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[sfrench/cifs-2.6.git] / Documentation / media / kapi / cec-core.rst
1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 CEC Kernel Support
4 ==================
5
6 The CEC framework provides a unified kernel interface for use with HDMI CEC
7 hardware. It is designed to handle a multiple types of hardware (receivers,
8 transmitters, USB dongles). The framework also gives the option to decide
9 what to do in the kernel driver and what should be handled by userspace
10 applications. In addition it integrates the remote control passthrough
11 feature into the kernel's remote control framework.
12
13
14 The CEC Protocol
15 ----------------
16
17 The CEC protocol enables consumer electronic devices to communicate with each
18 other through the HDMI connection. The protocol uses logical addresses in the
19 communication. The logical address is strictly connected with the functionality
20 provided by the device. The TV acting as the communication hub is always
21 assigned address 0. The physical address is determined by the physical
22 connection between devices.
23
24 The CEC framework described here is up to date with the CEC 2.0 specification.
25 It is documented in the HDMI 1.4 specification with the new 2.0 bits documented
26 in the HDMI 2.0 specification. But for most of the features the freely available
27 HDMI 1.3a specification is sufficient:
28
29 http://www.microprocessor.org/HDMISpecification13a.pdf
30
31
32 CEC Adapter Interface
33 ---------------------
34
35 The struct cec_adapter represents the CEC adapter hardware. It is created by
36 calling cec_allocate_adapter() and deleted by calling cec_delete_adapter():
37
38 .. c:function::
39    struct cec_adapter *cec_allocate_adapter(const struct cec_adap_ops *ops, void *priv,
40    const char *name, u32 caps, u8 available_las);
41
42 .. c:function::
43    void cec_delete_adapter(struct cec_adapter *adap);
44
45 To create an adapter you need to pass the following information:
46
47 ops:
48         adapter operations which are called by the CEC framework and that you
49         have to implement.
50
51 priv:
52         will be stored in adap->priv and can be used by the adapter ops.
53         Use cec_get_drvdata(adap) to get the priv pointer.
54
55 name:
56         the name of the CEC adapter. Note: this name will be copied.
57
58 caps:
59         capabilities of the CEC adapter. These capabilities determine the
60         capabilities of the hardware and which parts are to be handled
61         by userspace and which parts are handled by kernelspace. The
62         capabilities are returned by CEC_ADAP_G_CAPS.
63
64 available_las:
65         the number of simultaneous logical addresses that this
66         adapter can handle. Must be 1 <= available_las <= CEC_MAX_LOG_ADDRS.
67
68 To obtain the priv pointer use this helper function:
69
70 .. c:function::
71         void *cec_get_drvdata(const struct cec_adapter *adap);
72
73 To register the /dev/cecX device node and the remote control device (if
74 CEC_CAP_RC is set) you call:
75
76 .. c:function::
77         int cec_register_adapter(struct cec_adapter *adap, struct device *parent);
78
79 where parent is the parent device.
80
81 To unregister the devices call:
82
83 .. c:function::
84         void cec_unregister_adapter(struct cec_adapter *adap);
85
86 Note: if cec_register_adapter() fails, then call cec_delete_adapter() to
87 clean up. But if cec_register_adapter() succeeded, then only call
88 cec_unregister_adapter() to clean up, never cec_delete_adapter(). The
89 unregister function will delete the adapter automatically once the last user
90 of that /dev/cecX device has closed its file handle.
91
92
93 Implementing the Low-Level CEC Adapter
94 --------------------------------------
95
96 The following low-level adapter operations have to be implemented in
97 your driver:
98
99 .. c:type:: struct cec_adap_ops
100
101 .. code-block:: none
102
103         struct cec_adap_ops
104         {
105                 /* Low-level callbacks */
106                 int (*adap_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
107                 int (*adap_monitor_all_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
108                 int (*adap_monitor_pin_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
109                 int (*adap_log_addr)(struct cec_adapter *adap, u8 logical_addr);
110                 int (*adap_transmit)(struct cec_adapter *adap, u8 attempts,
111                                       u32 signal_free_time, struct cec_msg *msg);
112                 void (*adap_status)(struct cec_adapter *adap, struct seq_file *file);
113                 void (*adap_free)(struct cec_adapter *adap);
114
115                 /* Error injection callbacks */
116                 ...
117
118                 /* High-level callbacks */
119                 ...
