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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_log_addr)(struct cec_adapter *adap, u8 logical_addr);
107                 int (*adap_transmit)(struct cec_adapter *adap, u8 attempts,
108                                       u32 signal_free_time, struct cec_msg *msg);
109                 void (*adap_status)(struct cec_adapter *adap, struct seq_file *file);
110                 void (*adap_free)(struct cec_adapter *adap);
111
112                 /* High-level callbacks */
113                 ...
114         };
115
116 The five low-level ops deal with various aspects of controlling the CEC adapter
117 hardware:
118
119
120 To enable/disable the hardware:
121
122 .. c:function::
123         int (*adap_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
124
125 This callback enables or disables the CEC hardware. Enabling the CEC hardware
126 means powering it up in a state where no logical addresses are claimed. This
127 op assumes that the physical address (adap->phys_addr) is valid when enable is
128 true and will not change while the CEC adapter remains enabled. The initial
129 state of the CEC adapter after calling cec_allocate_adapter() is disabled.
130
131 Note that adap_enable must return 0 if enable is false.
132
133
134 To enable/disable the 'monitor all' mode:
135
136 .. c:function::
137         int (*adap_monitor_all_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
138
139 If enabled, then the adapter should be put in a mode to also monitor messages
140 that not for us. Not all hardware supports this and this function is only
141 called if the CEC_CAP_MONITOR_ALL capability is set. This callback is optional
142 (some hardware may always be in 'monitor all' mode).
143
144 Note that adap_monitor_all_enable must return 0 if enable is false.
145
146
147 To program a new logical address:
148
149 .. c:function::
150         int (*adap_log_addr)(struct cec_adapter *adap, u8 logical_addr);
151
152 If logical_addr == CEC_LOG_ADDR_INVALID then all programmed logical addresses
153 are to be erased. Otherwise the given logical address should be programmed.
154 If the maximum number of available logical addresses is exceeded, then it
155 should return -ENXIO. Once a logical address is programmed the CEC hardware
156 can receive directed messages to that address.
157
158 Note that adap_log_addr must return 0 if logical_addr is CEC_LOG_ADDR_INVALID.
159
160
161 To transmit a new message:
162
163 .. c:function::
164         int (*adap_transmit)(struct cec_adapter *adap, u8 attempts,
165                              u32 signal_free_time, struct cec_msg *msg);
166
167 This transmits a new message. The attempts argument is the suggested number of
168 attempts for the transmit.
169
170 The signal_free_time is the number of data bit periods that the adapter should
171 wait when the line is free before attempting to send a message. This value
172 depends on whether this transmit is a retry, a message from a new initiator or
173 a new message for the same initiator. Most hardware will handle this
174 automatically, but in some cases this information is needed.
175
176 The CEC_FREE_TIME_TO_USEC macro can be used to convert signal_free_time to
177 microseconds (one data bit period is 2.4 ms).
178
179
180 To log the current CEC hardware status:
181
182 .. c:function::
183         void (*adap_status)(struct cec_adapter *adap, struct seq_file *file);
184
185 This optional callback can be used to show the status of the CEC hardware.
186 The status is available through debugfs: cat /sys/kernel/debug/cec/cecX/status
187
188 To free any resources when the adapter is deleted:
189
190 .. c:function::
191         void (*adap_free)(struct cec_adapter *adap);
192
193 This optional callback can be used to free any resources that might have been
194 allocated by the driver. It's called from cec_delete_adapter.
195
196
197 Your adapter driver will also have to react to events (typically interrupt
198 driven) by calling into the framework in the following situations:
199
200 When a transmit finished (successfully or otherwise):
201
202 .. c:function::
203         void cec_transmit_done(struct cec_adapter *adap, u8 status, u8 arb_lost_cnt,
204                        u8 nack_cnt, u8 low_drive_cnt, u8 error_cnt);
205
206 or:
207
208 .. c:function::
209         void cec_transmit_attempt_done(struct cec_adapter *adap, u8 status);
210
211 The status can be one of:
212
213 CEC_TX_STATUS_OK:
214         the transmit was successful.
215
216 CEC_TX_STATUS_ARB_LOST:
217         arbitration was lost: another CEC initiator
218         took control of the CEC line and you lost the arbitration.
219
220 CEC_TX_STATUS_NACK:
221         the message was nacked (for a directed message) or
222         acked (for a broadcast message). A retransmission is needed.
223
224 CEC_TX_STATUS_LOW_DRIVE:
225         low drive was detected on the CEC bus. This indicates that
226         a follower detected an error on the bus and requested a
227         retransmission.
228
229 CEC_TX_STATUS_ERROR:
230         some unspecified error occurred: this can be one of ARB_LOST
231         or LOW_DRIVE if the hardware cannot differentiate or something
232         else entirely.
233
234 CEC_TX_STATUS_MAX_RETRIES:
235         could not transmit the message after trying multiple times.
236         Should only be set by the driver if it has hardware support for
237         retrying messages. If set, then the framework assumes that it
238         doesn't have to make another attempt to transmit the message
239         since the hardware did that already.
240
241 The hardware must be able to differentiate between OK, NACK and 'something
242 else'.
243
244 The \*_cnt arguments are the number of error conditions that were seen.
245 This may be 0 if no information is available. Drivers that do not support
246 hardware retry can just set the counter corresponding to the transmit error
247 to 1, if the hardware does support retry then either set these counters to
248 0 if the hardware provides no feedback of which errors occurred and how many
249 times, or fill in the correct values as reported by the hardware.
