Merge branch 'etnaviv/next' of https://git.pengutronix.de/git/lst/linux into drm...
[sfrench/cifs-2.6.git] / Documentation / acpi / enumeration.txt
1 ACPI based device enumeration
2 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3 ACPI 5 introduced a set of new resources (UartTSerialBus, I2cSerialBus,
4 SpiSerialBus, GpioIo and GpioInt) which can be used in enumerating slave
5 devices behind serial bus controllers.
6
7 In addition we are starting to see peripherals integrated in the
8 SoC/Chipset to appear only in ACPI namespace. These are typically devices
9 that are accessed through memory-mapped registers.
10
11 In order to support this and re-use the existing drivers as much as
12 possible we decided to do following:
13
14         o Devices that have no bus connector resource are represented as
15           platform devices.
16
17         o Devices behind real busses where there is a connector resource
18           are represented as struct spi_device or struct i2c_device
19           (standard UARTs are not busses so there is no struct uart_device).
20
21 As both ACPI and Device Tree represent a tree of devices (and their
22 resources) this implementation follows the Device Tree way as much as
23 possible.
24
25 The ACPI implementation enumerates devices behind busses (platform, SPI and
26 I2C), creates the physical devices and binds them to their ACPI handle in
27 the ACPI namespace.
28
29 This means that when ACPI_HANDLE(dev) returns non-NULL the device was
30 enumerated from ACPI namespace. This handle can be used to extract other
31 device-specific configuration. There is an example of this below.
32
33 Platform bus support
34 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
35 Since we are using platform devices to represent devices that are not
36 connected to any physical bus we only need to implement a platform driver
37 for the device and add supported ACPI IDs. If this same IP-block is used on
38 some other non-ACPI platform, the driver might work out of the box or needs
39 some minor changes.
40
41 Adding ACPI support for an existing driver should be pretty
42 straightforward. Here is the simplest example:
43
44         #ifdef CONFIG_ACPI
45         static const struct acpi_device_id mydrv_acpi_match[] = {
46                 /* ACPI IDs here */
47                 { }
48         };
49         MODULE_DEVICE_TABLE(acpi, mydrv_acpi_match);
50         #endif
51
52         static struct platform_driver my_driver = {
53                 ...
54                 .driver = {
55                         .acpi_match_table = ACPI_PTR(mydrv_acpi_match),
56                 },
57         };
58
59 If the driver needs to perform more complex initialization like getting and
60 configuring GPIOs it can get its ACPI handle and extract this information
61 from ACPI tables.
62
63 DMA support
64 ~~~~~~~~~~~
65 DMA controllers enumerated via ACPI should be registered in the system to
66 provide generic access to their resources. For example, a driver that would
67 like to be accessible to slave devices via generic API call
68 dma_request_slave_channel() must register itself at the end of the probe
69 function like this:
70
71         err = devm_acpi_dma_controller_register(dev, xlate_func, dw);
72         /* Handle the error if it's not a case of !CONFIG_ACPI */
73
74 and implement custom xlate function if needed (usually acpi_dma_simple_xlate()
75 is enough) which converts the FixedDMA resource provided by struct
76 acpi_dma_spec into the corresponding DMA channel. A piece of code for that case
77 could look like:
78
79         #ifdef CONFIG_ACPI
80         struct filter_args {
81                 /* Provide necessary information for the filter_func */
82                 ...
83         };
84
85         static bool filter_func(struct dma_chan *chan, void *param)
86         {
87                 /* Choose the proper channel */
88                 ...
89         }
90
91         static struct dma_chan *xlate_func(struct acpi_dma_spec *dma_spec,
92                         struct acpi_dma *adma)
93         {
94                 dma_cap_mask_t cap;
95                 struct filter_args args;
96
97                 /* Prepare arguments for filter_func */
98                 ...
99                 return dma_request_channel(cap, filter_func, &args);
100         }
101         #else
102         static struct dma_chan *xlate_func(struct acpi_dma_spec *dma_spec,
103                         struct acpi_dma *adma)
104         {
105                 return NULL;
106         }
107         #endif
108
109 dma_request_slave_channel() will call xlate_func() for each registered DMA
110 controller. In the xlate function the proper channel must be chosen based on
111 information in struct acpi_dma_spec and the properties of the controller
112 provided by struct acpi_dma.
