]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - Documentation/input/devices/alps.rst
Input: docs - note that MT-A protocol is obsolete
[karo-tx-linux.git] / Documentation / input / devices / alps.rst
1 ----------------------
2 ALPS Touchpad Protocol
3 ----------------------
4
5 Introduction
6 ------------
7 Currently the ALPS touchpad driver supports seven protocol versions in use by
8 ALPS touchpads, called versions 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8.
9
10 Since roughly mid-2010 several new ALPS touchpads have been released and
11 integrated into a variety of laptops and netbooks.  These new touchpads
12 have enough behavior differences that the alps_model_data definition
13 table, describing the properties of the different versions, is no longer
14 adequate.  The design choices were to re-define the alps_model_data
15 table, with the risk of regression testing existing devices, or isolate
16 the new devices outside of the alps_model_data table.  The latter design
17 choice was made.  The new touchpad signatures are named: "Rushmore",
18 "Pinnacle", and "Dolphin", which you will see in the alps.c code.
19 For the purposes of this document, this group of ALPS touchpads will
20 generically be called "new ALPS touchpads".
21
22 We experimented with probing the ACPI interface _HID (Hardware ID)/_CID
23 (Compatibility ID) definition as a way to uniquely identify the
24 different ALPS variants but there did not appear to be a 1:1 mapping.
25 In fact, it appeared to be an m:n mapping between the _HID and actual
26 hardware type.
27
28 Detection
29 ---------
30
31 All ALPS touchpads should respond to the "E6 report" command sequence:
32 E8-E6-E6-E6-E9. An ALPS touchpad should respond with either 00-00-0A or
33 00-00-64 if no buttons are pressed. The bits 0-2 of the first byte will be 1s
34 if some buttons are pressed.
35
36 If the E6 report is successful, the touchpad model is identified using the "E7
37 report" sequence: E8-E7-E7-E7-E9. The response is the model signature and is
38 matched against known models in the alps_model_data_array.
39
40 For older touchpads supporting protocol versions 3 and 4, the E7 report
41 model signature is always 73-02-64. To differentiate between these
42 versions, the response from the "Enter Command Mode" sequence must be
43 inspected as described below.
44
45 The new ALPS touchpads have an E7 signature of 73-03-50 or 73-03-0A but
46 seem to be better differentiated by the EC Command Mode response.
47
48 Command Mode
49 ------------
50
51 Protocol versions 3 and 4 have a command mode that is used to read and write
52 one-byte device registers in a 16-bit address space. The command sequence
53 EC-EC-EC-E9 places the device in command mode, and the device will respond
54 with 88-07 followed by a third byte. This third byte can be used to determine
55 whether the devices uses the version 3 or 4 protocol.
56
57 To exit command mode, PSMOUSE_CMD_SETSTREAM (EA) is sent to the touchpad.
58
59 While in command mode, register addresses can be set by first sending a
60 specific command, either EC for v3 devices or F5 for v4 devices. Then the
61 address is sent one nibble at a time, where each nibble is encoded as a
62 command with optional data. This encoding differs slightly between the v3 and
63 v4 protocols.
64
65 Once an address has been set, the addressed register can be read by sending
66 PSMOUSE_CMD_GETINFO (E9). The first two bytes of the response contains the
67 address of the register being read, and the third contains the value of the
68 register. Registers are written by writing the value one nibble at a time
69 using the same encoding used for addresses.
70
71 For the new ALPS touchpads, the EC command is used to enter command
72 mode. The response in the new ALPS touchpads is significantly different,
73 and more important in determining the behavior.  This code has been
74 separated from the original alps_model_data table and put in the
75 alps_identify function.  For example, there seem to be two hardware init
76 sequences for the "Dolphin" touchpads as determined by the second byte
77 of the EC response.
78
79 Packet Format
80 -------------
81
82 In the following tables, the following notation is used::
83
84  CAPITALS = stick, miniscules = touchpad
85
86 ?'s can have different meanings on different models, such as wheel rotation,
87 extra buttons, stick buttons on a dualpoint, etc.
