Documentation/input/alps.txt

   1 ALPS Touchpad Protocol
   2 ----------------------
   3
   4 Introduction
   5 ------------
   6 Currently the ALPS touchpad driver supports seven protocol versions in use by
   7 ALPS touchpads, called versions 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7.
   8
   9 Since roughly mid-2010 several new ALPS touchpads have been released and
  10 integrated into a variety of laptops and netbooks.  These new touchpads
  11 have enough behavior differences that the alps_model_data definition
  12 table, describing the properties of the different versions, is no longer
  13 adequate.  The design choices were to re-define the alps_model_data
  14 table, with the risk of regression testing existing devices, or isolate
  15 the new devices outside of the alps_model_data table.  The latter design
  16 choice was made.  The new touchpad signatures are named: "Rushmore",
  17 "Pinnacle", and "Dolphin", which you will see in the alps.c code.
  18 For the purposes of this document, this group of ALPS touchpads will
  19 generically be called "new ALPS touchpads".
  20
  21 We experimented with probing the ACPI interface _HID (Hardware ID)/_CID
  22 (Compatibility ID) definition as a way to uniquely identify the
  23 different ALPS variants but there did not appear to be a 1:1 mapping.
  24 In fact, it appeared to be an m:n mapping between the _HID and actual
  25 hardware type.
  26
  27 Detection
  28 ---------
  29
  30 All ALPS touchpads should respond to the "E6 report" command sequence:
  31 E8-E6-E6-E6-E9. An ALPS touchpad should respond with either 00-00-0A or
  32 00-00-64 if no buttons are pressed. The bits 0-2 of the first byte will be 1s
  33 if some buttons are pressed.
  34
  35 If the E6 report is successful, the touchpad model is identified using the "E7
  36 report" sequence: E8-E7-E7-E7-E9. The response is the model signature and is
  37 matched against known models in the alps_model_data_array.
  38
  39 For older touchpads supporting protocol versions 3 and 4, the E7 report
  40 model signature is always 73-02-64. To differentiate between these
  41 versions, the response from the "Enter Command Mode" sequence must be
  42 inspected as described below.
  43
  44 The new ALPS touchpads have an E7 signature of 73-03-50 or 73-03-0A but
  45 seem to be better differentiated by the EC Command Mode response.
  46
  47 Command Mode
  48 ------------
  49
  50 Protocol versions 3 and 4 have a command mode that is used to read and write
  51 one-byte device registers in a 16-bit address space. The command sequence
  52 EC-EC-EC-E9 places the device in command mode, and the device will respond
  53 with 88-07 followed by a third byte. This third byte can be used to determine
  54 whether the devices uses the version 3 or 4 protocol.
  55
  56 To exit command mode, PSMOUSE_CMD_SETSTREAM (EA) is sent to the touchpad.
  57
  58 While in command mode, register addresses can be set by first sending a
  59 specific command, either EC for v3 devices or F5 for v4 devices. Then the
  60 address is sent one nibble at a time, where each nibble is encoded as a
  61 command with optional data. This encoding differs slightly between the v3 and
  62 v4 protocols.
  63
  64 Once an address has been set, the addressed register can be read by sending
  65 PSMOUSE_CMD_GETINFO (E9). The first two bytes of the response contains the
  66 address of the register being read, and the third contains the value of the
  67 register. Registers are written by writing the value one nibble at a time
  68 using the same encoding used for addresses.
  69
  70 For the new ALPS touchpads, the EC command is used to enter command
  71 mode. The response in the new ALPS touchpads is significantly different,
  72 and more important in determining the behavior.  This code has been
  73 separated from the original alps_model_data table and put in the
  74 alps_identify function.  For example, there seem to be two hardware init
  75 sequences for the "Dolphin" touchpads as determined by the second byte
  76 of the EC response.
  77
  78 Packet Format
  79 -------------
  80
  81 In the following tables, the following notation is used.
  82
  83  CAPITALS = stick, miniscules = touchpad
  84
  85 ?'s can have different meanings on different models, such as wheel rotation,
  86 extra buttons, stick buttons on a dualpoint, etc.