113
114 Clients must call dma_request_slave_channel() with the string parameter that
115 corresponds to a specific FixedDMA resource. By default "tx" means the first
116 entry of the FixedDMA resource array, "rx" means the second entry. The table
117 below shows a layout:
118
119         Device (I2C0)
120         {
121                 ...
122                 Method (_CRS, 0, NotSerialized)
123                 {
124                         Name (DBUF, ResourceTemplate ()
125                         {
126                                 FixedDMA (0x0018, 0x0004, Width32bit, _Y48)
127                                 FixedDMA (0x0019, 0x0005, Width32bit, )
128                         })
129                 ...
130                 }
131         }
132
133 So, the FixedDMA with request line 0x0018 is "tx" and next one is "rx" in
134 this example.
135
136 In robust cases the client unfortunately needs to call
137 acpi_dma_request_slave_chan_by_index() directly and therefore choose the
138 specific FixedDMA resource by its index.
139
140 SPI serial bus support
141 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
142 Slave devices behind SPI bus have SpiSerialBus resource attached to them.
143 This is extracted automatically by the SPI core and the slave devices are
144 enumerated once spi_register_master() is called by the bus driver.
145
146 Here is what the ACPI namespace for a SPI slave might look like:
147
148         Device (EEP0)
149         {
150                 Name (_ADR, 1)
151                 Name (_CID, Package() {
152                         "ATML0025",
153                         "AT25",
154                 })
155                 ...
156                 Method (_CRS, 0, NotSerialized)
157                 {
158                         SPISerialBus(1, PolarityLow, FourWireMode, 8,
159                                 ControllerInitiated, 1000000, ClockPolarityLow,
160                                 ClockPhaseFirst, "\\_SB.PCI0.SPI1",)
161                 }
162                 ...
163
164 The SPI device drivers only need to add ACPI IDs in a similar way than with
165 the platform device drivers. Below is an example where we add ACPI support
166 to at25 SPI eeprom driver (this is meant for the above ACPI snippet):
167
168         #ifdef CONFIG_ACPI
169         static const struct acpi_device_id at25_acpi_match[] = {
170                 { "AT25", 0 },
171                 { },
172         };
173         MODULE_DEVICE_TABLE(acpi, at25_acpi_match);
174         #endif
175
176         static struct spi_driver at25_driver = {
177                 .driver = {
178                         ...
179                         .acpi_match_table = ACPI_PTR(at25_acpi_match),
180                 },
181         };
182
183 Note that this driver actually needs more information like page size of the
184 eeprom etc. but at the time writing this there is no standard way of
185 passing those. One idea is to return this in _DSM method like:
186
187         Device (EEP0)
188         {
189                 ...
190                 Method (_DSM, 4, NotSerialized)
191                 {
192                         Store (Package (6)
193                         {
194                                 "byte-len", 1024,
195                                 "addr-mode", 2,
196                                 "page-size, 32
197                         }, Local0)
198
199                         // Check UUIDs etc.
200
201                         Return (Local0)
202                 }
203
204 Then the at25 SPI driver can get this configuration by calling _DSM on its
205 ACPI handle like:
206
207         struct acpi_buffer output = { ACPI_ALLOCATE_BUFFER, NULL };
208         struct acpi_object_list input;
209         acpi_status status;
210
211         /* Fill in the input buffer */
212
213         status = acpi_evaluate_object(ACPI_HANDLE(&spi->dev), "_DSM",
214                                       &input, &output);
215         if (ACPI_FAILURE(status))
216                 /* Handle the error */
217
218         /* Extract the data here */
219
220         kfree(output.pointer);
221
222 I2C serial bus support
223 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
224 The slaves behind I2C bus controller only need to add the ACPI IDs like
225 with the platform and SPI drivers. The I2C core automatically enumerates
226 any slave devices behind the controller device once the adapter is
227 registered.