120         };
121
122 The seven low-level ops deal with various aspects of controlling the CEC adapter
123 hardware:
124
125
126 To enable/disable the hardware:
127
128 .. c:function::
129         int (*adap_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
130
131 This callback enables or disables the CEC hardware. Enabling the CEC hardware
132 means powering it up in a state where no logical addresses are claimed. This
133 op assumes that the physical address (adap->phys_addr) is valid when enable is
134 true and will not change while the CEC adapter remains enabled. The initial
135 state of the CEC adapter after calling cec_allocate_adapter() is disabled.
136
137 Note that adap_enable must return 0 if enable is false.
138
139
140 To enable/disable the 'monitor all' mode:
141
142 .. c:function::
143         int (*adap_monitor_all_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
144
145 If enabled, then the adapter should be put in a mode to also monitor messages
146 that not for us. Not all hardware supports this and this function is only
147 called if the CEC_CAP_MONITOR_ALL capability is set. This callback is optional
148 (some hardware may always be in 'monitor all' mode).
149
150 Note that adap_monitor_all_enable must return 0 if enable is false.
151
152
153 To enable/disable the 'monitor pin' mode:
154
155 .. c:function::
156         int (*adap_monitor_pin_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
157
158 If enabled, then the adapter should be put in a mode to also monitor CEC pin
159 changes. Not all hardware supports this and this function is only called if
160 the CEC_CAP_MONITOR_PIN capability is set. This callback is optional
161 (some hardware may always be in 'monitor pin' mode).
162
163 Note that adap_monitor_pin_enable must return 0 if enable is false.
164
165
166 To program a new logical address:
167
168 .. c:function::
169         int (*adap_log_addr)(struct cec_adapter *adap, u8 logical_addr);
170
171 If logical_addr == CEC_LOG_ADDR_INVALID then all programmed logical addresses
172 are to be erased. Otherwise the given logical address should be programmed.
173 If the maximum number of available logical addresses is exceeded, then it
174 should return -ENXIO. Once a logical address is programmed the CEC hardware
175 can receive directed messages to that address.
176
177 Note that adap_log_addr must return 0 if logical_addr is CEC_LOG_ADDR_INVALID.
178
179
180 To transmit a new message:
181
182 .. c:function::
183         int (*adap_transmit)(struct cec_adapter *adap, u8 attempts,
184                              u32 signal_free_time, struct cec_msg *msg);
185
186 This transmits a new message. The attempts argument is the suggested number of
187 attempts for the transmit.
188
189 The signal_free_time is the number of data bit periods that the adapter should
190 wait when the line is free before attempting to send a message. This value
191 depends on whether this transmit is a retry, a message from a new initiator or
192 a new message for the same initiator. Most hardware will handle this
193 automatically, but in some cases this information is needed.
194
195 The CEC_FREE_TIME_TO_USEC macro can be used to convert signal_free_time to
196 microseconds (one data bit period is 2.4 ms).
197
198
199 To log the current CEC hardware status:
200
201 .. c:function::
202         void (*adap_status)(struct cec_adapter *adap, struct seq_file *file);
203
204 This optional callback can be used to show the status of the CEC hardware.
205 The status is available through debugfs: cat /sys/kernel/debug/cec/cecX/status
206
207 To free any resources when the adapter is deleted:
208
209 .. c:function::
210         void (*adap_free)(struct cec_adapter *adap);
211
212 This optional callback can be used to free any resources that might have been
213 allocated by the driver. It's called from cec_delete_adapter.
214
215
216 Your adapter driver will also have to react to events (typically interrupt
217 driven) by calling into the framework in the following situations:
218
219 When a transmit finished (successfully or otherwise):
220
221 .. c:function::
222         void cec_transmit_done(struct cec_adapter *adap, u8 status, u8 arb_lost_cnt,
223                        u8 nack_cnt, u8 low_drive_cnt, u8 error_cnt);
224
225 or:
226
227 .. c:function::
228         void cec_transmit_attempt_done(struct cec_adapter *adap, u8 status);
229
230 The status can be one of:
231
232 CEC_TX_STATUS_OK:
233         the transmit was successful.
234
235 CEC_TX_STATUS_ARB_LOST:
236         arbitration was lost: another CEC initiator
237         took control of the CEC line and you lost the arbitration.
238
239 CEC_TX_STATUS_NACK:
240         the message was nacked (for a directed message) or
241         acked (for a broadcast message). A retransmission is needed.
242
243 CEC_TX_STATUS_LOW_DRIVE:
244         low drive was detected on the CEC bus. This indicates that
245         a follower detected an error on the bus and requested a
246         retransmission.