250
251 The cec_transmit_attempt_done() function is a helper for cases where the
252 hardware never retries, so the transmit is always for just a single
253 attempt. It will call cec_transmit_done() in turn, filling in 1 for the
254 count argument corresponding to the status. Or all 0 if the status was OK.
255
256 When a CEC message was received:
257
258 .. c:function::
259         void cec_received_msg(struct cec_adapter *adap, struct cec_msg *msg);
260
261 Speaks for itself.
262
263 Implementing the interrupt handler
264 ----------------------------------
265
266 Typically the CEC hardware provides interrupts that signal when a transmit
267 finished and whether it was successful or not, and it provides and interrupt
268 when a CEC message was received.
269
270 The CEC driver should always process the transmit interrupts first before
271 handling the receive interrupt. The framework expects to see the cec_transmit_done
272 call before the cec_received_msg call, otherwise it can get confused if the
273 received message was in reply to the transmitted message.
274
275 Implementing the High-Level CEC Adapter
276 ---------------------------------------
277
278 The low-level operations drive the hardware, the high-level operations are
279 CEC protocol driven. The following high-level callbacks are available:
280
281 .. code-block:: none
282
283         struct cec_adap_ops {
284                 /* Low-level callbacks */
285                 ...
286
287                 /* High-level CEC message callback */
288                 int (*received)(struct cec_adapter *adap, struct cec_msg *msg);
289         };
290
291 The received() callback allows the driver to optionally handle a newly
292 received CEC message
293
294 .. c:function::
295         int (*received)(struct cec_adapter *adap, struct cec_msg *msg);
296
297 If the driver wants to process a CEC message, then it can implement this
298 callback. If it doesn't want to handle this message, then it should return
299 -ENOMSG, otherwise the CEC framework assumes it processed this message and
300 it will not do anything with it.
301
302
303 CEC framework functions
304 -----------------------
305
306 CEC Adapter drivers can call the following CEC framework functions:
307
308 .. c:function::
309         int cec_transmit_msg(struct cec_adapter *adap, struct cec_msg *msg,
310                              bool block);
311
312 Transmit a CEC message. If block is true, then wait until the message has been
313 transmitted, otherwise just queue it and return.
314
315 .. c:function::
316         void cec_s_phys_addr(struct cec_adapter *adap, u16 phys_addr,
317                              bool block);
318
319 Change the physical address. This function will set adap->phys_addr and
320 send an event if it has changed. If cec_s_log_addrs() has been called and
321 the physical address has become valid, then the CEC framework will start
322 claiming the logical addresses. If block is true, then this function won't
323 return until this process has finished.
324
325 When the physical address is set to a valid value the CEC adapter will
326 be enabled (see the adap_enable op). When it is set to CEC_PHYS_ADDR_INVALID,
327 then the CEC adapter will be disabled. If you change a valid physical address
328 to another valid physical address, then this function will first set the
329 address to CEC_PHYS_ADDR_INVALID before enabling the new physical address.
330
331 .. c:function::
332         void cec_s_phys_addr_from_edid(struct cec_adapter *adap,
333                                        const struct edid *edid);
334
335 A helper function that extracts the physical address from the edid struct
336 and calls cec_s_phys_addr() with that address, or CEC_PHYS_ADDR_INVALID
337 if the EDID did not contain a physical address or edid was a NULL pointer.
338
339 .. c:function::
340         int cec_s_log_addrs(struct cec_adapter *adap,
341                             struct cec_log_addrs *log_addrs, bool block);
342
343 Claim the CEC logical addresses. Should never be called if CEC_CAP_LOG_ADDRS
344 is set. If block is true, then wait until the logical addresses have been
345 claimed, otherwise just queue it and return. To unconfigure all logical
346 addresses call this function with log_addrs set to NULL or with
347 log_addrs->num_log_addrs set to 0. The block argument is ignored when
348 unconfiguring. This function will just return if the physical address is
349 invalid. Once the physical address becomes valid, then the framework will
350 attempt to claim these logical addresses.
351
352 CEC Pin framework
353 -----------------
354
355 Most CEC hardware operates on full CEC messages where the software provides
356 the message and the hardware handles the low-level CEC protocol. But some
357 hardware only drives the CEC pin and software has to handle the low-level
358 CEC protocol. The CEC pin framework was created to handle such devices.
359
360 Note that due to the close-to-realtime requirements it can never be guaranteed
361 to work 100%. This framework uses highres timers internally, but if a
362 timer goes off too late by more than 300 microseconds wrong results can
363 occur. In reality it appears to be fairly reliable.
364
365 One advantage of this low-level implementation is that it can be used as
366 a cheap CEC analyser, especially if interrupts can be used to detect
367 CEC pin transitions from low to high or vice versa.
368
369 .. kernel-doc:: include/media/cec-pin.h
370
371 CEC Notifier framework
372 ----------------------
373
374 Most drm HDMI implementations have an integrated CEC implementation and no
375 notifier support is needed. But some have independent CEC implementations
376 that have their own driver. This could be an IP block for an SoC or a
377 completely separate chip that deals with the CEC pin. For those cases a
378 drm driver can install a notifier and use the notifier to inform the
379 CEC driver about changes in the physical address.
380
381 .. kernel-doc:: include/media/cec-notifier.h