  87
  88 PS/2 packet format
  89 ------------------
  90
  91  byte 0:  0    0 YSGN XSGN    1    M    R    L
  92  byte 1: X7   X6   X5   X4   X3   X2   X1   X0
  93  byte 2: Y7   Y6   Y5   Y4   Y3   Y2   Y1   Y0
  94
  95 Note that the device never signals overflow condition.
  96
  97 For protocol version 2 devices when the trackpoint is used, and no fingers
  98 are on the touchpad, the M R L bits signal the combined status of both the
  99 pointingstick and touchpad buttons.
 100
 101 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 1
 102 --------------------------------------
 103
 104  byte 0:  1    0    0    0    1   x9   x8   x7
 105  byte 1:  0   x6   x5   x4   x3   x2   x1   x0
 106  byte 2:  0    ?    ?    l    r    ?  fin  ges
 107  byte 3:  0    ?    ?    ?    ?   y9   y8   y7
 108  byte 4:  0   y6   y5   y4   y3   y2   y1   y0
 109  byte 5:  0   z6   z5   z4   z3   z2   z1   z0
 110
 111 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 2
 112 ---------------------------------------
 113
 114  byte 0:  1    ?    ?    ?    1  PSM  PSR  PSL
 115  byte 1:  0   x6   x5   x4   x3   x2   x1   x0
 116  byte 2:  0  x10   x9   x8   x7    ?  fin  ges
 117  byte 3:  0   y9   y8   y7    1    M    R    L
 118  byte 4:  0   y6   y5   y4   y3   y2   y1   y0
 119  byte 5:  0   z6   z5   z4   z3   z2   z1   z0
 120
 121 Protocol Version 2 DualPoint devices send standard PS/2 mouse packets for
 122 the DualPoint Stick. The M, R and L bits signal the combined status of both
 123 the pointingstick and touchpad buttons, except for Dell dualpoint devices
 124 where the pointingstick buttons get reported separately in the PSM, PSR
 125 and PSL bits.
 126
 127 Dualpoint device -- interleaved packet format
 128 ---------------------------------------------
 129
 130  byte 0:    1    1    0    0    1    1    1    1
 131  byte 1:    0   x6   x5   x4   x3   x2   x1   x0
 132  byte 2:    0  x10   x9   x8   x7    0  fin  ges
 133  byte 3:    0    0 YSGN XSGN    1    1    1    1
 134  byte 4:   X7   X6   X5   X4   X3   X2   X1   X0
 135  byte 5:   Y7   Y6   Y5   Y4   Y3   Y2   Y1   Y0
 136  byte 6:    0   y9   y8   y7    1    m    r    l
 137  byte 7:    0   y6   y5   y4   y3   y2   y1   y0
 138  byte 8:    0   z6   z5   z4   z3   z2   z1   z0
 139
 140 Devices which use the interleaving format normally send standard PS/2 mouse
 141 packets for the DualPoint Stick + ALPS Absolute Mode packets for the
 142 touchpad, switching to the interleaved packet format when both the stick and
 143 the touchpad are used at the same time.
 144
 145 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 3
 146 ---------------------------------------
 147
 148 ALPS protocol version 3 has three different packet formats. The first two are
 149 associated with touchpad events, and the third is associated with trackstick
 150 events.
 151
 152 The first type is the touchpad position packet.
 153
 154  byte 0:    1    ?   x1   x0    1    1    1    1
 155  byte 1:    0  x10   x9   x8   x7   x6   x5   x4
 156  byte 2:    0  y10   y9   y8   y7   y6   y5   y4
 157  byte 3:    0    M    R    L    1    m    r    l
 158  byte 4:    0   mt   x3   x2   y3   y2   y1   y0
 159  byte 5:    0   z6   z5   z4   z3   z2   z1   z0
 160
 161 Note that for some devices the trackstick buttons are reported in this packet,
 162 and on others it is reported in the trackstick packets.
 163
 164 The second packet type contains bitmaps representing the x and y axes. In the
 165 bitmaps a given bit is set if there is a finger covering that position on the
 166 given axis. Thus the bitmap packet can be used for low-resolution multi-touch
 167 data, although finger tracking is not possible.  This packet also encodes the
 168 number of contacts (f1 and f0 in the table below).
