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