Merge tag 'ntb-3.13' of git://github.com/jonmason/ntb
[linux-drm-fsl-dcu.git] / Documentation / acpi / enumeration.txt
1 ACPI based device enumeration
2 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3 ACPI 5 introduced a set of new resources (UartTSerialBus, I2cSerialBus,
4 SpiSerialBus, GpioIo and GpioInt) which can be used in enumerating slave
5 devices behind serial bus controllers.
6
7 In addition we are starting to see peripherals integrated in the
8 SoC/Chipset to appear only in ACPI namespace. These are typically devices
9 that are accessed through memory-mapped registers.
10
11 In order to support this and re-use the existing drivers as much as
12 possible we decided to do following:
13
14         o Devices that have no bus connector resource are represented as
15           platform devices.
16
17         o Devices behind real busses where there is a connector resource
18           are represented as struct spi_device or struct i2c_device
19           (standard UARTs are not busses so there is no struct uart_device).
20
21 As both ACPI and Device Tree represent a tree of devices (and their
22 resources) this implementation follows the Device Tree way as much as
23 possible.
24
25 The ACPI implementation enumerates devices behind busses (platform, SPI and
26 I2C), creates the physical devices and binds them to their ACPI handle in
27 the ACPI namespace.
28
29 This means that when ACPI_HANDLE(dev) returns non-NULL the device was
30 enumerated from ACPI namespace. This handle can be used to extract other
31 device-specific configuration. There is an example of this below.
32
33 Platform bus support
34 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
35 Since we are using platform devices to represent devices that are not
36 connected to any physical bus we only need to implement a platform driver
37 for the device and add supported ACPI IDs. If this same IP-block is used on
38 some other non-ACPI platform, the driver might work out of the box or needs
39 some minor changes.
40
41 Adding ACPI support for an existing driver should be pretty
42 straightforward. Here is the simplest example:
43
44         #ifdef CONFIG_ACPI
45         static struct acpi_device_id mydrv_acpi_match[] = {
46                 /* ACPI IDs here */
47                 { }
48         };
49         MODULE_DEVICE_TABLE(acpi, mydrv_acpi_match);
50         #endif
51
52         static struct platform_driver my_driver = {
53                 ...
54                 .driver = {
55                         .acpi_match_table = ACPI_PTR(mydrv_acpi_match),
56                 },
57         };
58
59 If the driver needs to perform more complex initialization like getting and
60 configuring GPIOs it can get its ACPI handle and extract this information
61 from ACPI tables.
62
63 Currently the kernel is not able to automatically determine from which ACPI
64 device it should make the corresponding platform device so we need to add
65 the ACPI device explicitly to acpi_platform_device_ids list defined in
66 drivers/acpi/acpi_platform.c. This limitation is only for the platform
67 devices, SPI and I2C devices are created automatically as described below.
68
69 DMA support
70 ~~~~~~~~~~~
71 DMA controllers enumerated via ACPI should be registered in the system to
72 provide generic access to their resources. For example, a driver that would
73 like to be accessible to slave devices via generic API call
74 dma_request_slave_channel() must register itself at the end of the probe
75 function like this:
76
77         err = devm_acpi_dma_controller_register(dev, xlate_func, dw);
78         /* Handle the error if it's not a case of !CONFIG_ACPI */
79
80 and implement custom xlate function if needed (usually acpi_dma_simple_xlate()
81 is enough) which converts the FixedDMA resource provided by struct
82 acpi_dma_spec into the corresponding DMA channel. A piece of code for that case
83 could look like:
84
85         #ifdef CONFIG_ACPI
86         struct filter_args {
87                 /* Provide necessary information for the filter_func */
88                 ...
89         };
90
91         static bool filter_func(struct dma_chan *chan, void *param)
92         {
93                 /* Choose the proper channel */
94                 ...
95         }
96
97         static struct dma_chan *xlate_func(struct acpi_dma_spec *dma_spec,
98                         struct acpi_dma *adma)
99         {
100                 dma_cap_mask_t cap;
101                 struct filter_args args;
102
103                 /* Prepare arguments for filter_func */
104                 ...