 169
 170  byte 0:    1    1   x1   x0    1    1    1    1
 171  byte 1:    0   x8   x7   x6   x5   x4   x3   x2
 172  byte 2:    0   y7   y6   y5   y4   y3   y2   y1
 173  byte 3:    0  y10   y9   y8    1    1    1    1
 174  byte 4:    0  x14  x13  x12  x11  x10   x9   y0
 175  byte 5:    0    1    ?    ?    ?    ?   f1   f0
 176
 177 This packet only appears after a position packet with the mt bit set, and
 178 usually only appears when there are two or more contacts (although
 179 occasionally it's seen with only a single contact).
 180
 181 The final v3 packet type is the trackstick packet.
 182
 183  byte 0:    1    1   x7   y7    1    1    1    1
 184  byte 1:    0   x6   x5   x4   x3   x2   x1   x0
 185  byte 2:    0   y6   y5   y4   y3   y2   y1   y0
 186  byte 3:    0    1    0    0    1    0    0    0
 187  byte 4:    0   z4   z3   z2   z1   z0    ?    ?
 188  byte 5:    0    0    1    1    1    1    1    1
 189
 190 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 4
 191 ---------------------------------------
 192
 193 Protocol version 4 has an 8-byte packet format.
 194
 195  byte 0:    1    ?   x1   x0    1    1    1    1
 196  byte 1:    0  x10   x9   x8   x7   x6   x5   x4
 197  byte 2:    0  y10   y9   y8   y7   y6   y5   y4
 198  byte 3:    0    1   x3   x2   y3   y2   y1   y0
 199  byte 4:    0    ?    ?    ?    1    ?    r    l
 200  byte 5:    0   z6   z5   z4   z3   z2   z1   z0
 201  byte 6:    bitmap data (described below)
 202  byte 7:    bitmap data (described below)
 203
 204 The last two bytes represent a partial bitmap packet, with 3 full packets
 205 required to construct a complete bitmap packet.  Once assembled, the 6-byte
 206 bitmap packet has the following format:
 207
 208  byte 0:    0    1   x7   x6   x5   x4   x3   x2
 209  byte 1:    0   x1   x0   y4   y3   y2   y1   y0
 210  byte 2:    0    0    ?  x14  x13  x12  x11  x10
 211  byte 3:    0   x9   x8   y9   y8   y7   y6   y5
 212  byte 4:    0    0    0    0    0    0    0    0
 213  byte 5:    0    0    0    0    0    0    0  y10
 214
 215 There are several things worth noting here.
 216
 217  1) In the bitmap data, bit 6 of byte 0 serves as a sync byte to
 218     identify the first fragment of a bitmap packet.
 219
 220  2) The bitmaps represent the same data as in the v3 bitmap packets, although
 221     the packet layout is different.
 222
 223  3) There doesn't seem to be a count of the contact points anywhere in the v4
 224     protocol packets. Deriving a count of contact points must be done by
 225     analyzing the bitmaps.
 226
 227  4) There is a 3 to 1 ratio of position packets to bitmap packets. Therefore
 228     MT position can only be updated for every third ST position update, and
 229     the count of contact points can only be updated every third packet as
 230     well.
 231
 232 So far no v4 devices with tracksticks have been encountered.
 233
 234 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 5
 235 ---------------------------------------
 236 This is basically Protocol Version 3 but with different logic for packet
 237 decode.  It uses the same alps_process_touchpad_packet_v3 call with a
 238 specialized decode_fields function pointer to correctly interpret the
 239 packets.  This appears to only be used by the Dolphin devices.
