]> git.armaanb.net Git - atreides.git/blobdiff - firmware/usb_keyboard.c
Add C firmware.
[atreides.git] / firmware / usb_keyboard.c
diff --git a/firmware/usb_keyboard.c b/firmware/usb_keyboard.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0b80bdf
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,590 @@
+/* USB Keyboard Example for Teensy USB Development Board
+ * http://www.pjrc.com/teensy/usb_keyboard.html
+ * Copyright (c) 2009 PJRC.COM, LLC
+ *
+ * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
+ * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
+ * in the Software without restriction, including without limitation the rights
+ * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
+ * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
+ * furnished to do so, subject to the following conditions:
+ *
+ * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
+ * all copies or substantial portions of the Software.
+ *
+ * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
+ * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
+ * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
+ * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
+ * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
+ * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
+ * THE SOFTWARE.
+ */
+
+// Version 1.0: Initial Release
+// Version 1.1: Add support for Teensy 2.0
+
+#define USB_SERIAL_PRIVATE_INCLUDE
+#include "usb_keyboard.h"
+
+/**************************************************************************
+ *
+ *  Configurable Options
+ *
+ **************************************************************************/
+
+// You can change these to give your code its own name.
+#define STR_MANUFACTURER    L"Technomancy"
+#define STR_PRODUCT         L"Orestes"
+
+
+// Mac OS-X and Linux automatically load the correct drivers.  On
+// Windows, even though the driver is supplied by Microsoft, an
+// INF file is needed to load the driver.  These numbers need to
+// match the INF file.
+#define VENDOR_ID       0x16C0
+#define PRODUCT_ID      0x047C
+
+
+// USB devices are supposed to implment a halt feature, which is
+// rarely (if ever) used.  If you comment this line out, the halt
+// code will be removed, saving 102 bytes of space (gcc 4.3.0).
+// This is not strictly USB compliant, but works with all major
+// operating systems.
+#define SUPPORT_ENDPOINT_HALT
+
+
+
+/**************************************************************************
+ *
+ *  Endpoint Buffer Configuration
+ *
+ **************************************************************************/
+
+#define ENDPOINT0_SIZE      32
+
+#define KEYBOARD_INTERFACE  0
+#define KEYBOARD_ENDPOINT   3
+#define KEYBOARD_SIZE       8
+#define KEYBOARD_BUFFER     EP_DOUBLE_BUFFER
+
+static const uint8_t PROGMEM endpoint_config_table[] = {
+  0,
+  0,
+  1, EP_TYPE_INTERRUPT_IN,  EP_SIZE(KEYBOARD_SIZE) | KEYBOARD_BUFFER,
+  0
+};
+
+
+/**************************************************************************
+ *
+ *  Descriptor Data
+ *
+ **************************************************************************/
+
+// Descriptors are the data that your computer reads when it auto-detects
+// this USB device (called "enumeration" in USB lingo).  The most commonly
+// changed items are editable at the top of this file.  Changing things
+// in here should only be done by those who've read chapter 9 of the USB
+// spec and relevant portions of any USB class specifications!
+
+
+static uint8_t const PROGMEM device_descriptor[] = {
+  18,                 // bLength
+  1,                  // bDescriptorType
+  0x00, 0x02,             // bcdUSB
+  0,                  // bDeviceClass
+  0,                  // bDeviceSubClass
+  0,                  // bDeviceProtocol
+  ENDPOINT0_SIZE,             // bMaxPacketSize0
+  LSB(VENDOR_ID), MSB(VENDOR_ID),     // idVendor
+  LSB(PRODUCT_ID), MSB(PRODUCT_ID),   // idProduct
+  0x00, 0x01,             // bcdDevice
+  1,                  // iManufacturer
+  2,                  // iProduct
+  0,                  // iSerialNumber
+  1                   // bNumConfigurations
+};
+
+// Keyboard Protocol 1, HID 1.11 spec, Appendix B, page 59-60
+static uint8_t const PROGMEM keyboard_hid_report_desc[] = {
