiple pin configurations */
520 	if (!(DP_CAP_DFP_D_PIN_ASSIGN(port->vdo) &
521 	      DP_CAP_UFP_D_PIN_ASSIGN(alt->vdo)) &&
522 	    !(DP_CAP_UFP_D_PIN_ASSIGN(port->vdo) &
523 	      DP_CAP_DFP_D_PIN_ASSIGN(alt->vdo)))
524 		return -ENODEV;
525 
526 	ret = sysfs_create_group(&alt->dev.kobj, &dp_altmode_group);
527 	if (ret)
528 		return ret;
529 
530 	dp = devm_kzalloc(&alt->dev, sizeof(*dp), GFP_KERNEL);
531 	if (!dp)
532 		return -ENOMEM;
533 
534 	INIT_WORK(&dp->work, dp_altmode_work);
535 	mutex_init(&dp->lock);
536 	dp->port = port;
537 	dp->alt = alt;
538 
539 	alt->desc = "DisplayPort";
540 	alt->ops = &dp_altmode_ops;
541 
542 	typec_altmode_set_drvdata(alt, dp);
543 
544 	dp->state = DP_STATE_ENTER;
545 	schedule_work(&dp->work);
546 
547 	return 0;
548 }
549 EXPORT_SYMBOL_GPL(dp_altmode_probe);
550 
551 void dp_altmode_remove(struct typec_altmode *alt)
552 {
553 	struct dp_altmode *dp = typec_altmode_get_drvdata(alt);
554 
555 	sysfs_remove_group(&alt->dev.kobj, &dp_altmode_group);
556 	cancel_work_sync(&dp->work);
557 }
558 EXPORT_SYMBOL_GPL(dp_altmode_remove);
559 
560 static const struct typec_device_id dp_typec_id[] = {
561 	{ USB_TYPEC_DP_SID, USB_TYPEC_DP_MODE },
562 	{ },
563 };
564 MODULE_DEVICE_TABLE(typec, dp_typec_id);
565 
566 static struct typec_altmode_driver dp_altmode_driver = {
567 	.id_table = dp_typec_id,
568 	.probe = dp_altmode_probe,
569 	.remove = dp_altmode_remove,
570 	.driver = {
571 		.name = "typec_displayport",
572 		.owner = THIS_MODULE,
573 	},
574 };
575 module_typec_altmode_driver(dp_altmode_driver);
576 
577 MODULE_AUTHOR("Heikki Krogerus <heikki.krogerus@linux.intel.com>");
578 MODULE_LICENSE("GPL v2");
579 MODULE_DESCRIPTION("DisplayPort Alternate Mode");
580