]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - Documentation/DocBook/device-drivers.tmpl
44634e29569922f2c31e2456889940fcd6f70f86
[karo-tx-linux.git] / Documentation / DocBook / device-drivers.tmpl
1 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
2 <!DOCTYPE book PUBLIC "-//OASIS//DTD DocBook XML V4.1.2//EN"
3         "http://www.oasis-open.org/docbook/xml/4.1.2/docbookx.dtd" []>
4
5 <book id="LinuxDriversAPI">
6  <bookinfo>
7   <title>Linux Device Drivers</title>
8
9   <legalnotice>
10    <para>
11      This documentation is free software; you can redistribute
12      it and/or modify it under the terms of the GNU General Public
13      License as published by the Free Software Foundation; either
14      version 2 of the License, or (at your option) any later
15      version.
16    </para>
17
18    <para>
19      This program is distributed in the hope that it will be
20      useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied
21      warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
22      See the GNU General Public License for more details.
23    </para>
24
25    <para>
26      You should have received a copy of the GNU General Public
27      License along with this program; if not, write to the Free
28      Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
29      MA 02111-1307 USA
30    </para>
31
32    <para>
33      For more details see the file COPYING in the source
34      distribution of Linux.
35    </para>
36   </legalnotice>
37  </bookinfo>
38
39 <toc></toc>
40
41   <chapter id="Basics">
42      <title>Driver Basics</title>
43      <sect1><title>Driver Entry and Exit points</title>
44 !Iinclude/linux/init.h
45      </sect1>
46
47      <sect1><title>Atomic and pointer manipulation</title>
48 !Iarch/x86/include/asm/atomic.h
49      </sect1>
50
51      <sect1><title>Delaying, scheduling, and timer routines</title>
52 !Iinclude/linux/sched.h
53 !Ekernel/sched/core.c
54 !Ikernel/sched/cpupri.c
55 !Ikernel/sched/fair.c
56 !Iinclude/linux/completion.h
57 !Ekernel/time/timer.c
58      </sect1>
59      <sect1><title>Wait queues and Wake events</title>
60 !Iinclude/linux/wait.h
61 !Ekernel/sched/wait.c
62      </sect1>
63      <sect1><title>High-resolution timers</title>
64 !Iinclude/linux/ktime.h
65 !Iinclude/linux/hrtimer.h
66 !Ekernel/time/hrtimer.c
67      </sect1>
68      <sect1><title>Workqueues and Kevents</title>
69 !Iinclude/linux/workqueue.h
70 !Ekernel/workqueue.c
71      </sect1>
72      <sect1><title>Internal Functions</title>
73 !Ikernel/exit.c
74 !Ikernel/signal.c
75 !Iinclude/linux/kthread.h
76 !Ekernel/kthread.c
77      </sect1>
78
79      <sect1><title>Kernel objects manipulation</title>
80 <!--
81 X!Iinclude/linux/kobject.h
82 -->
83 !Elib/kobject.c
84      </sect1>
85
86      <sect1><title>Kernel utility functions</title>
87 !Iinclude/linux/kernel.h
88 !Ekernel/printk/printk.c
89 !Ekernel/panic.c
90 !Ekernel/sys.c
91 !Ekernel/rcu/srcu.c
92 !Ekernel/rcu/tree.c
93 !Ekernel/rcu/tree_plugin.h
94 !Ekernel/rcu/update.c
95      </sect1>
96
97      <sect1><title>Device Resource Management</title>
98 !Edrivers/base/devres.c
99      </sect1>
100
101   </chapter>
102
103   <chapter id="devdrivers">
104      <title>Device drivers infrastructure</title>
105      <sect1><title>The Basic Device Driver-Model Structures </title>
106 !Iinclude/linux/device.h
107      </sect1>
108      <sect1><title>Device Drivers Base</title>
109 !Idrivers/base/init.c