 240
 241 For single-touch, the 6-byte packet format is:
 242
 243  byte 0:    1    1    0    0    1    0    0    0
 244  byte 1:    0   x6   x5   x4   x3   x2   x1   x0
 245  byte 2:    0   y6   y5   y4   y3   y2   y1   y0
 246  byte 3:    0    M    R    L    1    m    r    l
 247  byte 4:   y10  y9   y8   y7  x10   x9   x8   x7
 248  byte 5:    0   z6   z5   z4   z3   z2   z1   z0
 249
 250 For mt, the format is:
 251
 252  byte 0:    1    1    1    n3   1   n2   n1   x24
 253  byte 1:    1   y7   y6    y5  y4   y3   y2    y1
 254  byte 2:    ?   x2   x1   y12 y11  y10   y9    y8
 255  byte 3:    0  x23  x22   x21 x20  x19  x18   x17
 256  byte 4:    0   x9   x8    x7  x6   x5   x4    x3
 257  byte 5:    0  x16  x15   x14 x13  x12  x11   x10
 258
 259 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 6
 260 ---------------------------------------
 261
 262 For trackstick packet, the format is:
 263
 264  byte 0:    1    1    1    1    1    1    1    1
 265  byte 1:    0   X6   X5   X4   X3   X2   X1   X0
 266  byte 2:    0   Y6   Y5   Y4   Y3   Y2   Y1   Y0
 267  byte 3:    ?   Y7   X7    ?    ?    M    R    L
 268  byte 4:   Z7   Z6   Z5   Z4   Z3   Z2   Z1   Z0
 269  byte 5:    0    1    1    1    1    1    1    1
 270
 271 For touchpad packet, the format is:
 272
 273  byte 0:    1    1    1    1    1    1    1    1
 274  byte 1:    0    0    0    0   x3   x2   x1   x0
 275  byte 2:    0    0    0    0   y3   y2   y1   y0
 276  byte 3:    ?   x7   x6   x5   x4    ?    r    l
 277  byte 4:    ?   y7   y6   y5   y4    ?    ?    ?
 278  byte 5:   z7   z6   z5   z4   z3   z2   z1   z0
 279
 280 (v6 touchpad does not have middle button)
 281
 282 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 7
 283 ---------------------------------------
 284
 285 For trackstick packet, the format is:
 286
 287  byte 0:    0    1    0    0    1    0    0    0
 288  byte 1:    1    1    *    *    1    M    R    L
 289  byte 2:   X7    1   X5   X4   X3   X2   X1   X0
 290  byte 3:   Z6    1   Y6   X6    1   Y2   Y1   Y0
 291  byte 4:   Y7    0   Y5   Y4   Y3    1    1    0
 292  byte 5:  T&P    0   Z5   Z4   Z3   Z2   Z1   Z0
 293
 294 For touchpad packet, the format is:
 295
 296          packet-fmt     b7     b6     b5     b4     b3     b2     b1     b0
 297  byte 0: TWO & MULTI     L      1      R      M      1   Y0-2   Y0-1   Y0-0
 298  byte 0: NEW             L      1   X1-5      1      1   Y0-2   Y0-1   Y0-0
 299  byte 1:             Y0-10   Y0-9   Y0-8   Y0-7   Y0-6   Y0-5   Y0-4   Y0-3
 300  byte 2:             X0-11      1  X0-10   X0-9   X0-8   X0-7   X0-6   X0-5
 301  byte 3:             X1-11      1   X0-4   X0-3      1   X0-2   X0-1   X0-0
 302  byte 4: TWO         X1-10    TWO   X1-9   X1-8   X1-7   X1-6   X1-5   X1-4
 303  byte 4: MULTI       X1-10    TWO   X1-9   X1-8   X1-7   X1-6   Y1-5      1
 304  byte 4: NEW         X1-10    TWO   X1-9   X1-8   X1-7   X1-6      0      0
 305  byte 5: TWO & NEW   Y1-10      0   Y1-9   Y1-8   Y1-7   Y1-6   Y1-5   Y1-4
 306  byte 5: MULTI       Y1-10      0   Y1-9   Y1-8   Y1-7   Y1-6    F-1    F-0
 307
 308  L:         Left button
 309  R / M:     Non-clickpads: Right / Middle button
 310             Clickpads: When > 2 fingers are down, and some fingers
 311             are in the button area, then the 2 coordinates reported
 312             are for fingers outside the button area and these report
 313             extra fingers being present in the right / left button
 314             area. Note these fingers are not added to the F field!
 315             so if a TWO packet is received and R = 1 then there are
 316             3 fingers down, etc.
 317  TWO:       1: Two touches present, byte 0/4/5 are in TWO fmt
 318             0: If byte 4 bit 0 is 1, then byte 0/4/5 are in MULTI fmt
 319                otherwise byte 0 bit 4 must be set and byte 0/4/5 are
 320                in NEW fmt
 321  F:         Number of fingers - 3, 0 means 3 fingers, 1 means 4 ...