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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                 /* Error injection callbacks */
114                 ...
115
116                 /* High-level callbacks */
117                 ...
118         };
119
120 The seven low-level ops deal with various aspects of controlling the CEC adapter
121 hardware:
122
123
124 To enable/disable the hardware:
125
126 .. c:function::
127         int (*adap_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
128
129 This callback enables or disables the CEC hardware. Enabling the CEC hardware
130 means powering it up in a state where no logical addresses are claimed. This
131 op assumes that the physical address (adap->phys_addr) is valid when enable is
132 true and will not change while the CEC adapter remains enabled. The initial
133 state of the CEC adapter after calling cec_allocate_adapter() is disabled.
134
135 Note that adap_enable must return 0 if enable is false.
136
137
138 To enable/disable the 'monitor all' mode:
139
140 .. c:function::
141         int (*adap_monitor_all_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
142
143 If enabled, then the adapter should be put in a mode to also monitor messages
144 that not for us. Not all hardware supports this and this function is only
145 called if the CEC_CAP_MONITOR_ALL capability is set. This callback is optional
146 (some hardware may always be in 'monitor all' mode).
147
148 Note that adap_monitor_all_enable must return 0 if enable is false.
149
150
151 To enable/disable the 'monitor pin' mode:
152
153 .. c:function::
154         int (*adap_monitor_pin_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
155
156 If enabled, then the adapter should be put in a mode to also monitor CEC pin
157 changes. Not all hardware supports this and this function is only called if
158 the CEC_CAP_MONITOR_PIN capability is set. This callback is optional
159 (some hardware may always be in 'monitor pin' mode).
160
161 Note that adap_monitor_pin_enable must return 0 if enable is false.
162
163
164 To program a new logical address:
165
166 .. c:function::
167         int (*adap_log_addr)(struct cec_adapter *adap, u8 logical_addr);
168
169 If logical_addr == CEC_LOG_ADDR_INVALID then all programmed logical addresses
170 are to be erased. Otherwise the given logical address should be programmed.
171 If the maximum number of available logical addresses is exceeded, then it
172 should return -ENXIO. Once a logical address is programmed the CEC hardware
173 can receive directed messages to that address.
174
175 Note that adap_log_addr must return 0 if logical_addr is CEC_LOG_ADDR_INVALID.
176
177
178 To transmit a new message:
179
180 .. c:function::
181         int (*adap_transmit)(struct cec_adapter *adap, u8 attempts,
182                              u32 signal_free_time, struct cec_msg *msg);
183
184 This transmits a new message. The attempts argument is the suggested number of
185 attempts for the transmit.
186
187 The signal_free_time is the number of data bit periods that the adapter should
188 wait when the line is free before attempting to send a message. This value
189 depends on whether this transmit is a retry, a message from a new initiator or
190 a new message for the same initiator. Most hardware will handle this
191 automatically, but in some cases this information is needed.
192
193 The CEC_FREE_TIME_TO_USEC macro can be used to convert signal_free_time to
194 microseconds (one data bit period is 2.4 ms).
195
196
197 To log the current CEC hardware status:
198
199 .. c:function::
200         void (*adap_status)(struct cec_adapter *adap, struct seq_file *file);
201
202 This optional callback can be used to show the status of the CEC hardware.
203 The status is available through debugfs: cat /sys/kernel/debug/cec/cecX/status
204
205 To free any resources when the adapter is deleted:
206
207 .. c:function::
208         void (*adap_free)(struct cec_adapter *adap);
209
210 This optional callback can be used to free any resources that might have been
211 allocated by the driver. It's called from cec_delete_adapter.
212
213
214 Your adapter driver will also have to react to events (typically interrupt
215 driven) by calling into the framework in the following situations:
216
217 When a transmit finished (successfully or otherwise):
218
219 .. c:function::
220         void cec_transmit_done(struct cec_adapter *adap, u8 status, u8 arb_lost_cnt,
221                        u8 nack_cnt, u8 low_drive_cnt, u8 error_cnt);
222
223 or:
224
225 .. c:function::
226         void cec_transmit_attempt_done(struct cec_adapter *adap, u8 status);
227
228 The status can be one of:
229
230 CEC_TX_STATUS_OK:
231         the transmit was successful.
232
233 CEC_TX_STATUS_ARB_LOST:
234         arbitration was lost: another CEC initiator
235         took control of the CEC line and you lost the arbitration.