110 !Edrivers/base/driver.c
111 !Edrivers/base/core.c
112 !Edrivers/base/syscore.c
113 !Edrivers/base/class.c
114 !Idrivers/base/node.c
115 !Edrivers/base/firmware_class.c
116 !Edrivers/base/transport_class.c
117 <!-- Cannot be included, because
118      attribute_container_add_class_device_adapter
119  and attribute_container_classdev_to_container
120      exceed allowed 44 characters maximum
121 X!Edrivers/base/attribute_container.c
122 -->
123 !Edrivers/base/dd.c
124 <!--
125 X!Edrivers/base/interface.c
126 -->
127 !Iinclude/linux/platform_device.h
128 !Edrivers/base/platform.c
129 !Edrivers/base/bus.c
130      </sect1>
131      <sect1><title>Device Drivers DMA Management</title>
132 !Edrivers/dma-buf/dma-buf.c
133 !Edrivers/dma-buf/fence.c
134 !Edrivers/dma-buf/seqno-fence.c
135 !Iinclude/linux/fence.h
136 !Iinclude/linux/seqno-fence.h
137 !Edrivers/dma-buf/reservation.c
138 !Iinclude/linux/reservation.h
139 !Edrivers/base/dma-coherent.c
140 !Edrivers/base/dma-mapping.c
141      </sect1>
142      <sect1><title>Device Drivers Power Management</title>
143 !Edrivers/base/power/main.c
144      </sect1>
145      <sect1><title>Device Drivers ACPI Support</title>
146 <!-- Internal functions only
147 X!Edrivers/acpi/sleep/main.c
148 X!Edrivers/acpi/sleep/wakeup.c
149 X!Edrivers/acpi/motherboard.c
150 X!Edrivers/acpi/bus.c
151 -->
152 !Edrivers/acpi/scan.c
153 !Idrivers/acpi/scan.c
154 <!-- No correct structured comments
155 X!Edrivers/acpi/pci_bind.c
156 -->
157      </sect1>
158      <sect1><title>Device drivers PnP support</title>
159 !Idrivers/pnp/core.c
160 <!-- No correct structured comments
161 X!Edrivers/pnp/system.c
162  -->
163 !Edrivers/pnp/card.c
164 !Idrivers/pnp/driver.c
165 !Edrivers/pnp/manager.c
166 !Edrivers/pnp/support.c
167      </sect1>
168      <sect1><title>Userspace IO devices</title>
169 !Edrivers/uio/uio.c
170 !Iinclude/linux/uio_driver.h
171      </sect1>
172   </chapter>
173
174   <chapter id="parportdev">
175      <title>Parallel Port Devices</title>
176 !Iinclude/linux/parport.h
177 !Edrivers/parport/ieee1284.c
178 !Edrivers/parport/share.c
179 !Idrivers/parport/daisy.c
180   </chapter>
181
182   <chapter id="message_devices">
183         <title>Message-based devices</title>
184      <sect1><title>Fusion message devices</title>
185 !Edrivers/message/fusion/mptbase.c
186 !Idrivers/message/fusion/mptbase.c
187 !Edrivers/message/fusion/mptscsih.c
188 !Idrivers/message/fusion/mptscsih.c
189 !Idrivers/message/fusion/mptctl.c
190 !Idrivers/message/fusion/mptspi.c
191 !Idrivers/message/fusion/mptfc.c
192 !Idrivers/message/fusion/mptlan.c
193      </sect1>
194   </chapter>
195
196   <chapter id="snddev">
197      <title>Sound Devices</title>
198 !Iinclude/sound/core.h
199 !Esound/sound_core.c
200 !Iinclude/sound/pcm.h
201 !Esound/core/pcm.c
202 !Esound/core/device.c
203 !Esound/core/info.c
204 !Esound/core/rawmidi.c
205 !Esound/core/sound.c
206 !Esound/core/memory.c
207 !Esound/core/pcm_memory.c
208 !Esound/core/init.c
209 !Esound/core/isadma.c
210 !Esound/core/control.c
211 !Esound/core/pcm_lib.c
212 !Esound/core/hwdep.c
213 !Esound/core/pcm_native.c
214 !Esound/core/memalloc.c
215 <!-- FIXME: Removed for now since no structured comments in source
216 X!Isound/sound_firmware.c
217 -->
218   </chapter>
219
220   <chapter id="mediadev">
221      <title>Media Devices</title>
222
223      <sect1><title>Video2Linux devices</title>
224 !Iinclude/media/tuner.h
225 !Iinclude/media/tuner-types.h
