Merge branch 'for-5.11' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tj/cgroup
[linux-2.6-microblaze.git] / Documentation / driver-api / media / 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, \
40                                             void *priv, const char *name, \
41                                             u32 caps, u8 available_las);
42
43 .. c:function::
44    void cec_delete_adapter(struct cec_adapter *adap);
45
46 To create an adapter you need to pass the following information:
47
48 ops:
49         adapter operations which are called by the CEC framework and that you
50         have to implement.
51
52 priv:
53         will be stored in adap->priv and can be used by the adapter ops.
54         Use cec_get_drvdata(adap) to get the priv pointer.
55
56 name:
57         the name of the CEC adapter. Note: this name will be copied.
58
59 caps:
60         capabilities of the CEC adapter. These capabilities determine the
61         capabilities of the hardware and which parts are to be handled
62         by userspace and which parts are handled by kernelspace. The
63         capabilities are returned by CEC_ADAP_G_CAPS.
64
65 available_las:
66         the number of simultaneous logical addresses that this
67         adapter can handle. Must be 1 <= available_las <= CEC_MAX_LOG_ADDRS.
68
69 To obtain the priv pointer use this helper function:
70
71 .. c:function::
72         void *cec_get_drvdata(const struct cec_adapter *adap);
73
74 To register the /dev/cecX device node and the remote control device (if
75 CEC_CAP_RC is set) you call:
76
77 .. c:function::
78         int cec_register_adapter(struct cec_adapter *adap, \
79                                  struct device *parent);
80
81 where parent is the parent device.
82
83 To unregister the devices call:
84
85 .. c:function::
86         void cec_unregister_adapter(struct cec_adapter *adap);
87
88 Note: if cec_register_adapter() fails, then call cec_delete_adapter() to
89 clean up. But if cec_register_adapter() succeeded, then only call
90 cec_unregister_adapter() to clean up, never cec_delete_adapter(). The
91 unregister function will delete the adapter automatically once the last user
92 of that /dev/cecX device has closed its file handle.
93
94
95 Implementing the Low-Level CEC Adapter
96 --------------------------------------
97
98 The following low-level adapter operations have to be implemented in
99 your driver:
100
101 .. c:struct:: cec_adap_ops
102
103 .. code-block:: none
104
105         struct cec_adap_ops
106         {
107                 /* Low-level callbacks */
108                 int (*adap_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
109                 int (*adap_monitor_all_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
110                 int (*adap_monitor_pin_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
111                 int (*adap_log_addr)(struct cec_adapter *adap, u8 logical_addr);
112                 int (*adap_transmit)(struct cec_adapter *adap, u8 attempts,
113                                       u32 signal_free_time, struct cec_msg *msg);
114                 void (*adap_status)(struct cec_adapter *adap, struct seq_file *file);
115                 void (*adap_free)(struct cec_adapter *adap);
116
117                 /* Error injection callbacks */
118                 ...
119
120                 /* High-level callbacks */
121                 ...
122         };
123
124 The seven low-level ops deal with various aspects of controlling the CEC adapter
125 hardware:
126
127
128 To enable/disable the hardware::
129
130         int (*adap_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
131
132 This callback enables or disables the CEC hardware. Enabling the CEC hardware
133 means powering it up in a state where no logical addresses are claimed. This
134 op assumes that the physical address (adap->phys_addr) is valid when enable is
135 true and will not change while the CEC adapter remains enabled. The initial
136 state of the CEC adapter after calling cec_allocate_adapter() is disabled.
137
138 Note that adap_enable must return 0 if enable is false.
139
140
141 To enable/disable the 'monitor all' mode::
142
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 are 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         int (*adap_monitor_pin_enable)(struct cec_adapter *adap, bool enable);
156
157 If enabled, then the adapter should be put in a mode to also monitor CEC pin
158 changes. Not all hardware supports this and this function is only called if
159 the CEC_CAP_MONITOR_PIN capability is set. This callback is optional
160 (some hardware may always be in 'monitor pin' mode).
161
162 Note that adap_monitor_pin_enable must return 0 if enable is false.
163
164
165 To program a new logical address::
166
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         int (*adap_transmit)(struct cec_adapter *adap, u8 attempts,
181                              u32 signal_free_time, struct cec_msg *msg);
182
183 This transmits a new message. The attempts argument is the suggested number of
184 attempts for the transmit.
185
186 The signal_free_time is the number of data bit periods that the adapter should
187 wait when the line is free before attempting to send a message. This value
188 depends on whether this transmit is a retry, a message from a new initiator or
189 a new message for the same initiator. Most hardware will handle this
190 automatically, but in some cases this information is needed.
191
192 The CEC_FREE_TIME_TO_USEC macro can be used to convert signal_free_time to
193 microseconds (one data bit period is 2.4 ms).