228
229 Below is an example of how to add ACPI support to the existing mpu3050
230 input driver:
231
232         #ifdef CONFIG_ACPI
233         static const struct acpi_device_id mpu3050_acpi_match[] = {
234                 { "MPU3050", 0 },
235                 { },
236         };
237         MODULE_DEVICE_TABLE(acpi, mpu3050_acpi_match);
238         #endif
239
240         static struct i2c_driver mpu3050_i2c_driver = {
241                 .driver = {
242                         .name   = "mpu3050",
243                         .owner  = THIS_MODULE,
244                         .pm     = &mpu3050_pm,
245                         .of_match_table = mpu3050_of_match,
246                         .acpi_match_table = ACPI_PTR(mpu3050_acpi_match),
247                 },
248                 .probe          = mpu3050_probe,
249                 .remove         = mpu3050_remove,
250                 .id_table       = mpu3050_ids,
251         };
252
253 GPIO support
254 ~~~~~~~~~~~~
255 ACPI 5 introduced two new resources to describe GPIO connections: GpioIo
256 and GpioInt. These resources can be used to pass GPIO numbers used by
257 the device to the driver. ACPI 5.1 extended this with _DSD (Device
258 Specific Data) which made it possible to name the GPIOs among other things.
259
260 For example:
261
262 Device (DEV)
263 {
264         Method (_CRS, 0, NotSerialized)
265         {
266                 Name (SBUF, ResourceTemplate()
267                 {
268                         ...
269                         // Used to power on/off the device
270                         GpioIo (Exclusive, PullDefault, 0x0000, 0x0000,
271                                 IoRestrictionOutputOnly, "\\_SB.PCI0.GPI0",
272                                 0x00, ResourceConsumer,,)
273                         {
274                                 // Pin List
275                                 0x0055
276                         }
277
278                         // Interrupt for the device
279                         GpioInt (Edge, ActiveHigh, ExclusiveAndWake, PullNone,
280                                  0x0000, "\\_SB.PCI0.GPI0", 0x00, ResourceConsumer,,)
281                         {
282                                 // Pin list
283                                 0x0058
284                         }
285
286                         ...
287
288                 }
289
290                 Return (SBUF)
291         }
292
293         // ACPI 5.1 _DSD used for naming the GPIOs
294         Name (_DSD, Package ()
295         {
296                 ToUUID("daffd814-6eba-4d8c-8a91-bc9bbf4aa301"),
297                 Package ()
298                 {
299                         Package () {"power-gpios", Package() {^DEV, 0, 0, 0 }},
300                         Package () {"irq-gpios", Package() {^DEV, 1, 0, 0 }},
301                 }
302         })
303         ...
304
305 These GPIO numbers are controller relative and path "\\_SB.PCI0.GPI0"
306 specifies the path to the controller. In order to use these GPIOs in Linux
307 we need to translate them to the corresponding Linux GPIO descriptors.
308
309 There is a standard GPIO API for that and is documented in
310 Documentation/gpio/.
311
312 In the above example we can get the corresponding two GPIO descriptors with
313 a code like this:
314
315         #include <linux/gpio/consumer.h>
316         ...
317
318         struct gpio_desc *irq_desc, *power_desc;
319
320         irq_desc = gpiod_get(dev, "irq");
321         if (IS_ERR(irq_desc))
322                 /* handle error */
323
324         power_desc = gpiod_get(dev, "power");
325         if (IS_ERR(power_desc))
326                 /* handle error */
327
328         /* Now we can use the GPIO descriptors */
329
330 There are also devm_* versions of these functions which release the
331 descriptors once the device is released.
332
333 See Documentation/acpi/gpio-properties.txt for more information about the
334 _DSD binding related to GPIOs.
335
336 MFD devices
337 ~~~~~~~~~~~
338 The MFD devices register their children as platform devices. For the child
339 devices there needs to be an ACPI handle that they can use to reference
340 parts of the ACPI namespace that relate to them. In the Linux MFD subsystem
341 we provide two ways:
342
343         o The children share the parent ACPI handle.
344         o The MFD cell can specify the ACPI id of the device.
345
346 For the first case, the MFD drivers do not need to do anything. The
347 resulting child platform device will have its ACPI_COMPANION() set to point
348 to the parent device.