226 !Iinclude/media/tveeprom.h
227 !Iinclude/media/v4l2-async.h
228 !Iinclude/media/v4l2-ctrls.h
229 !Iinclude/media/v4l2-dv-timings.h
230 !Iinclude/media/v4l2-event.h
231 !Iinclude/media/v4l2-flash-led-class.h
232 !Iinclude/media/v4l2-mediabus.h
233 !Iinclude/media/v4l2-mem2mem.h
234 !Iinclude/media/v4l2-of.h
235 !Iinclude/media/v4l2-subdev.h
236 !Iinclude/media/videobuf2-core.h
237 !Iinclude/media/videobuf2-v4l2.h
238 !Iinclude/media/videobuf2-memops.h
239      </sect1>
240      <sect1><title>Digital TV (DVB) devices</title>
241 !Idrivers/media/dvb-core/dvb_ca_en50221.h
242 !Idrivers/media/dvb-core/dvb_frontend.h
243 !Idrivers/media/dvb-core/dvb_math.h
244 !Idrivers/media/dvb-core/dvb_ringbuffer.h
245 !Idrivers/media/dvb-core/dvbdev.h
246      </sect1>
247      <sect1><title>Remote Controller devices</title>
248 !Iinclude/media/rc-core.h
249 !Iinclude/media/lirc_dev.h
250      </sect1>
251      <sect1><title>Media Controller devices</title>
252 !Iinclude/media/media-device.h
253 !Iinclude/media/media-devnode.h
254 !Iinclude/media/media-entity.h
255      </sect1>
256
257   </chapter>
258
259   <chapter id="uart16x50">
260      <title>16x50 UART Driver</title>
261 !Edrivers/tty/serial/serial_core.c
262 !Edrivers/tty/serial/8250/8250_core.c
263   </chapter>
264
265   <chapter id="fbdev">
266      <title>Frame Buffer Library</title>
267
268      <para>
269        The frame buffer drivers depend heavily on four data structures.
270        These structures are declared in include/linux/fb.h.  They are
271        fb_info, fb_var_screeninfo, fb_fix_screeninfo and fb_monospecs.
272        The last three can be made available to and from userland.
273      </para>
274
275      <para>
276        fb_info defines the current state of a particular video card.
277        Inside fb_info, there exists a fb_ops structure which is a
278        collection of needed functions to make fbdev and fbcon work.
279        fb_info is only visible to the kernel.
280      </para>
281
282      <para>
283        fb_var_screeninfo is used to describe the features of a video card
284        that are user defined.  With fb_var_screeninfo, things such as
285        depth and the resolution may be defined.
286      </para>
287
288      <para>
289        The next structure is fb_fix_screeninfo. This defines the
290        properties of a card that are created when a mode is set and can't
291        be changed otherwise.  A good example of this is the start of the
292        frame buffer memory.  This "locks" the address of the frame buffer
293        memory, so that it cannot be changed or moved.
294      </para>
295
296      <para>
297        The last structure is fb_monospecs. In the old API, there was
298        little importance for fb_monospecs. This allowed for forbidden things
299        such as setting a mode of 800x600 on a fix frequency monitor. With
300        the new API, fb_monospecs prevents such things, and if used
301        correctly, can prevent a monitor from being cooked.  fb_monospecs
302        will not be useful until kernels 2.5.x.
303      </para>
304
305      <sect1><title>Frame Buffer Memory</title>
306 !Edrivers/video/fbdev/core/fbmem.c
307      </sect1>
308 <!--
309      <sect1><title>Frame Buffer Console</title>
310 X!Edrivers/video/console/fbcon.c
311      </sect1>
312 -->
313      <sect1><title>Frame Buffer Colormap</title>
314 !Edrivers/video/fbdev/core/fbcmap.c
315      </sect1>
316 <!-- FIXME:
317   drivers/video/fbgen.c has no docs, which stuffs up the sgml.  Comment
318   out until somebody adds docs.  KAO
319      <sect1><title>Frame Buffer Generic Functions</title>
320 X!Idrivers/video/fbgen.c
321      </sect1>
322 KAO -->
323      <sect1><title>Frame Buffer Video Mode Database</title>
324 !Idrivers/video/fbdev/core/modedb.c
325 !Edrivers/video/fbdev/core/modedb.c
326      </sect1>
327      <sect1><title>Frame Buffer Macintosh Video Mode Database</title>
328 !Edrivers/video/fbdev/macmodes.c
329      </sect1>
330      <sect1><title>Frame Buffer Fonts</title>
331         <para>
332            Refer to the file lib/fonts/fonts.c for more information.
333         </para>
334 <!-- FIXME: Removed for now since no structured comments in source
335 X!Ilib/fonts/fonts.c
336 -->
337      </sect1>
338   </chapter>
339
340   <chapter id="input_subsystem">
341      <title>Input Subsystem</title>
342      <sect1><title>Input core</title>
343 !Iinclude/linux/input.h
344 !Edrivers/input/input.c
345 !Edrivers/input/ff-core.c
346 !Edrivers/input/ff-memless.c
347      </sect1>
348      <sect1><title>Multitouch Library</title>
349 !Iinclude/linux/input/mt.h
350 !Edrivers/input/input-mt.c
351      </sect1>
352      <sect1><title>Polled input devices</title>
353 !Iinclude/linux/input-polldev.h
354 !Edrivers/input/input-polldev.c
355      </sect1>
356      <sect1><title>Matrix keyboars/keypads</title>
357 !Iinclude/linux/input/matrix_keypad.h
358      </sect1>
359      <sect1><title>Sparse keymap support</title>
360 !Iinclude/linux/input/sparse-keymap.h
361 !Edrivers/input/sparse-keymap.c
362      </sect1>
363   </chapter>
364
365   <chapter id="spi">
366       <title>Serial Peripheral Interface (SPI)</title>
367   <para>
368         SPI is the "Serial Peripheral Interface", widely used with
369         embedded systems because it is a simple and efficient
370         interface:  basically a multiplexed shift register.
371         Its three signal wires hold a clock (SCK, often in the range
372         of 1-20 MHz), a "Master Out, Slave In" (MOSI) data line, and
373         a "Master In, Slave Out" (MISO) data line.
374         SPI is a full duplex protocol; for each bit shifted out the
375         MOSI line (one per clock) another is shifted in on the MISO line.
376         Those bits are assembled into words of various sizes on the
377         way to and from system memory.
378         An additional chipselect line is usually active-low (nCS);
379         four signals are normally used for each peripheral, plus
380         sometimes an interrupt.
381   </para>
382   <para>
383         The SPI bus facilities listed here provide a generalized
384         interface to declare SPI busses and devices, manage them
385         according to the standard Linux driver model, and perform
386         input/output operations.
387         At this time, only "master" side interfaces are supported,
388         where Linux talks to SPI peripherals and does not implement
389         such a peripheral itself.
390         (Interfaces to support implementing SPI slaves would
391         necessarily look different.)
392   </para>
393   <para>
394         The programming interface is structured around two kinds of driver,
395         and two kinds of device.
396         A "Controller Driver" abstracts the controller hardware, which may
397         be as simple as a set of GPIO pins or as complex as a pair of FIFOs
398         connected to dual DMA engines on the other side of the SPI shift
399         register (maximizing throughput).  Such drivers bridge between
400         whatever bus they sit on (often the platform bus) and SPI, and
401         expose the SPI side of their device as a
402         <structname>struct spi_master</structname>.
403         SPI devices are children of that master, represented as a
404         <structname>struct spi_device</structname> and manufactured from
405         <structname>struct spi_board_info</structname> descriptors which
406         are usually provided by board-specific initialization code.
407         A <structname>struct spi_driver</structname> is called a
408         "Protocol Driver", and is bound to a spi_device using normal
409         driver model calls.
410   </para>
411   <para>
412         The I/O model is a set of queued messages.  Protocol drivers
413         submit one or more <structname>struct spi_message</structname>
414         objects, which are processed and completed asynchronously.
415         (There are synchronous wrappers, however.)  Messages are
416         built from one or more <structname>struct spi_transfer</structname>
417         objects, each of which wraps a full duplex SPI transfer.
418         A variety of protocol tweaking options are needed, because
419         different chips adopt very different policies for how they
420         use the bits transferred with SPI.