88
89 PS/2 packet format
90 ------------------
91
92 ::
93
94  byte 0:  0    0 YSGN XSGN    1    M    R    L
95  byte 1: X7   X6   X5   X4   X3   X2   X1   X0
96  byte 2: Y7   Y6   Y5   Y4   Y3   Y2   Y1   Y0
97
98 Note that the device never signals overflow condition.
99
100 For protocol version 2 devices when the trackpoint is used, and no fingers
101 are on the touchpad, the M R L bits signal the combined status of both the
102 pointingstick and touchpad buttons.
103
104 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 1
105 ---------------------------------------
106
107 ::
108
109  byte 0:  1    0    0    0    1   x9   x8   x7
110  byte 1:  0   x6   x5   x4   x3   x2   x1   x0
111  byte 2:  0    ?    ?    l    r    ?  fin  ges
112  byte 3:  0    ?    ?    ?    ?   y9   y8   y7
113  byte 4:  0   y6   y5   y4   y3   y2   y1   y0
114  byte 5:  0   z6   z5   z4   z3   z2   z1   z0
115
116 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 2
117 ---------------------------------------
118
119 ::
120
121  byte 0:  1    ?    ?    ?    1  PSM  PSR  PSL
122  byte 1:  0   x6   x5   x4   x3   x2   x1   x0
123  byte 2:  0  x10   x9   x8   x7    ?  fin  ges
124  byte 3:  0   y9   y8   y7    1    M    R    L
125  byte 4:  0   y6   y5   y4   y3   y2   y1   y0
126  byte 5:  0   z6   z5   z4   z3   z2   z1   z0
127
128 Protocol Version 2 DualPoint devices send standard PS/2 mouse packets for
129 the DualPoint Stick. The M, R and L bits signal the combined status of both
130 the pointingstick and touchpad buttons, except for Dell dualpoint devices
131 where the pointingstick buttons get reported separately in the PSM, PSR
132 and PSL bits.
133
134 Dualpoint device -- interleaved packet format
135 ---------------------------------------------
136
137 ::
138
139  byte 0:    1    1    0    0    1    1    1    1
140  byte 1:    0   x6   x5   x4   x3   x2   x1   x0
141  byte 2:    0  x10   x9   x8   x7    0  fin  ges
142  byte 3:    0    0 YSGN XSGN    1    1    1    1
143  byte 4:   X7   X6   X5   X4   X3   X2   X1   X0
144  byte 5:   Y7   Y6   Y5   Y4   Y3   Y2   Y1   Y0
145  byte 6:    0   y9   y8   y7    1    m    r    l
146  byte 7:    0   y6   y5   y4   y3   y2   y1   y0
147  byte 8:    0   z6   z5   z4   z3   z2   z1   z0
148
149 Devices which use the interleaving format normally send standard PS/2 mouse
150 packets for the DualPoint Stick + ALPS Absolute Mode packets for the
151 touchpad, switching to the interleaved packet format when both the stick and
152 the touchpad are used at the same time.
153
154 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 3
155 ---------------------------------------
156
157 ALPS protocol version 3 has three different packet formats. The first two are
158 associated with touchpad events, and the third is associated with trackstick
159 events.
160
161 The first type is the touchpad position packet::
162
163  byte 0:    1    ?   x1   x0    1    1    1    1
164  byte 1:    0  x10   x9   x8   x7   x6   x5   x4
165  byte 2:    0  y10   y9   y8   y7   y6   y5   y4
166  byte 3:    0    M    R    L    1    m    r    l
167  byte 4:    0   mt   x3   x2   y3   y2   y1   y0
168  byte 5:    0   z6   z5   z4   z3   z2   z1   z0
169
170 Note that for some devices the trackstick buttons are reported in this packet,
171 and on others it is reported in the trackstick packets.