247
248 CEC_TX_STATUS_ERROR:
249         some unspecified error occurred: this can be one of ARB_LOST
250         or LOW_DRIVE if the hardware cannot differentiate or something
251         else entirely. Some hardware only supports OK and FAIL as the
252         result of a transmit, i.e. there is no way to differentiate
253         between the different possible errors. In that case map FAIL
254         to CEC_TX_STATUS_NACK and not to CEC_TX_STATUS_ERROR.
255
256 CEC_TX_STATUS_MAX_RETRIES:
257         could not transmit the message after trying multiple times.
258         Should only be set by the driver if it has hardware support for
259         retrying messages. If set, then the framework assumes that it
260         doesn't have to make another attempt to transmit the message
261         since the hardware did that already.
262
263 The hardware must be able to differentiate between OK, NACK and 'something
264 else'.
265
266 The \*_cnt arguments are the number of error conditions that were seen.
267 This may be 0 if no information is available. Drivers that do not support
268 hardware retry can just set the counter corresponding to the transmit error
269 to 1, if the hardware does support retry then either set these counters to
270 0 if the hardware provides no feedback of which errors occurred and how many
271 times, or fill in the correct values as reported by the hardware.
272
273 Be aware that calling these functions can immediately start a new transmit
274 if there is one pending in the queue. So make sure that the hardware is in
275 a state where new transmits can be started *before* calling these functions.
276
277 The cec_transmit_attempt_done() function is a helper for cases where the
278 hardware never retries, so the transmit is always for just a single
279 attempt. It will call cec_transmit_done() in turn, filling in 1 for the
280 count argument corresponding to the status. Or all 0 if the status was OK.
281
282 When a CEC message was received:
283
284 .. c:function::
285         void cec_received_msg(struct cec_adapter *adap, struct cec_msg *msg);
286
287 Speaks for itself.
288
289 Implementing the interrupt handler
290 ----------------------------------
291
292 Typically the CEC hardware provides interrupts that signal when a transmit
293 finished and whether it was successful or not, and it provides and interrupt
294 when a CEC message was received.
295
296 The CEC driver should always process the transmit interrupts first before
297 handling the receive interrupt. The framework expects to see the cec_transmit_done
298 call before the cec_received_msg call, otherwise it can get confused if the
299 received message was in reply to the transmitted message.
300
301 Optional: Implementing Error Injection Support
302 ----------------------------------------------
303
304 If the CEC adapter supports Error Injection functionality, then that can
305 be exposed through the Error Injection callbacks:
306
307 .. code-block:: none
308
309         struct cec_adap_ops {
310                 /* Low-level callbacks */
311                 ...
312
313                 /* Error injection callbacks */
314                 int (*error_inj_show)(struct cec_adapter *adap, struct seq_file *sf);
315                 bool (*error_inj_parse_line)(struct cec_adapter *adap, char *line);
316
317                 /* High-level CEC message callback */
318                 ...
319         };
320
321 If both callbacks are set, then an ``error-inj`` file will appear in debugfs.
322 The basic syntax is as follows:
323
324 Leading spaces/tabs are ignored. If the next character is a ``#`` or the end of the
325 line was reached, then the whole line is ignored. Otherwise a command is expected.
326
327 This basic parsing is done in the CEC Framework. It is up to the driver to decide
328 what commands to implement. The only requirement is that the command ``clear`` without
329 any arguments must be implemented and that it will remove all current error injection
330 commands.
331
332 This ensures that you can always do ``echo clear >error-inj`` to clear any error
333 injections without having to know the details of the driver-specific commands.
334
335 Note that the output of ``error-inj`` shall be valid as input to ``error-inj``.
336 So this must work:
337
338 .. code-block:: none
339
340         $ cat error-inj >einj.txt
341         $ cat einj.txt >error-inj
342
343 The first callback is called when this file is read and it should show the
344 the current error injection state:
345
346 .. c:function::
347         int (*error_inj_show)(struct cec_adapter *adap, struct seq_file *sf);
348
349 It is recommended that it starts with a comment block with basic usage
350 information. It returns 0 for success and an error otherwise.
351
352 The second callback will parse commands written to the ``error-inj`` file:
353
354 .. c:function::
355         bool (*error_inj_parse_line)(struct cec_adapter *adap, char *line);
356
357 The ``line`` argument points to the start of the command. Any leading
358 spaces or tabs have already been skipped. It is a single line only (so there
359 are no embedded newlines) and it is 0-terminated. The callback is free to
360 modify the contents of the buffer. It is only called for lines containing a
361 command, so this callback is never called for empty lines or comment lines.