+  0x05, 0x01,          // Usage Page (Generic Desktop),
+  0x09, 0x06,          // Usage (Keyboard),
+  0xA1, 0x01,          // Collection (Application),
+  0x75, 0x01,          //   Report Size (1),
+  0x95, 0x08,          //   Report Count (8),
+  0x05, 0x07,          //   Usage Page (Key Codes),
+  0x19, 0xE0,          //   Usage Minimum (224),
+  0x29, 0xE7,          //   Usage Maximum (231),
+  0x15, 0x00,          //   Logical Minimum (0),
+  0x25, 0x01,          //   Logical Maximum (1),
+  0x81, 0x02,          //   Input (Data, Variable, Absolute), ;Modifier byte
+  0x95, 0x01,          //   Report Count (1),
+  0x75, 0x08,          //   Report Size (8),
+  0x81, 0x03,          //   Input (Constant),                 ;Reserved byte
+  0x95, 0x05,          //   Report Count (5),
+  0x75, 0x01,          //   Report Size (1),
+  0x05, 0x08,          //   Usage Page (LEDs),
+  0x19, 0x01,          //   Usage Minimum (1),
+  0x29, 0x05,          //   Usage Maximum (5),
+  0x91, 0x02,          //   Output (Data, Variable, Absolute), ;LED report
+  0x95, 0x01,          //   Report Count (1),
+  0x75, 0x03,          //   Report Size (3),
+  0x91, 0x03,          //   Output (Constant),                 ;LED report padding
+  0x95, 0x06,          //   Report Count (6),
+  0x75, 0x08,          //   Report Size (8),
+  0x15, 0x00,          //   Logical Minimum (0),
+  0x25, 0x68,          //   Logical Maximum(104),
+  0x05, 0x07,          //   Usage Page (Key Codes),
+  0x19, 0x00,          //   Usage Minimum (0),
+  0x29, 0x68,          //   Usage Maximum (104),
+  0x81, 0x00,          //   Input (Data, Array),
+  0xc0                 // End Collection
+};
+
+#define CONFIG1_DESC_SIZE        (9+9+9+7)
+#define KEYBOARD_HID_DESC_OFFSET (9+9)
+static uint8_t const PROGMEM config1_descriptor[CONFIG1_DESC_SIZE] = {
+  // configuration descriptor, USB spec 9.6.3, page 264-266, Table 9-10
+  9,                  // bLength;
+  2,                  // bDescriptorType;
+  LSB(CONFIG1_DESC_SIZE),         // wTotalLength
+  MSB(CONFIG1_DESC_SIZE),
+  1,                  // bNumInterfaces
+  1,                  // bConfigurationValue
+  0,                  // iConfiguration
+  0xC0,                   // bmAttributes
+  50,                 // bMaxPower
+  // interface descriptor, USB spec 9.6.5, page 267-269, Table 9-12
+  9,                  // bLength
+  4,                  // bDescriptorType
+  KEYBOARD_INTERFACE,         // bInterfaceNumber
+  0,                  // bAlternateSetting
+  1,                  // bNumEndpoints
+  0x03,                   // bInterfaceClass (0x03 = HID)
+  0x01,                   // bInterfaceSubClass (0x01 = Boot)
+  0x01,                   // bInterfaceProtocol (0x01 = Keyboard)
+  0,                  // iInterface
+  // HID interface descriptor, HID 1.11 spec, section 6.2.1
+  9,                  // bLength
+  0x21,                   // bDescriptorType
+  0x11, 0x01,             // bcdHID
+  0,                  // bCountryCode
+  1,                  // bNumDescriptors
+  0x22,                   // bDescriptorType
+  sizeof(keyboard_hid_report_desc),   // wDescriptorLength
+  0,
+  // endpoint descriptor, USB spec 9.6.6, page 269-271, Table 9-13
+  7,                  // bLength
+  5,                  // bDescriptorType
+  KEYBOARD_ENDPOINT | 0x80,       // bEndpointAddress
+  0x03,                   // bmAttributes (0x03=intr)
+  KEYBOARD_SIZE, 0,           // wMaxPacketSize
+  1                   // bInterval
+};
+
+// If you're desperate for a little extra code memory, these strings
+// can be completely removed if iManufacturer, iProduct, iSerialNumber
+// in the device desciptor are changed to zeros.
+struct usb_string_descriptor_struct {
+  uint8_t bLength;
+  uint8_t bDescriptorType;
+  int16_t wString[];
+};
+static struct usb_string_descriptor_struct const PROGMEM string0 = {
+  4,
+  3,
+  {0x0409}
+};
+static struct usb_string_descriptor_struct const PROGMEM string1 = {
+  sizeof(STR_MANUFACTURER),
+  3,
+  STR_MANUFACTURER
+};
+static struct usb_string_descriptor_struct const PROGMEM string2 = {
+  sizeof(STR_PRODUCT),
+  3,
+  STR_PRODUCT
+};
+
+// This table defines which descriptor data is sent for each specific
+// request from the host (in wValue and wIndex).