421   </para>
422 !Iinclude/linux/spi/spi.h
423 !Fdrivers/spi/spi.c spi_register_board_info
424 !Edrivers/spi/spi.c
425   </chapter>
426
427   <chapter id="i2c">
428      <title>I<superscript>2</superscript>C and SMBus Subsystem</title>
429
430      <para>
431         I<superscript>2</superscript>C (or without fancy typography, "I2C")
432         is an acronym for the "Inter-IC" bus, a simple bus protocol which is
433         widely used where low data rate communications suffice.
434         Since it's also a licensed trademark, some vendors use another
435         name (such as "Two-Wire Interface", TWI) for the same bus.
436         I2C only needs two signals (SCL for clock, SDA for data), conserving
437         board real estate and minimizing signal quality issues.
438         Most I2C devices use seven bit addresses, and bus speeds of up
439         to 400 kHz; there's a high speed extension (3.4 MHz) that's not yet
440         found wide use.
441         I2C is a multi-master bus; open drain signaling is used to
442         arbitrate between masters, as well as to handshake and to
443         synchronize clocks from slower clients.
444      </para>
445
446      <para>
447         The Linux I2C programming interfaces support only the master
448         side of bus interactions, not the slave side.
449         The programming interface is structured around two kinds of driver,
450         and two kinds of device.
451         An I2C "Adapter Driver" abstracts the controller hardware; it binds
452         to a physical device (perhaps a PCI device or platform_device) and
453         exposes a <structname>struct i2c_adapter</structname> representing
454         each I2C bus segment it manages.
455         On each I2C bus segment will be I2C devices represented by a
456         <structname>struct i2c_client</structname>.  Those devices will
457         be bound to a <structname>struct i2c_driver</structname>,
458         which should follow the standard Linux driver model.
459         (At this writing, a legacy model is more widely used.)
460         There are functions to perform various I2C protocol operations; at
461         this writing all such functions are usable only from task context.
462      </para>
463
464      <para>
465         The System Management Bus (SMBus) is a sibling protocol.  Most SMBus
466         systems are also I2C conformant.  The electrical constraints are
467         tighter for SMBus, and it standardizes particular protocol messages
468         and idioms.  Controllers that support I2C can also support most
469         SMBus operations, but SMBus controllers don't support all the protocol
470         options that an I2C controller will.
471         There are functions to perform various SMBus protocol operations,
472         either using I2C primitives or by issuing SMBus commands to
473         i2c_adapter devices which don't support those I2C operations.
474      </para>
475
476 !Iinclude/linux/i2c.h
477 !Fdrivers/i2c/i2c-boardinfo.c i2c_register_board_info
478 !Edrivers/i2c/i2c-core.c
479   </chapter>
480
481   <chapter id="hsi">
482      <title>High Speed Synchronous Serial Interface (HSI)</title>
483
484      <para>
485         High Speed Synchronous Serial Interface (HSI) is a
486         serial interface mainly used for connecting application
487         engines (APE) with cellular modem engines (CMT) in cellular
488         handsets.
489
490         HSI provides multiplexing for up to 16 logical channels,
491         low-latency and full duplex communication.
492      </para>
493
494 !Iinclude/linux/hsi/hsi.h
495 !Edrivers/hsi/hsi.c
496   </chapter>
497
498   <chapter id="pwm">
499     <title>Pulse-Width Modulation (PWM)</title>
500     <para>
501       Pulse-width modulation is a modulation technique primarily used to
502       control power supplied to electrical devices.
503     </para>
504     <para>
505       The PWM framework provides an abstraction for providers and consumers
506       of PWM signals. A controller that provides one or more PWM signals is
507       registered as <structname>struct pwm_chip</structname>. Providers are
508       expected to embed this structure in a driver-specific structure. This
509       structure contains fields that describe a particular chip.
510     </para>
511     <para>
512       A chip exposes one or more PWM signal sources, each of which exposed
513       as a <structname>struct pwm_device</structname>. Operations can be
514       performed on PWM devices to control the period, duty cycle, polarity
515       and active state of the signal.
516     </para>
517     <para>
518       Note that PWM devices are exclusive resources: they can always only be
519       used by one consumer at a time.
520     </para>
521 !Iinclude/linux/pwm.h
522 !Edrivers/pwm/core.c
523   </chapter>
524
525 </book>