362
363 Return true if the command was valid or false if there were syntax errors.
364
365 Implementing the High-Level CEC Adapter
366 ---------------------------------------
367
368 The low-level operations drive the hardware, the high-level operations are
369 CEC protocol driven. The following high-level callbacks are available:
370
371 .. code-block:: none
372
373         struct cec_adap_ops {
374                 /* Low-level callbacks */
375                 ...
376
377                 /* Error injection callbacks */
378                 ...
379
380                 /* High-level CEC message callback */
381                 int (*received)(struct cec_adapter *adap, struct cec_msg *msg);
382         };
383
384 The received() callback allows the driver to optionally handle a newly
385 received CEC message
386
387 .. c:function::
388         int (*received)(struct cec_adapter *adap, struct cec_msg *msg);
389
390 If the driver wants to process a CEC message, then it can implement this
391 callback. If it doesn't want to handle this message, then it should return
392 -ENOMSG, otherwise the CEC framework assumes it processed this message and
393 it will not do anything with it.
394
395
396 CEC framework functions
397 -----------------------
398
399 CEC Adapter drivers can call the following CEC framework functions:
400
401 .. c:function::
402         int cec_transmit_msg(struct cec_adapter *adap, struct cec_msg *msg,
403                              bool block);
404
405 Transmit a CEC message. If block is true, then wait until the message has been
406 transmitted, otherwise just queue it and return.
407
408 .. c:function::
409         void cec_s_phys_addr(struct cec_adapter *adap, u16 phys_addr,
410                              bool block);
411
412 Change the physical address. This function will set adap->phys_addr and
413 send an event if it has changed. If cec_s_log_addrs() has been called and
414 the physical address has become valid, then the CEC framework will start
415 claiming the logical addresses. If block is true, then this function won't
416 return until this process has finished.
417
418 When the physical address is set to a valid value the CEC adapter will
419 be enabled (see the adap_enable op). When it is set to CEC_PHYS_ADDR_INVALID,
420 then the CEC adapter will be disabled. If you change a valid physical address
421 to another valid physical address, then this function will first set the
422 address to CEC_PHYS_ADDR_INVALID before enabling the new physical address.
423
424 .. c:function::
425         void cec_s_phys_addr_from_edid(struct cec_adapter *adap,
426                                        const struct edid *edid);
427
428 A helper function that extracts the physical address from the edid struct
429 and calls cec_s_phys_addr() with that address, or CEC_PHYS_ADDR_INVALID
430 if the EDID did not contain a physical address or edid was a NULL pointer.
431
432 .. c:function::
433         int cec_s_log_addrs(struct cec_adapter *adap,
434                             struct cec_log_addrs *log_addrs, bool block);
435
436 Claim the CEC logical addresses. Should never be called if CEC_CAP_LOG_ADDRS
437 is set. If block is true, then wait until the logical addresses have been
438 claimed, otherwise just queue it and return. To unconfigure all logical
439 addresses call this function with log_addrs set to NULL or with
440 log_addrs->num_log_addrs set to 0. The block argument is ignored when
441 unconfiguring. This function will just return if the physical address is
442 invalid. Once the physical address becomes valid, then the framework will
443 attempt to claim these logical addresses.
444
445 CEC Pin framework
446 -----------------
447
448 Most CEC hardware operates on full CEC messages where the software provides
449 the message and the hardware handles the low-level CEC protocol. But some
450 hardware only drives the CEC pin and software has to handle the low-level
451 CEC protocol. The CEC pin framework was created to handle such devices.
452
453 Note that due to the close-to-realtime requirements it can never be guaranteed
454 to work 100%. This framework uses highres timers internally, but if a
455 timer goes off too late by more than 300 microseconds wrong results can
456 occur. In reality it appears to be fairly reliable.
457
458 One advantage of this low-level implementation is that it can be used as
459 a cheap CEC analyser, especially if interrupts can be used to detect
460 CEC pin transitions from low to high or vice versa.
461
462 .. kernel-doc:: include/media/cec-pin.h
463
464 CEC Notifier framework
465 ----------------------
466
467 Most drm HDMI implementations have an integrated CEC implementation and no
468 notifier support is needed. But some have independent CEC implementations
469 that have their own driver. This could be an IP block for an SoC or a
470 completely separate chip that deals with the CEC pin. For those cases a
471 drm driver can install a notifier and use the notifier to inform the
472 CEC driver about changes in the physical address.
473
474 .. kernel-doc:: include/media/cec-notifier.h