+static struct descriptor_list_struct {
+  uint16_t    wValue;
+  uint16_t    wIndex;
+  const uint8_t   *addr;
+  uint8_t     length;
+} const PROGMEM descriptor_list[] = {
+  {0x0100, 0x0000, device_descriptor, sizeof(device_descriptor)},
+  {0x0200, 0x0000, config1_descriptor, sizeof(config1_descriptor)},
+  {0x2200, KEYBOARD_INTERFACE, keyboard_hid_report_desc, sizeof(keyboard_hid_report_desc)},
+  {0x2100, KEYBOARD_INTERFACE, config1_descriptor+KEYBOARD_HID_DESC_OFFSET, 9},
+  {0x0300, 0x0000, (const uint8_t *)&string0, 4},
+  {0x0301, 0x0409, (const uint8_t *)&string1, sizeof(STR_MANUFACTURER)},
+  {0x0302, 0x0409, (const uint8_t *)&string2, sizeof(STR_PRODUCT)}
+};
+#define NUM_DESC_LIST (sizeof(descriptor_list)/sizeof(struct descriptor_list_struct))
+
+
+/**************************************************************************
+ *
+ *  Variables - these are the only non-stack RAM usage
+ *
+ **************************************************************************/
+
+// zero when we are not configured, non-zero when enumerated
+static volatile uint8_t usb_configuration=0;
+
+// which modifier keys are currently pressed
+// 1=left ctrl,    2=left shift,   4=left alt,    8=left gui
+// 16=right ctrl, 32=right shift, 64=right alt, 128=right gui
+uint8_t keyboard_modifier_keys=0;
+
+// which keys are currently pressed, up to 6 keys may be down at once
+uint8_t keyboard_keys[6]={0,0,0,0,0,0};
+
+// protocol setting from the host.  We use exactly the same report
+// either way, so this variable only stores the setting since we
+// are required to be able to report which setting is in use.
+static uint8_t keyboard_protocol=1;
+
+// the idle configuration, how often we send the report to the
+// host (ms * 4) even when it hasn't changed
+static uint8_t keyboard_idle_config=125;
+
+// count until idle timeout
+static uint8_t keyboard_idle_count=0;
+
+// 1=num lock, 2=caps lock, 4=scroll lock, 8=compose, 16=kana
+volatile uint8_t keyboard_leds=0;
+
+
+/**************************************************************************
+ *
+ *  Public Functions - these are the API intended for the user
+ *
+ **************************************************************************/
+
+
+// initialize USB
+void usb_init(void)
+{
+  HW_CONFIG();
+  USB_FREEZE();   // enable USB
+  PLL_CONFIG();               // config PLL
+  while (!(PLLCSR & (1<<PLOCK))) ;    // wait for PLL lock
+  USB_CONFIG();               // start USB clock
+  UDCON = 0;              // enable attach resistor
+  usb_configuration = 0;
+  UDIEN = (1<<EORSTE)|(1<<SOFE);
+  sei();
+}
+
+// return 0 if the USB is not configured, or the configuration
+// number selected by the HOST
+uint8_t usb_configured(void)
+{
+  return usb_configuration;
+}
+
+
+// perform a single keystroke
+int8_t usb_keyboard_press(uint8_t key, uint8_t modifier)
+{
+  int8_t r;
+
+  keyboard_modifier_keys = modifier;
+  keyboard_keys[0] = key;
+  r = usb_keyboard_send();
+  if (r) return r;
+  keyboard_modifier_keys = 0;
+  keyboard_keys[0] = 0;
+  return usb_keyboard_send();
+}
+
+// send the contents of keyboard_keys and keyboard_modifier_keys
+int8_t usb_keyboard_send(void)
+{
+  uint8_t i, intr_state, timeout;
+
+  if (!usb_configuration) return -1;
+  intr_state = SREG;
+  cli();
+  UENUM = KEYBOARD_ENDPOINT;
+  timeout = UDFNUML + 50;
+  while (1) {
+    // are we ready to transmit?
+    if (UEINTX & (1<<RWAL)) break;
+    SREG = intr_state;
+    // has the USB gone offline?
+    if (!usb_configuration) return -1;
+    // have we waited too long?