105                 return dma_request_channel(cap, filter_func, &args);
106         }
107         #else
108         static struct dma_chan *xlate_func(struct acpi_dma_spec *dma_spec,
109                         struct acpi_dma *adma)
110         {
111                 return NULL;
112         }
113         #endif
114
115 dma_request_slave_channel() will call xlate_func() for each registered DMA
116 controller. In the xlate function the proper channel must be chosen based on
117 information in struct acpi_dma_spec and the properties of the controller
118 provided by struct acpi_dma.
119
120 Clients must call dma_request_slave_channel() with the string parameter that
121 corresponds to a specific FixedDMA resource. By default "tx" means the first
122 entry of the FixedDMA resource array, "rx" means the second entry. The table
123 below shows a layout:
124
125         Device (I2C0)
126         {
127                 ...
128                 Method (_CRS, 0, NotSerialized)
129                 {
130                         Name (DBUF, ResourceTemplate ()
131                         {
132                                 FixedDMA (0x0018, 0x0004, Width32bit, _Y48)
133                                 FixedDMA (0x0019, 0x0005, Width32bit, )
134                         })
135                 ...
136                 }
137         }
138
139 So, the FixedDMA with request line 0x0018 is "tx" and next one is "rx" in
140 this example.
141
142 In robust cases the client unfortunately needs to call
143 acpi_dma_request_slave_chan_by_index() directly and therefore choose the
144 specific FixedDMA resource by its index.
145
146 SPI serial bus support
147 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
148 Slave devices behind SPI bus have SpiSerialBus resource attached to them.
149 This is extracted automatically by the SPI core and the slave devices are
150 enumerated once spi_register_master() is called by the bus driver.
151
152 Here is what the ACPI namespace for a SPI slave might look like:
153
154         Device (EEP0)
155         {
156                 Name (_ADR, 1)
157                 Name (_CID, Package() {
158                         "ATML0025",
159                         "AT25",
160                 })
161                 ...
162                 Method (_CRS, 0, NotSerialized)
163                 {
164                         SPISerialBus(1, PolarityLow, FourWireMode, 8,
165                                 ControllerInitiated, 1000000, ClockPolarityLow,
166                                 ClockPhaseFirst, "\\_SB.PCI0.SPI1",)
167                 }
168                 ...
169
170 The SPI device drivers only need to add ACPI IDs in a similar way than with
171 the platform device drivers. Below is an example where we add ACPI support
172 to at25 SPI eeprom driver (this is meant for the above ACPI snippet):
173
174         #ifdef CONFIG_ACPI
175         static struct acpi_device_id at25_acpi_match[] = {
176                 { "AT25", 0 },
177                 { },
178         };
179         MODULE_DEVICE_TABLE(acpi, at25_acpi_match);
180         #endif
181
182         static struct spi_driver at25_driver = {
183                 .driver = {
184                         ...
185                         .acpi_match_table = ACPI_PTR(at25_acpi_match),
186                 },
187         };
188
189 Note that this driver actually needs more information like page size of the
190 eeprom etc. but at the time writing this there is no standard way of
191 passing those. One idea is to return this in _DSM method like:
192
193         Device (EEP0)
194         {
195                 ...
196                 Method (_DSM, 4, NotSerialized)
197                 {
198                         Store (Package (6)
199                         {
200                                 "byte-len", 1024,
201                                 "addr-mode", 2,
202                                 "page-size, 32
203                         }, Local0)
204
205                         // Check UUIDs etc.
206
207                         Return (Local0)
208                 }
209
210 Then the at25 SPI driver can get this configuration by calling _DSM on its
211 ACPI handle like:
212
213         struct acpi_buffer output = { ACPI_ALLOCATE_BUFFER, NULL };
214         struct acpi_object_list input;
215         acpi_status status;
216
217         /* Fill in the input buffer */
218
219         status = acpi_evaluate_object(ACPI_HANDLE(&spi->dev), "_DSM",
220                                       &input, &output);
221         if (ACPI_FAILURE(status))
222                 /* Handle the error */
223
224         /* Extract the data here */
225
226         kfree(output.pointer);
227
228 I2C serial bus support
229 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
230 The slaves behind I2C bus controller only need to add the ACPI IDs like
231 with the platform and SPI drivers. The I2C core automatically enumerates
232 any slave devices behind the controller device once the adapter is
233 registered.