236
237 CEC_TX_STATUS_NACK:
238         the message was nacked (for a directed message) or
239         acked (for a broadcast message). A retransmission is needed.
240
241 CEC_TX_STATUS_LOW_DRIVE:
242         low drive was detected on the CEC bus. This indicates that
243         a follower detected an error on the bus and requested a
244         retransmission.
245
246 CEC_TX_STATUS_ERROR:
247         some unspecified error occurred: this can be one of ARB_LOST
248         or LOW_DRIVE if the hardware cannot differentiate or something
249         else entirely.
250
251 CEC_TX_STATUS_MAX_RETRIES:
252         could not transmit the message after trying multiple times.
253         Should only be set by the driver if it has hardware support for
254         retrying messages. If set, then the framework assumes that it
255         doesn't have to make another attempt to transmit the message
256         since the hardware did that already.
257
258 The hardware must be able to differentiate between OK, NACK and 'something
259 else'.
260
261 The \*_cnt arguments are the number of error conditions that were seen.
262 This may be 0 if no information is available. Drivers that do not support
263 hardware retry can just set the counter corresponding to the transmit error
264 to 1, if the hardware does support retry then either set these counters to
265 0 if the hardware provides no feedback of which errors occurred and how many
266 times, or fill in the correct values as reported by the hardware.
267
268 The cec_transmit_attempt_done() function is a helper for cases where the
269 hardware never retries, so the transmit is always for just a single
270 attempt. It will call cec_transmit_done() in turn, filling in 1 for the
271 count argument corresponding to the status. Or all 0 if the status was OK.
272
273 When a CEC message was received:
274
275 .. c:function::
276         void cec_received_msg(struct cec_adapter *adap, struct cec_msg *msg);
277
278 Speaks for itself.
279
280 Implementing the interrupt handler
281 ----------------------------------
282
283 Typically the CEC hardware provides interrupts that signal when a transmit
284 finished and whether it was successful or not, and it provides and interrupt
285 when a CEC message was received.
286
287 The CEC driver should always process the transmit interrupts first before
288 handling the receive interrupt. The framework expects to see the cec_transmit_done
289 call before the cec_received_msg call, otherwise it can get confused if the
290 received message was in reply to the transmitted message.
291
292 Optional: Implementing Error Injection Support
293 ----------------------------------------------
294
295 If the CEC adapter supports Error Injection functionality, then that can
296 be exposed through the Error Injection callbacks:
297
298 .. code-block:: none
299
300         struct cec_adap_ops {
301                 /* Low-level callbacks */
302                 ...
303
304                 /* Error injection callbacks */
305                 int (*error_inj_show)(struct cec_adapter *adap, struct seq_file *sf);
306                 bool (*error_inj_parse_line)(struct cec_adapter *adap, char *line);
307
308                 /* High-level CEC message callback */
309                 ...
310         };
311
312 If both callbacks are set, then an ``error-inj`` file will appear in debugfs.
313 The basic syntax is as follows:
314
315 Leading spaces/tabs are ignored. If the next character is a ``#`` or the end of the
316 line was reached, then the whole line is ignored. Otherwise a command is expected.
317
318 This basic parsing is done in the CEC Framework. It is up to the driver to decide
319 what commands to implement. The only requirement is that the command ``clear`` without
320 any arguments must be implemented and that it will remove all current error injection
321 commands.
322
323 This ensures that you can always do ``echo clear >error-inj`` to clear any error
324 injections without having to know the details of the driver-specific commands.
325
326 Note that the output of ``error-inj`` shall be valid as input to ``error-inj``.
327 So this must work:
328
329 .. code-block:: none
330
331         $ cat error-inj >einj.txt
332         $ cat einj.txt >error-inj
333
334 The first callback is called when this file is read and it should show the
335 the current error injection state:
336
337 .. c:function::
338         int (*error_inj_show)(struct cec_adapter *adap, struct seq_file *sf);
339
340 It is recommended that it starts with a comment block with basic usage
341 information. It returns 0 for success and an error otherwise.
342
343 The second callback will parse commands written to the ``error-inj`` file:
344
345 .. c:function::
346         bool (*error_inj_parse_line)(struct cec_adapter *adap, char *line);
347
348 The ``line`` argument points to the start of the command. Any leading
349 spaces or tabs have already been skipped. It is a single line only (so there
350 are no embedded newlines) and it is 0-terminated. The callback is free to
351 modify the contents of the buffer. It is only called for lines containing a
352 command, so this callback is never called for empty lines or comment lines.
