Documentation/hid/hid-sensor.rst

   1 =====================
   2 HID Sensors Framework
   3 =====================
   4 HID sensor framework provides necessary interfaces to implement sensor drivers,
   5 which are connected to a sensor hub. The sensor hub is a HID device and it provides
   6 a report descriptor conforming to HID 1.12 sensor usage tables.
   7
   8 Description from the HID 1.12 "HID Sensor Usages" specification:
   9 "Standardization of HID usages for sensors would allow (but not require) sensor
  10 hardware vendors to provide a consistent Plug And Play interface at the USB boundary,
  11 thereby enabling some operating systems to incorporate common device drivers that
  12 could be reused between vendors, alleviating any need for the vendors to provide
  13 the drivers themselves."
  14
  15 This specification describes many usage IDs, which describe the type of sensor
  16 and also the individual data fields. Each sensor can have variable number of
  17 data fields. The length and order is specified in the report descriptor. For
  18 example a part of report descriptor can look like::
  19
  20      INPUT(1)[INPUT]
  21    ..
  22       Field(2)
  23         Physical(0020.0073)
  24         Usage(1)
  25           0020.045f
  26         Logical Minimum(-32767)
  27         Logical Maximum(32767)
  28         Report Size(8)
  29         Report Count(1)
  30         Report Offset(16)
  31         Flags(Variable Absolute)
  32   ..
  33   ..
  34
  35 The report is indicating "sensor page (0x20)" contains an accelerometer-3D (0x73).
  36 This accelerometer-3D has some fields. Here for example field 2 is motion intensity
  37 (0x045f) with a logical minimum value of -32767 and logical maximum of 32767. The
  38 order of fields and length of each field is important as the input event raw
  39 data will use this format.
  40
  41
  42 Implementation
  43 ==============
  44
  45 This specification defines many different types of sensors with different sets of
  46 data fields. It is difficult to have a common input event to user space applications,
  47 for different sensors. For example an accelerometer can send X,Y and Z data, whereas
  48 an ambient light sensor can send illumination data.
  49 So the implementation has two parts:
  50
  51 - Core HID driver
  52 - Individual sensor processing part (sensor drivers)
  53
  54 Core driver
  55 -----------
  56 The core driver (hid-sensor-hub) registers as a HID driver. It parses
  57 report descriptors and identifies all the sensors present. It adds an MFD device
  58 with name HID-SENSOR-xxxx (where xxxx is usage id from the specification).
  59
  60 For example:
  61
  62 HID-SENSOR-200073 is registered for an Accelerometer 3D driver.
  63
  64 So if any driver with this name is inserted, then the probe routine for that
  65 function will be called. So an accelerometer processing driver can register
  66 with this name and will be probed if there is an accelerometer-3D detected.
  67
  68 The core driver provides a set of APIs which can be used by the processing
  69 drivers to register and get events for that usage id. Also it provides parsing
  70 functions, which get and set each input/feature/output report.
  71
  72 Individual sensor processing part (sensor drivers)
  73 --------------------------------------------------
  74
  75 The processing driver will use an interface provided by the core driver to parse
  76 the report and get the indexes of the fields and also can get events. This driver
  77 can use IIO interface to use the standard ABI defined for a type of sensor.
  78
  79
  80 Core driver Interface
  81 =====================
  82
  83 Callback structure::
  84
  85   Each processing driver can use this structure to set some callbacks.
  86         int (*suspend)(..): Callback when HID suspend is received
  87         int (*resume)(..): Callback when HID resume is received
  88         int (*capture_sample)(..): Capture a sample for one of its data fields
  89         int (*send_event)(..): One complete event is received which can have
  90                                multiple data fields.
  91
  92 Registration functions::
  93
  94   int sensor_hub_register_callback(struct hid_sensor_hub_device *hsdev,
  95                         u32 usage_id,
  96                         struct hid_sensor_hub_callbacks *usage_callback):
  97
  98 Registers callbacks for a usage id. The callback functions are not allowed
  99 to sleep::
 100
 101
 102   int sensor_hub_remove_callback(struct hid_sensor_hub_device *hsdev,
 103                         u32 usage_id):
 104
 105 Removes callbacks for a usage id.
 106
 107
 108 Parsing function::
 109
 110   int sensor_hub_input_get_attribute_info(struct hid_sensor_hub_device *hsdev,
 111                         u8 type,
 112                         u32 usage_id, u32 attr_usage_id,
 113                         struct hid_sensor_hub_attribute_info *info);
 114
 115 A processing driver can look for some field of interest and check if it exists
 116 in a report descriptor. If it exists it will store necessary information
 117 so that fields can be set or get individually.