234
235 Below is an example of how to add ACPI support to the existing mpu3050
236 input driver:
237
238         #ifdef CONFIG_ACPI
239         static struct acpi_device_id mpu3050_acpi_match[] = {
240                 { "MPU3050", 0 },
241                 { },
242         };
243         MODULE_DEVICE_TABLE(acpi, mpu3050_acpi_match);
244         #endif
245
246         static struct i2c_driver mpu3050_i2c_driver = {
247                 .driver = {
248                         .name   = "mpu3050",
249                         .owner  = THIS_MODULE,
250                         .pm     = &mpu3050_pm,
251                         .of_match_table = mpu3050_of_match,
252                         .acpi_match_table  ACPI_PTR(mpu3050_acpi_match),
253                 },
254                 .probe          = mpu3050_probe,
255                 .remove         = mpu3050_remove,
256                 .id_table       = mpu3050_ids,
257         };
258
259 GPIO support
260 ~~~~~~~~~~~~
261 ACPI 5 introduced two new resources to describe GPIO connections: GpioIo
262 and GpioInt. These resources are used be used to pass GPIO numbers used by
263 the device to the driver. For example:
264
265         Method (_CRS, 0, NotSerialized)
266         {
267                 Name (SBUF, ResourceTemplate()
268                 {
269                         ...
270                         // Used to power on/off the device
271                         GpioIo (Exclusive, PullDefault, 0x0000, 0x0000,
272                                 IoRestrictionOutputOnly, "\\_SB.PCI0.GPI0",
273                                 0x00, ResourceConsumer,,)
274                         {
275                                 // Pin List
276                                 0x0055
277                         }
278
279                         // Interrupt for the device
280                         GpioInt (Edge, ActiveHigh, ExclusiveAndWake, PullNone,
281                                  0x0000, "\\_SB.PCI0.GPI0", 0x00, ResourceConsumer,,)
282                         {
283                                 // Pin list
284                                 0x0058
285                         }
286
287                         ...
288
289                 }
290
291                 Return (SBUF)
292         }
293
294 These GPIO numbers are controller relative and path "\\_SB.PCI0.GPI0"
295 specifies the path to the controller. In order to use these GPIOs in Linux
296 we need to translate them to the Linux GPIO numbers.
297
298 In a simple case of just getting the Linux GPIO number from device
299 resources one can use acpi_get_gpio_by_index() helper function. It takes
300 pointer to the device and index of the GpioIo/GpioInt descriptor in the
301 device resources list. For example:
302
303         int gpio_irq, gpio_power;
304         int ret;
305
306         gpio_irq = acpi_get_gpio_by_index(dev, 1, NULL);
307         if (gpio_irq < 0)
308                 /* handle error */
309
310         gpio_power = acpi_get_gpio_by_index(dev, 0, NULL);
311         if (gpio_power < 0)
312                 /* handle error */
313
314         /* Now we can use the GPIO numbers */
315
316 Other GpioIo parameters must be converted first by the driver to be
317 suitable to the gpiolib before passing them.
318
319 In case of GpioInt resource an additional call to gpio_to_irq() must be
320 done before calling request_irq().
321
322 Note that the above API is ACPI specific and not recommended for drivers
323 that need to support non-ACPI systems. The recommended way is to use
324 the descriptor based GPIO interfaces. The above example looks like this
325 when converted to the GPIO desc:
326
327         #include <linux/gpio/consumer.h>
328         ...
329
330         struct gpio_desc *irq_desc, *power_desc;
331
332         irq_desc = gpiod_get_index(dev, NULL, 1);
333         if (IS_ERR(irq_desc))
334                 /* handle error */
335
336         power_desc = gpiod_get_index(dev, NULL, 0);
337         if (IS_ERR(power_desc))
338                 /* handle error */
339
340         /* Now we can use the GPIO descriptors */
341
342 See also Documentation/gpio.txt.