353
354 Return true if the command was valid or false if there were syntax errors.
355
356 Implementing the High-Level CEC Adapter
357 ---------------------------------------
358
359 The low-level operations drive the hardware, the high-level operations are
360 CEC protocol driven. The following high-level callbacks are available:
361
362 .. code-block:: none
363
364         struct cec_adap_ops {
365                 /* Low-level callbacks */
366                 ...
367
368                 /* Error injection callbacks */
369                 ...
370
371                 /* High-level CEC message callback */
372                 int (*received)(struct cec_adapter *adap, struct cec_msg *msg);
373         };
374
375 The received() callback allows the driver to optionally handle a newly
376 received CEC message
377
378 .. c:function::
379         int (*received)(struct cec_adapter *adap, struct cec_msg *msg);
380
381 If the driver wants to process a CEC message, then it can implement this
382 callback. If it doesn't want to handle this message, then it should return
383 -ENOMSG, otherwise the CEC framework assumes it processed this message and
384 it will not do anything with it.
385
386
387 CEC framework functions
388 -----------------------
389
390 CEC Adapter drivers can call the following CEC framework functions:
391
392 .. c:function::
393         int cec_transmit_msg(struct cec_adapter *adap, struct cec_msg *msg,
394                              bool block);
395
396 Transmit a CEC message. If block is true, then wait until the message has been
397 transmitted, otherwise just queue it and return.
398
399 .. c:function::
400         void cec_s_phys_addr(struct cec_adapter *adap, u16 phys_addr,
401                              bool block);
402
403 Change the physical address. This function will set adap->phys_addr and
404 send an event if it has changed. If cec_s_log_addrs() has been called and
405 the physical address has become valid, then the CEC framework will start
406 claiming the logical addresses. If block is true, then this function won't
407 return until this process has finished.
408
409 When the physical address is set to a valid value the CEC adapter will
410 be enabled (see the adap_enable op). When it is set to CEC_PHYS_ADDR_INVALID,
411 then the CEC adapter will be disabled. If you change a valid physical address
412 to another valid physical address, then this function will first set the
413 address to CEC_PHYS_ADDR_INVALID before enabling the new physical address.
414
415 .. c:function::
416         void cec_s_phys_addr_from_edid(struct cec_adapter *adap,
417                                        const struct edid *edid);
418
419 A helper function that extracts the physical address from the edid struct
420 and calls cec_s_phys_addr() with that address, or CEC_PHYS_ADDR_INVALID
421 if the EDID did not contain a physical address or edid was a NULL pointer.
422
423 .. c:function::
424         int cec_s_log_addrs(struct cec_adapter *adap,
425                             struct cec_log_addrs *log_addrs, bool block);
426
427 Claim the CEC logical addresses. Should never be called if CEC_CAP_LOG_ADDRS
428 is set. If block is true, then wait until the logical addresses have been
429 claimed, otherwise just queue it and return. To unconfigure all logical
430 addresses call this function with log_addrs set to NULL or with
431 log_addrs->num_log_addrs set to 0. The block argument is ignored when
432 unconfiguring. This function will just return if the physical address is
433 invalid. Once the physical address becomes valid, then the framework will
434 attempt to claim these logical addresses.
435
436 CEC Pin framework
437 -----------------
438
439 Most CEC hardware operates on full CEC messages where the software provides
440 the message and the hardware handles the low-level CEC protocol. But some
441 hardware only drives the CEC pin and software has to handle the low-level
442 CEC protocol. The CEC pin framework was created to handle such devices.
443
444 Note that due to the close-to-realtime requirements it can never be guaranteed
445 to work 100%. This framework uses highres timers internally, but if a
446 timer goes off too late by more than 300 microseconds wrong results can
447 occur. In reality it appears to be fairly reliable.
448
449 One advantage of this low-level implementation is that it can be used as
450 a cheap CEC analyser, especially if interrupts can be used to detect
451 CEC pin transitions from low to high or vice versa.
452
453 .. kernel-doc:: include/media/cec-pin.h
454
455 CEC Notifier framework
456 ----------------------
457
458 Most drm HDMI implementations have an integrated CEC implementation and no
459 notifier support is needed. But some have independent CEC implementations
460 that have their own driver. This could be an IP block for an SoC or a
461 completely separate chip that deals with the CEC pin. For those cases a
462 drm driver can install a notifier and use the notifier to inform the
463 CEC driver about changes in the physical address.
464
465 .. kernel-doc:: include/media/cec-notifier.h