 118 These indexes avoid searching every time and getting field index to get or set.
 119
 120
 121 Set Feature report::
 122
 123   int sensor_hub_set_feature(struct hid_sensor_hub_device *hsdev, u32 report_id,
 124                         u32 field_index, s32 value);
 125
 126 This interface is used to set a value for a field in feature report. For example
 127 if there is a field report_interval, which is parsed by a call to
 128 sensor_hub_input_get_attribute_info before, then it can directly set that
 129 individual field::
 130
 131
 132   int sensor_hub_get_feature(struct hid_sensor_hub_device *hsdev, u32 report_id,
 133                         u32 field_index, s32 *value);
 134
 135 This interface is used to get a value for a field in input report. For example
 136 if there is a field report_interval, which is parsed by a call to
 137 sensor_hub_input_get_attribute_info before, then it can directly get that
 138 individual field value::
 139
 140
 141   int sensor_hub_input_attr_get_raw_value(struct hid_sensor_hub_device *hsdev,
 142                         u32 usage_id,
 143                         u32 attr_usage_id, u32 report_id);
 144
 145 This is used to get a particular field value through input reports. For example
 146 accelerometer wants to poll X axis value, then it can call this function with
 147 the usage id of X axis. HID sensors can provide events, so this is not necessary
 148 to poll for any field. If there is some new sample, the core driver will call
 149 registered callback function to process the sample.
 150
 151
 152 ----------
 153
 154 HID Custom and generic Sensors
 155 ------------------------------
 156
 157
 158 HID Sensor specification defines two special sensor usage types. Since they
 159 don't represent a standard sensor, it is not possible to define using Linux IIO
 160 type interfaces.
 161 The purpose of these sensors is to extend the functionality or provide a
 162 way to obfuscate the data being communicated by a sensor. Without knowing the
 163 mapping between the data and its encapsulated form, it is difficult for
 164 an application/driver to determine what data is being communicated by the sensor.
 165 This allows some differentiating use cases, where vendor can provide applications.
 166 Some common use cases are debug other sensors or to provide some events like
 167 keyboard attached/detached or lid open/close.
 168
 169 To allow application to utilize these sensors, here they are exported using sysfs
 170 attribute groups, attributes and misc device interface.
 171
 172 An example of this representation on sysfs::
 173
 174   /sys/devices/pci0000:00/INT33C2:00/i2c-0/i2c-INT33D1:00/0018:8086:09FA.0001/HID-SENSOR-2000e1.6.auto$ tree -R
 175   .
 176   │   ├──  enable_sensor
 177   │   │   ├── feature-0-200316
 178   │   │   │   ├── feature-0-200316-maximum
 179   │   │   │   ├── feature-0-200316-minimum
 180   │   │   │   ├── feature-0-200316-name
 181   │   │   │   ├── feature-0-200316-size
 182   │   │   │   ├── feature-0-200316-unit-expo
 183   │   │   │   ├── feature-0-200316-units
 184   │   │   │   ├── feature-0-200316-value
 185   │   │   ├── feature-1-200201
 186   │   │   │   ├── feature-1-200201-maximum
 187   │   │   │   ├── feature-1-200201-minimum
 188   │   │   │   ├── feature-1-200201-name
 189   │   │   │   ├── feature-1-200201-size
 190   │   │   │   ├── feature-1-200201-unit-expo
 191   │   │   │   ├── feature-1-200201-units
 192   │   │   │   ├── feature-1-200201-value
 193   │   │   ├── input-0-200201
 194   │   │   │   ├── input-0-200201-maximum
 195   │   │   │   ├── input-0-200201-minimum
 196   │   │   │   ├── input-0-200201-name
 197   │   │   │   ├── input-0-200201-size
 198   │   │   │   ├── input-0-200201-unit-expo
 199   │   │   │   ├── input-0-200201-units
 200   │   │   │   ├── input-0-200201-value
 201   │   │   ├── input-1-200202
 202   │   │   │   ├── input-1-200202-maximum
 203   │   │   │   ├── input-1-200202-minimum
 204   │   │   │   ├── input-1-200202-name
 205   │   │   │   ├── input-1-200202-size
 206   │   │   │   ├── input-1-200202-unit-expo
 207   │   │   │   ├── input-1-200202-units
 208   │   │   │   ├── input-1-200202-value
 209
 210 Here there is a custom sensor with four fields: two feature and two inputs.
 211 Each field is represented by a set of attributes. All fields except the "value"
 212 are read only. The value field is a read-write field.
 213
 214 Example::
 215
 216   /sys/bus/platform/devices/HID-SENSOR-2000e1.6.auto/feature-0-200316$ grep -r . *
 217   feature-0-200316-maximum:6
 218   feature-0-200316-minimum:0
 219   feature-0-200316-name:property-reporting-state
 220   feature-0-200316-size:1
 221   feature-0-200316-unit-expo:0
 222   feature-0-200316-units:25
 223   feature-0-200316-value:1
 224
 225 How to enable such sensor?
 226 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 227
 228 By default sensor can be power gated. To enable sysfs attribute "enable" can be
 229 used::
 230
 231         $ echo 1 > enable_sensor
 232
 233 Once enabled and powered on, sensor can report value using HID reports.
 234 These reports are pushed using misc device interface in a FIFO order::
 235
 236         /dev$ tree | grep HID-SENSOR-2000e1.6.auto
 237         │   │   │   ├── 10:53 -> ../HID-SENSOR-2000e1.6.auto
 238         │   ├──  HID-SENSOR-2000e1.6.auto
 239
 240 Each report can be of variable length preceded by a header. This header
 241 consists of a 32-bit usage id, 64-bit time stamp and 32-bit length field of raw
 242 data.