+    if (UDFNUML == timeout) return -1;
+    // get ready to try checking again
+    intr_state = SREG;
+    cli();
+    UENUM = KEYBOARD_ENDPOINT;
+  }
+  UEDATX = keyboard_modifier_keys;
+  UEDATX = 0;
+  for (i=0; i<6; i++) {
+    UEDATX = keyboard_keys[i];
+  }
+  UEINTX = 0x3A;
+  keyboard_idle_count = 0;
+  SREG = intr_state;
+  return 0;
+}
+
+/**************************************************************************
+ *
+ *  Private Functions - not intended for general user consumption....
+ *
+ **************************************************************************/
+
+
+
+// USB Device Interrupt - handle all device-level events
+// the transmit buffer flushing is triggered by the start of frame
+//
+ISR(USB_GEN_vect)
+{
+  uint8_t intbits, t, i;
+  static uint8_t div4=0;
+
+  intbits = UDINT;
+  UDINT = 0;
+  if (intbits & (1<<EORSTI)) {
+    UENUM = 0;
+    UECONX = 1;
+    UECFG0X = EP_TYPE_CONTROL;
+    UECFG1X = EP_SIZE(ENDPOINT0_SIZE) | EP_SINGLE_BUFFER;
+    UEIENX = (1<<RXSTPE);
+    usb_configuration = 0;
+  }
+  if ((intbits & (1<<SOFI)) && usb_configuration) {
+    if (keyboard_idle_config && (++div4 & 3) == 0) {
+      UENUM = KEYBOARD_ENDPOINT;
+      if (UEINTX & (1<<RWAL)) {
+        keyboard_idle_count++;
+        if (keyboard_idle_count == keyboard_idle_config) {
+          keyboard_idle_count = 0;
+          UEDATX = keyboard_modifier_keys;
+          UEDATX = 0;
+          for (i=0; i<6; i++) {
+            UEDATX = keyboard_keys[i];
+          }
+          UEINTX = 0x3A;
+        }
+      }
+    }
+  }
+}
+
+
+
+// Misc functions to wait for ready and send/receive packets
+static inline void usb_wait_in_ready(void)
+{
+  while (!(UEINTX & (1<<TXINI))) ;
+}
+static inline void usb_send_in(void)
+{
+  UEINTX = ~(1<<TXINI);
+}
+static inline void usb_wait_receive_out(void)
+{
+  while (!(UEINTX & (1<<RXOUTI))) ;
+}
+static inline void usb_ack_out(void)
+{
+  UEINTX = ~(1<<RXOUTI);
+}
+
+
+
+// USB Endpoint Interrupt - endpoint 0 is handled here.  The
+// other endpoints are manipulated by the user-callable
+// functions, and the start-of-frame interrupt.
+//
+ISR(USB_COM_vect)
+{
+  uint8_t intbits;
+  const uint8_t *list;
+  const uint8_t *cfg;
+  uint8_t i, n, len, en;
+  uint8_t bmRequestType;
+  uint8_t bRequest;
+  uint16_t wValue;
+  uint16_t wIndex;
+  uint16_t wLength;
+  uint16_t desc_val;
+  const uint8_t *desc_addr;
+  uint8_t desc_length;
+
+  UENUM = 0;
+  intbits = UEINTX;
+  if (intbits & (1<<RXSTPI)) {
+    bmRequestType = UEDATX;
+    bRequest = UEDATX;
+    wValue = UEDATX;
+    wValue |= (UEDATX << 8);
+    wIndex = UEDATX;
+    wIndex |= (UEDATX << 8);
+    wLength = UEDATX;
+    wLength |= (UEDATX << 8);
+    UEINTX = ~((1<<RXSTPI) | (1<<RXOUTI) | (1<<TXINI));
+    if (bRequest == GET_DESCRIPTOR) {
+      list = (const uint8_t *)descriptor_list;
+      for (i=0; ; i++) {
+        if (i >= NUM_DESC_LIST) {
+          UECONX = (1<<STALLRQ)|(1<<EPEN);  //stall
+          return;
+        }
+        desc_val = pgm_read_word(list);
+        if (desc_val != wValue) {
+          list += sizeof(struct descriptor_list_struct);
+          continue;
+        }
+        list += 2;
+        desc_val = pgm_read_word(list);
+        if (desc_val != wIndex) {
+          list += sizeof(struct descriptor_list_struct)-2;
+          continue;
+        }
+        list += 2;
+        desc_addr = (const uint8_t *)pgm_read_word(list);
+        list += 2;
+        desc_length = pgm_read_byte(list);
+        break;
+      }