172
173 The second packet type contains bitmaps representing the x and y axes. In the
174 bitmaps a given bit is set if there is a finger covering that position on the
175 given axis. Thus the bitmap packet can be used for low-resolution multi-touch
176 data, although finger tracking is not possible.  This packet also encodes the
177 number of contacts (f1 and f0 in the table below)::
178
179  byte 0:    1    1   x1   x0    1    1    1    1
180  byte 1:    0   x8   x7   x6   x5   x4   x3   x2
181  byte 2:    0   y7   y6   y5   y4   y3   y2   y1
182  byte 3:    0  y10   y9   y8    1    1    1    1
183  byte 4:    0  x14  x13  x12  x11  x10   x9   y0
184  byte 5:    0    1    ?    ?    ?    ?   f1   f0
185
186 This packet only appears after a position packet with the mt bit set, and
187 usually only appears when there are two or more contacts (although
188 occasionally it's seen with only a single contact).
189
190 The final v3 packet type is the trackstick packet::
191
192  byte 0:    1    1   x7   y7    1    1    1    1
193  byte 1:    0   x6   x5   x4   x3   x2   x1   x0
194  byte 2:    0   y6   y5   y4   y3   y2   y1   y0
195  byte 3:    0    1    0    0    1    0    0    0
196  byte 4:    0   z4   z3   z2   z1   z0    ?    ?
197  byte 5:    0    0    1    1    1    1    1    1
198
199 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 4
200 ---------------------------------------
201
202 Protocol version 4 has an 8-byte packet format::
203
204  byte 0:    1    ?   x1   x0    1    1    1    1
205  byte 1:    0  x10   x9   x8   x7   x6   x5   x4
206  byte 2:    0  y10   y9   y8   y7   y6   y5   y4
207  byte 3:    0    1   x3   x2   y3   y2   y1   y0
208  byte 4:    0    ?    ?    ?    1    ?    r    l
209  byte 5:    0   z6   z5   z4   z3   z2   z1   z0
210  byte 6:    bitmap data (described below)
211  byte 7:    bitmap data (described below)
212
213 The last two bytes represent a partial bitmap packet, with 3 full packets
214 required to construct a complete bitmap packet.  Once assembled, the 6-byte
215 bitmap packet has the following format::
216
217  byte 0:    0    1   x7   x6   x5   x4   x3   x2
218  byte 1:    0   x1   x0   y4   y3   y2   y1   y0
219  byte 2:    0    0    ?  x14  x13  x12  x11  x10
220  byte 3:    0   x9   x8   y9   y8   y7   y6   y5
221  byte 4:    0    0    0    0    0    0    0    0
222  byte 5:    0    0    0    0    0    0    0  y10
223
224 There are several things worth noting here.
225
226  1) In the bitmap data, bit 6 of byte 0 serves as a sync byte to
227     identify the first fragment of a bitmap packet.
228
229  2) The bitmaps represent the same data as in the v3 bitmap packets, although
230     the packet layout is different.
231
232  3) There doesn't seem to be a count of the contact points anywhere in the v4
233     protocol packets. Deriving a count of contact points must be done by
234     analyzing the bitmaps.
235
236  4) There is a 3 to 1 ratio of position packets to bitmap packets. Therefore
237     MT position can only be updated for every third ST position update, and
238     the count of contact points can only be updated every third packet as
239     well.
240
241 So far no v4 devices with tracksticks have been encountered.
242
243 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 5
244 ---------------------------------------
245 This is basically Protocol Version 3 but with different logic for packet
246 decode.  It uses the same alps_process_touchpad_packet_v3 call with a
247 specialized decode_fields function pointer to correctly interpret the
248 packets.  This appears to only be used by the Dolphin devices.