194
195
196 To log the current CEC hardware status::
197
198         void (*adap_status)(struct cec_adapter *adap, struct seq_file *file);
199
200 This optional callback can be used to show the status of the CEC hardware.
201 The status is available through debugfs: cat /sys/kernel/debug/cec/cecX/status
202
203 To free any resources when the adapter is deleted::
204
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         void cec_transmit_done(struct cec_adapter *adap, u8 status,
217                                u8 arb_lost_cnt,  u8 nack_cnt, u8 low_drive_cnt,
218                                u8 error_cnt);
219
220 or::
221
222         void cec_transmit_attempt_done(struct cec_adapter *adap, u8 status);
223
224 The status can be one of:
225
226 CEC_TX_STATUS_OK:
227         the transmit was successful.
228
229 CEC_TX_STATUS_ARB_LOST:
230         arbitration was lost: another CEC initiator
231         took control of the CEC line and you lost the arbitration.
232
233 CEC_TX_STATUS_NACK:
234         the message was nacked (for a directed message) or
235         acked (for a broadcast message). A retransmission is needed.
236
237 CEC_TX_STATUS_LOW_DRIVE:
238         low drive was detected on the CEC bus. This indicates that
239         a follower detected an error on the bus and requested a
240         retransmission.
241
242 CEC_TX_STATUS_ERROR:
243         some unspecified error occurred: this can be one of ARB_LOST
244         or LOW_DRIVE if the hardware cannot differentiate or something
245         else entirely. Some hardware only supports OK and FAIL as the
246         result of a transmit, i.e. there is no way to differentiate
247         between the different possible errors. In that case map FAIL
248         to CEC_TX_STATUS_NACK and not to CEC_TX_STATUS_ERROR.
249
250 CEC_TX_STATUS_MAX_RETRIES:
251         could not transmit the message after trying multiple times.
252         Should only be set by the driver if it has hardware support for
253         retrying messages. If set, then the framework assumes that it
254         doesn't have to make another attempt to transmit the message
255         since the hardware did that already.
256
257 The hardware must be able to differentiate between OK, NACK and 'something
258 else'.
259
260 The \*_cnt arguments are the number of error conditions that were seen.
261 This may be 0 if no information is available. Drivers that do not support
262 hardware retry can just set the counter corresponding to the transmit error
263 to 1, if the hardware does support retry then either set these counters to
264 0 if the hardware provides no feedback of which errors occurred and how many
265 times, or fill in the correct values as reported by the hardware.
266
267 Be aware that calling these functions can immediately start a new transmit
268 if there is one pending in the queue. So make sure that the hardware is in
269 a state where new transmits can be started *before* calling these functions.
270
271 The cec_transmit_attempt_done() function is a helper for cases where the
272 hardware never retries, so the transmit is always for just a single
273 attempt. It will call cec_transmit_done() in turn, filling in 1 for the
274 count argument corresponding to the status. Or all 0 if the status was OK.
275
276 When a CEC message was received:
277
278 .. c:function::
279         void cec_received_msg(struct cec_adapter *adap, struct cec_msg *msg);
280
281 Speaks for itself.
282
283 Implementing the interrupt handler
284 ----------------------------------
285
286 Typically the CEC hardware provides interrupts that signal when a transmit
287 finished and whether it was successful or not, and it provides and interrupt
288 when a CEC message was received.
289
290 The CEC driver should always process the transmit interrupts first before
291 handling the receive interrupt. The framework expects to see the cec_transmit_done
292 call before the cec_received_msg call, otherwise it can get confused if the
293 received message was in reply to the transmitted message.
294
295 Optional: Implementing Error Injection Support
296 ----------------------------------------------
297
298 If the CEC adapter supports Error Injection functionality, then that can
299 be exposed through the Error Injection callbacks:
300
301 .. code-block:: none
302
303         struct cec_adap_ops {
304                 /* Low-level callbacks */
305                 ...
306
307                 /* Error injection callbacks */
308                 int (*error_inj_show)(struct cec_adapter *adap, struct seq_file *sf);
309                 bool (*error_inj_parse_line)(struct cec_adapter *adap, char *line);
310
311                 /* High-level CEC message callback */
312                 ...
313         };
314
315 If both callbacks are set, then an ``error-inj`` file will appear in debugfs.
316 The basic syntax is as follows:
317
318 Leading spaces/tabs are ignored. If the next character is a ``#`` or the end of the
319 line was reached, then the whole line is ignored. Otherwise a command is expected.
320
321 This basic parsing is done in the CEC Framework. It is up to the driver to decide
322 what commands to implement. The only requirement is that the command ``clear`` without
323 any arguments must be implemented and that it will remove all current error injection
324 commands.