349
350 If the ACPI namespace has a device that we can match using an ACPI id or ACPI
351 adr, the cell should be set like:
352
353         static struct mfd_cell_acpi_match my_subdevice_cell_acpi_match = {
354                 .pnpid = "XYZ0001",
355                 .adr = 0,
356         };
357
358         static struct mfd_cell my_subdevice_cell = {
359                 .name = "my_subdevice",
360                 /* set the resources relative to the parent */
361                 .acpi_match = &my_subdevice_cell_acpi_match,
362         };
363
364 The ACPI id "XYZ0001" is then used to lookup an ACPI device directly under
365 the MFD device and if found, that ACPI companion device is bound to the
366 resulting child platform device.
367
368 Device Tree namespace link device ID
369 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
370 The Device Tree protocol uses device identification based on the "compatible"
371 property whose value is a string or an array of strings recognized as device
372 identifiers by drivers and the driver core.  The set of all those strings may be
373 regarded as a device identification namespace analogous to the ACPI/PNP device
374 ID namespace.  Consequently, in principle it should not be necessary to allocate
375 a new (and arguably redundant) ACPI/PNP device ID for a devices with an existing
376 identification string in the Device Tree (DT) namespace, especially if that ID
377 is only needed to indicate that a given device is compatible with another one,
378 presumably having a matching driver in the kernel already.
379
380 In ACPI, the device identification object called _CID (Compatible ID) is used to
381 list the IDs of devices the given one is compatible with, but those IDs must
382 belong to one of the namespaces prescribed by the ACPI specification (see
383 Section 6.1.2 of ACPI 6.0 for details) and the DT namespace is not one of them.
384 Moreover, the specification mandates that either a _HID or an _ADR identification
385 object be present for all ACPI objects representing devices (Section 6.1 of ACPI
386 6.0).  For non-enumerable bus types that object must be _HID and its value must
387 be a device ID from one of the namespaces prescribed by the specification too.
388
389 The special DT namespace link device ID, PRP0001, provides a means to use the
390 existing DT-compatible device identification in ACPI and to satisfy the above
391 requirements following from the ACPI specification at the same time.  Namely,
392 if PRP0001 is returned by _HID, the ACPI subsystem will look for the
393 "compatible" property in the device object's _DSD and will use the value of that
394 property to identify the corresponding device in analogy with the original DT
395 device identification algorithm.  If the "compatible" property is not present
396 or its value is not valid, the device will not be enumerated by the ACPI
397 subsystem.  Otherwise, it will be enumerated automatically as a platform device
398 (except when an I2C or SPI link from the device to its parent is present, in
399 which case the ACPI core will leave the device enumeration to the parent's
400 driver) and the identification strings from the "compatible" property value will
401 be used to find a driver for the device along with the device IDs listed by _CID
402 (if present).
403
404 Analogously, if PRP0001 is present in the list of device IDs returned by _CID,
405 the identification strings listed by the "compatible" property value (if present
406 and valid) will be used to look for a driver matching the device, but in that
407 case their relative priority with respect to the other device IDs listed by
408 _HID and _CID depends on the position of PRP0001 in the _CID return package.
409 Specifically, the device IDs returned by _HID and preceding PRP0001 in the _CID
410 return package will be checked first.  Also in that case the bus type the device
411 will be enumerated to depends on the device ID returned by _HID.
412
413 It is valid to define device objects with a _HID returning PRP0001 and without
414 the "compatible" property in the _DSD or a _CID as long as one of their
415 ancestors provides a _DSD with a valid "compatible" property.  Such device
416 objects are then simply regarded as additional "blocks" providing hierarchical
417 configuration information to the driver of the composite ancestor device.
418
419 However, PRP0001 can only be returned from either _HID or _CID of a device
420 object if all of the properties returned by the _DSD associated with it (either
421 the _DSD of the device object itself or the _DSD of its ancestor in the
422 "composite device" case described above) can be used in the ACPI environment.
423 Otherwise, the _DSD itself is regarded as invalid and therefore the "compatible"
424 property returned by it is meaningless.
425
426 Refer to DSD-properties-rules.txt for more information.