+      len = (wLength < 256) ? wLength : 255;
+      if (len > desc_length) len = desc_length;
+      do {
+        // wait for host ready for IN packet
+        do {
+          i = UEINTX;
+        } while (!(i & ((1<<TXINI)|(1<<RXOUTI))));
+        if (i & (1<<RXOUTI)) return;    // abort
+        // send IN packet
+        n = len < ENDPOINT0_SIZE ? len : ENDPOINT0_SIZE;
+        for (i = n; i; i--) {
+          UEDATX = pgm_read_byte(desc_addr++);
+        }
+        len -= n;
+        usb_send_in();
+      } while (len || n == ENDPOINT0_SIZE);
+      return;
+    }
+    if (bRequest == SET_ADDRESS) {
+      usb_send_in();
+      usb_wait_in_ready();
+      UDADDR = wValue | (1<<ADDEN);
+      return;
+    }
+    if (bRequest == SET_CONFIGURATION && bmRequestType == 0) {
+      usb_configuration = wValue;
+      usb_send_in();
+      cfg = endpoint_config_table;
+      for (i=1; i<5; i++) {
+        UENUM = i;
+        en = pgm_read_byte(cfg++);
+        UECONX = en;
+        if (en) {
+          UECFG0X = pgm_read_byte(cfg++);
+          UECFG1X = pgm_read_byte(cfg++);
+        }
+      }
+      UERST = 0x1E;
+      UERST = 0;
+      return;
+    }
+    if (bRequest == GET_CONFIGURATION && bmRequestType == 0x80) {
+      usb_wait_in_ready();
+      UEDATX = usb_configuration;
+      usb_send_in();
+      return;
+    }
+
+    if (bRequest == GET_STATUS) {
+      usb_wait_in_ready();
+      i = 0;
+#ifdef SUPPORT_ENDPOINT_HALT
+      if (bmRequestType == 0x82) {
+        UENUM = wIndex;
+        if (UECONX & (1<<STALLRQ)) i = 1;
+        UENUM = 0;
+      }
+#endif
+      UEDATX = i;
+      UEDATX = 0;
+      usb_send_in();
+      return;
+    }
+#ifdef SUPPORT_ENDPOINT_HALT
+    if ((bRequest == CLEAR_FEATURE || bRequest == SET_FEATURE)
+        && bmRequestType == 0x02 && wValue == 0) {
+      i = wIndex & 0x7F;
+      if (i >= 1 && i <= MAX_ENDPOINT) {
+        usb_send_in();
+        UENUM = i;
+        if (bRequest == SET_FEATURE) {
+          UECONX = (1<<STALLRQ)|(1<<EPEN);
+        } else {
+          UECONX = (1<<STALLRQC)|(1<<RSTDT)|(1<<EPEN);
+          UERST = (1 << i);
+          UERST = 0;
+        }
+        return;
+      }
+    }
+#endif
+    if (wIndex == KEYBOARD_INTERFACE) {
+      if (bmRequestType == 0xA1) {
+        if (bRequest == HID_GET_REPORT) {
+          usb_wait_in_ready();
+          UEDATX = keyboard_modifier_keys;
+          UEDATX = 0;
+          for (i=0; i<6; i++) {
+            UEDATX = keyboard_keys[i];
+          }
+          usb_send_in();
+          return;
+        }
+        if (bRequest == HID_GET_IDLE) {
+          usb_wait_in_ready();
+          UEDATX = keyboard_idle_config;
+          usb_send_in();
+          return;
+        }
+        if (bRequest == HID_GET_PROTOCOL) {
+          usb_wait_in_ready();
+          UEDATX = keyboard_protocol;
+          usb_send_in();
+          return;
+        }
+      }
+      if (bmRequestType == 0x21) {
+        if (bRequest == HID_SET_REPORT) {
+          usb_wait_receive_out();
+          keyboard_leds = UEDATX;
+          usb_ack_out();
+          usb_send_in();
+          return;
+        }
+        if (bRequest == HID_SET_IDLE) {
+          keyboard_idle_config = (wValue >> 8);
+          keyboard_idle_count = 0;
+          usb_send_in();
+          return;
+        }
+        if (bRequest == HID_SET_PROTOCOL) {
+          keyboard_protocol = wValue;
+          usb_send_in();
+          return;
+        }
+      }
+    }
+  }
+  UECONX = (1<<STALLRQ) | (1<<EPEN);  // stall
+}