249
250 For single-touch, the 6-byte packet format is::
251
252  byte 0:    1    1    0    0    1    0    0    0
253  byte 1:    0   x6   x5   x4   x3   x2   x1   x0
254  byte 2:    0   y6   y5   y4   y3   y2   y1   y0
255  byte 3:    0    M    R    L    1    m    r    l
256  byte 4:   y10  y9   y8   y7  x10   x9   x8   x7
257  byte 5:    0   z6   z5   z4   z3   z2   z1   z0
258
259 For mt, the format is::
260
261  byte 0:    1    1    1    n3   1   n2   n1   x24
262  byte 1:    1   y7   y6    y5  y4   y3   y2    y1
263  byte 2:    ?   x2   x1   y12 y11  y10   y9    y8
264  byte 3:    0  x23  x22   x21 x20  x19  x18   x17
265  byte 4:    0   x9   x8    x7  x6   x5   x4    x3
266  byte 5:    0  x16  x15   x14 x13  x12  x11   x10
267
268 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 6
269 ---------------------------------------
270
271 For trackstick packet, the format is::
272
273  byte 0:    1    1    1    1    1    1    1    1
274  byte 1:    0   X6   X5   X4   X3   X2   X1   X0
275  byte 2:    0   Y6   Y5   Y4   Y3   Y2   Y1   Y0
276  byte 3:    ?   Y7   X7    ?    ?    M    R    L
277  byte 4:   Z7   Z6   Z5   Z4   Z3   Z2   Z1   Z0
278  byte 5:    0    1    1    1    1    1    1    1
279
280 For touchpad packet, the format is::
281
282  byte 0:    1    1    1    1    1    1    1    1
283  byte 1:    0    0    0    0   x3   x2   x1   x0
284  byte 2:    0    0    0    0   y3   y2   y1   y0
285  byte 3:    ?   x7   x6   x5   x4    ?    r    l
286  byte 4:    ?   y7   y6   y5   y4    ?    ?    ?
287  byte 5:   z7   z6   z5   z4   z3   z2   z1   z0
288
289 (v6 touchpad does not have middle button)
290
291 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 7
292 ---------------------------------------
293
294 For trackstick packet, the format is::
295
296  byte 0:    0    1    0    0    1    0    0    0
297  byte 1:    1    1    *    *    1    M    R    L
298  byte 2:   X7    1   X5   X4   X3   X2   X1   X0
299  byte 3:   Z6    1   Y6   X6    1   Y2   Y1   Y0
300  byte 4:   Y7    0   Y5   Y4   Y3    1    1    0
301  byte 5:  T&P    0   Z5   Z4   Z3   Z2   Z1   Z0
302
303 For touchpad packet, the format is::
304
305          packet-fmt     b7     b6     b5     b4     b3     b2     b1     b0
306  byte 0: TWO & MULTI     L      1      R      M      1   Y0-2   Y0-1   Y0-0
307  byte 0: NEW             L      1   X1-5      1      1   Y0-2   Y0-1   Y0-0
308  byte 1:             Y0-10   Y0-9   Y0-8   Y0-7   Y0-6   Y0-5   Y0-4   Y0-3
309  byte 2:             X0-11      1  X0-10   X0-9   X0-8   X0-7   X0-6   X0-5
310  byte 3:             X1-11      1   X0-4   X0-3      1   X0-2   X0-1   X0-0
311  byte 4: TWO         X1-10    TWO   X1-9   X1-8   X1-7   X1-6   X1-5   X1-4
312  byte 4: MULTI       X1-10    TWO   X1-9   X1-8   X1-7   X1-6   Y1-5      1
313  byte 4: NEW         X1-10    TWO   X1-9   X1-8   X1-7   X1-6      0      0
314  byte 5: TWO & NEW   Y1-10      0   Y1-9   Y1-8   Y1-7   Y1-6   Y1-5   Y1-4
315  byte 5: MULTI       Y1-10      0   Y1-9   Y1-8   Y1-7   Y1-6    F-1    F-0
316
317  L:         Left button
318  R / M:     Non-clickpads: Right / Middle button
319             Clickpads: When > 2 fingers are down, and some fingers
320             are in the button area, then the 2 coordinates reported
321             are for fingers outside the button area and these report
322             extra fingers being present in the right / left button
323             area. Note these fingers are not added to the F field!