325
326 This ensures that you can always do ``echo clear >error-inj`` to clear any error
327 injections without having to know the details of the driver-specific commands.
328
329 Note that the output of ``error-inj`` shall be valid as input to ``error-inj``.
330 So this must work:
331
332 .. code-block:: none
333
334         $ cat error-inj >einj.txt
335         $ cat einj.txt >error-inj
336
337 The first callback is called when this file is read and it should show the
338 current error injection state::
339
340         int (*error_inj_show)(struct cec_adapter *adap, struct seq_file *sf);
341
342 It is recommended that it starts with a comment block with basic usage
343 information. It returns 0 for success and an error otherwise.
344
345 The second callback will parse commands written to the ``error-inj`` file::
346
347         bool (*error_inj_parse_line)(struct cec_adapter *adap, char *line);
348
349 The ``line`` argument points to the start of the command. Any leading
350 spaces or tabs have already been skipped. It is a single line only (so there
351 are no embedded newlines) and it is 0-terminated. The callback is free to
352 modify the contents of the buffer. It is only called for lines containing a
353 command, so this callback is never called for empty lines or comment lines.
354
355 Return true if the command was valid or false if there were syntax errors.
356
357 Implementing the High-Level CEC Adapter
358 ---------------------------------------
359
360 The low-level operations drive the hardware, the high-level operations are
361 CEC protocol driven. The following high-level callbacks are available:
362
363 .. code-block:: none
364
365         struct cec_adap_ops {
366                 /* Low-level callbacks */
367                 ...
368
369                 /* Error injection callbacks */
370                 ...
371
372                 /* High-level CEC message callback */
373                 int (*received)(struct cec_adapter *adap, struct cec_msg *msg);
374         };
375
376 The received() callback allows the driver to optionally handle a newly
377 received CEC message::
378
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, bool block);
401
402 Change the physical address. This function will set adap->phys_addr and
403 send an event if it has changed. If cec_s_log_addrs() has been called and
404 the physical address has become valid, then the CEC framework will start
405 claiming the logical addresses. If block is true, then this function won't
406 return until this process has finished.
407
408 When the physical address is set to a valid value the CEC adapter will
409 be enabled (see the adap_enable op). When it is set to CEC_PHYS_ADDR_INVALID,
410 then the CEC adapter will be disabled. If you change a valid physical address
411 to another valid physical address, then this function will first set the
412 address to CEC_PHYS_ADDR_INVALID before enabling the new physical address.
413
414 .. c:function::
415    void cec_s_phys_addr_from_edid(struct cec_adapter *adap, \
416                                   const struct edid *edid);
417
418 A helper function that extracts the physical address from the edid struct
419 and calls cec_s_phys_addr() with that address, or CEC_PHYS_ADDR_INVALID
420 if the EDID did not contain a physical address or edid was a NULL pointer.
421
422 .. c:function::
423         int cec_s_log_addrs(struct cec_adapter *adap, \
424                             struct cec_log_addrs *log_addrs, bool block);
425
426 Claim the CEC logical addresses. Should never be called if CEC_CAP_LOG_ADDRS
427 is set. If block is true, then wait until the logical addresses have been
428 claimed, otherwise just queue it and return. To unconfigure all logical
429 addresses call this function with log_addrs set to NULL or with
430 log_addrs->num_log_addrs set to 0. The block argument is ignored when
431 unconfiguring. This function will just return if the physical address is
432 invalid. Once the physical address becomes valid, then the framework will
433 attempt to claim these logical addresses.
434
435 CEC Pin framework
436 -----------------
437
438 Most CEC hardware operates on full CEC messages where the software provides
439 the message and the hardware handles the low-level CEC protocol. But some
440 hardware only drives the CEC pin and software has to handle the low-level
441 CEC protocol. The CEC pin framework was created to handle such devices.
442
443 Note that due to the close-to-realtime requirements it can never be guaranteed
444 to work 100%. This framework uses highres timers internally, but if a
445 timer goes off too late by more than 300 microseconds wrong results can
446 occur. In reality it appears to be fairly reliable.
447
448 One advantage of this low-level implementation is that it can be used as
449 a cheap CEC analyser, especially if interrupts can be used to detect
450 CEC pin transitions from low to high or vice versa.
451
452 .. kernel-doc:: include/media/cec-pin.h
453
454 CEC Notifier framework
455 ----------------------
456
457 Most drm HDMI implementations have an integrated CEC implementation and no
458 notifier support is needed. But some have independent CEC implementations
459 that have their own driver. This could be an IP block for an SoC or a
460 completely separate chip that deals with the CEC pin. For those cases a
461 drm driver can install a notifier and use the notifier to inform the
462 CEC driver about changes in the physical address.
463
464 .. kernel-doc:: include/media/cec-notifier.h