324             so if a TWO packet is received and R = 1 then there are
325             3 fingers down, etc.
326  TWO:       1: Two touches present, byte 0/4/5 are in TWO fmt
327             0: If byte 4 bit 0 is 1, then byte 0/4/5 are in MULTI fmt
328                otherwise byte 0 bit 4 must be set and byte 0/4/5 are
329                in NEW fmt
330  F:         Number of fingers - 3, 0 means 3 fingers, 1 means 4 ...
331
332
333 ALPS Absolute Mode - Protocol Version 8
334 ---------------------------------------
335
336 Spoken by SS4 (73 03 14) and SS5 (73 03 28) hardware.
337
338 The packet type is given by the APD field, bits 4-5 of byte 3.
339
340 Touchpad packet (APD = 0x2)::
341
342            b7   b6   b5   b4   b3   b2   b1   b0
343  byte 0:  SWM  SWR  SWL    1    1    0    0   X7
344  byte 1:    0   X6   X5   X4   X3   X2   X1   X0
345  byte 2:    0   Y6   Y5   Y4   Y3   Y2   Y1   Y0
346  byte 3:    0  T&P    1    0    1    0    0   Y7
347  byte 4:    0   Z6   Z5   Z4   Z3   Z2   Z1   Z0
348  byte 5:    0    0    0    0    0    0    0    0
349
350 SWM, SWR, SWL: Middle, Right, and Left button states
351
352 Touchpad 1 Finger packet (APD = 0x0)::
353
354            b7   b6   b5   b4   b3   b2   b1   b0
355  byte 0:  SWM  SWR  SWL    1    1   X2   X1   X0
356  byte 1:   X9   X8   X7    1   X6   X5   X4   X3
357  byte 2:    0  X11  X10  LFB   Y3   Y2   Y1   Y0
358  byte 3:   Y5   Y4    0    0    1 TAPF2 TAPF1 TAPF0
359  byte 4:  Zv7  Y11  Y10    1   Y9   Y8   Y7   Y6
360  byte 5:  Zv6  Zv5  Zv4    0  Zv3  Zv2  Zv1  Zv0
361
362 TAPF: ???
363 LFB:  ???
364
365 Touchpad 2 Finger packet (APD = 0x1)::
366
367            b7   b6   b5   b4   b3   b2   b1   b0
368  byte 0:  SWM  SWR  SWL    1    1  AX6  AX5  AX4
369  byte 1: AX11 AX10  AX9  AX8  AX7  AZ1  AY4  AZ0
370  byte 2: AY11 AY10  AY9  CONT AY8  AY7  AY6  AY5
371  byte 3:    0    0    0    1    1  BX6  BX5  BX4
372  byte 4: BX11 BX10  BX9  BX8  BX7  BZ1  BY4  BZ0
373  byte 5: BY11 BY10  BY9    0  BY8  BY7  BY5  BY5
374
375 CONT: A 3-or-4 Finger packet is to follow
376
377 Touchpad 3-or-4 Finger packet (APD = 0x3)::
378
379            b7   b6   b5   b4   b3   b2   b1   b0
380  byte 0:  SWM  SWR  SWL    1    1  AX6  AX5  AX4
381  byte 1: AX11 AX10  AX9  AX8  AX7  AZ1  AY4  AZ0
382  byte 2: AY11 AY10  AY9  OVF  AY8  AY7  AY6  AY5
383  byte 3:    0    0    1    1    1  BX6  BX5  BX4
384  byte 4: BX11 BX10  BX9  BX8  BX7  BZ1  BY4  BZ0
385  byte 5: BY11 BY10  BY9    0  BY8  BY7  BY5  BY5
386
387 OVF: 5th finger detected