]> git.karo-electronics.de Git - linux-beck.git/blob - include/linux/spi/spi.h
spi: Remove support for legacy PM
[linux-beck.git] / include / linux / spi / spi.h
1 /*
2  * Copyright (C) 2005 David Brownell
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  */
14
15 #ifndef __LINUX_SPI_H
16 #define __LINUX_SPI_H
17
18 #include <linux/device.h>
19 #include <linux/mod_devicetable.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include <linux/kthread.h>
22 #include <linux/completion.h>
23 #include <linux/scatterlist.h>
24
25 struct dma_chan;
26
27 /*
28  * INTERFACES between SPI master-side drivers and SPI infrastructure.
29  * (There's no SPI slave support for Linux yet...)
30  */
31 extern struct bus_type spi_bus_type;
32
33 /**
34  * struct spi_device - Master side proxy for an SPI slave device
35  * @dev: Driver model representation of the device.
36  * @master: SPI controller used with the device.
37  * @max_speed_hz: Maximum clock rate to be used with this chip
38  *      (on this board); may be changed by the device's driver.
39  *      The spi_transfer.speed_hz can override this for each transfer.
40  * @chip_select: Chipselect, distinguishing chips handled by @master.
41  * @mode: The spi mode defines how data is clocked out and in.
42  *      This may be changed by the device's driver.
43  *      The "active low" default for chipselect mode can be overridden
44  *      (by specifying SPI_CS_HIGH) as can the "MSB first" default for
45  *      each word in a transfer (by specifying SPI_LSB_FIRST).
46  * @bits_per_word: Data transfers involve one or more words; word sizes
47  *      like eight or 12 bits are common.  In-memory wordsizes are
48  *      powers of two bytes (e.g. 20 bit samples use 32 bits).
49  *      This may be changed by the device's driver, or left at the
50  *      default (0) indicating protocol words are eight bit bytes.
51  *      The spi_transfer.bits_per_word can override this for each transfer.
52  * @irq: Negative, or the number passed to request_irq() to receive
53  *      interrupts from this device.
54  * @controller_state: Controller's runtime state
55  * @controller_data: Board-specific definitions for controller, such as
56  *      FIFO initialization parameters; from board_info.controller_data
57  * @modalias: Name of the driver to use with this device, or an alias
58  *      for that name.  This appears in the sysfs "modalias" attribute
59  *      for driver coldplugging, and in uevents used for hotplugging
60  * @cs_gpio: gpio number of the chipselect line (optional, -ENOENT when
61  *      when not using a GPIO line)
62  *
63  * A @spi_device is used to interchange data between an SPI slave
64  * (usually a discrete chip) and CPU memory.
65  *
66  * In @dev, the platform_data is used to hold information about this
67  * device that's meaningful to the device's protocol driver, but not
68  * to its controller.  One example might be an identifier for a chip
69  * variant with slightly different functionality; another might be
70  * information about how this particular board wires the chip's pins.
71  */
72 struct spi_device {
73         struct device           dev;
74         struct spi_master       *master;
75         u32                     max_speed_hz;
76         u8                      chip_select;
77         u8                      bits_per_word;
78         u16                     mode;
79 #define SPI_CPHA        0x01                    /* clock phase */
80 #define SPI_CPOL        0x02                    /* clock polarity */
81 #define SPI_MODE_0      (0|0)                   /* (original MicroWire) */
82 #define SPI_MODE_1      (0|SPI_CPHA)
83 #define SPI_MODE_2      (SPI_CPOL|0)
84 #define SPI_MODE_3      (SPI_CPOL|SPI_CPHA)
85 #define SPI_CS_HIGH     0x04                    /* chipselect active high? */
86 #define SPI_LSB_FIRST   0x08                    /* per-word bits-on-wire */
87 #define SPI_3WIRE       0x10                    /* SI/SO signals shared */
88 #define SPI_LOOP        0x20                    /* loopback mode */
89 #define SPI_NO_CS       0x40                    /* 1 dev/bus, no chipselect */
90 #define SPI_READY       0x80                    /* slave pulls low to pause */
91 #define SPI_TX_DUAL     0x100                   /* transmit with 2 wires */
92 #define SPI_TX_QUAD     0x200                   /* transmit with 4 wires */
93 #define SPI_RX_DUAL     0x400                   /* receive with 2 wires */
94 #define SPI_RX_QUAD     0x800                   /* receive with 4 wires */
95         int                     irq;
96         void                    *controller_state;
97         void                    *controller_data;
98         char                    modalias[SPI_NAME_SIZE];
99         int                     cs_gpio;        /* chip select gpio */
100
101         /*
102          * likely need more hooks for more protocol options affecting how
103          * the controller talks to each chip, like:
104          *  - memory packing (12 bit samples into low bits, others zeroed)
105          *  - priority
106          *  - drop chipselect after each word
107          *  - chipselect delays
108          *  - ...
109          */
110 };
111
112 static inline struct spi_device *to_spi_device(struct device *dev)
113 {
114         return dev ? container_of(dev, struct spi_device, dev) : NULL;
115 }
116
117 /* most drivers won't need to care about device refcounting */
118 static inline struct spi_device *spi_dev_get(struct spi_device *spi)
119 {
120         return (spi && get_device(&spi->dev)) ? spi : NULL;
121 }
122
123 static inline void spi_dev_put(struct spi_device *spi)
124 {
125         if (spi)
126                 put_device(&spi->dev);
127 }
128
129 /* ctldata is for the bus_master driver's runtime state */
130 static inline void *spi_get_ctldata(struct spi_device *spi)
131 {
132         return spi->controller_state;
133 }
134
135 static inline void spi_set_ctldata(struct spi_device *spi, void *state)
136 {
137         spi->controller_state = state;
138 }
139
140 /* device driver data */
141
142 static inline void spi_set_drvdata(struct spi_device *spi, void *data)
143 {
144         dev_set_drvdata(&spi->dev, data);
145 }
146
147 static inline void *spi_get_drvdata(struct spi_device *spi)
148 {
149         return dev_get_drvdata(&spi->dev);
150 }
151
152 struct spi_message;
153 struct spi_transfer;
154
155 /**
156  * struct spi_driver - Host side "protocol" driver
157  * @id_table: List of SPI devices supported by this driver
158  * @probe: Binds this driver to the spi device.  Drivers can verify
159  *      that the device is actually present, and may need to configure
160  *      characteristics (such as bits_per_word) which weren't needed for
161  *      the initial configuration done during system setup.
162  * @remove: Unbinds this driver from the spi device
163  * @shutdown: Standard shutdown callback used during system state
164  *      transitions such as powerdown/halt and kexec
165  * @driver: SPI device drivers should initialize the name and owner
166  *      field of this structure.
167  *
168  * This represents the kind of device driver that uses SPI messages to
169  * interact with the hardware at the other end of a SPI link.  It's called
170  * a "protocol" driver because it works through messages rather than talking
171  * directly to SPI hardware (which is what the underlying SPI controller
172  * driver does to pass those messages).  These protocols are defined in the
173  * specification for the device(s) supported by the driver.
174  *
175  * As a rule, those device protocols represent the lowest level interface
176  * supported by a driver, and it will support upper level interfaces too.
177  * Examples of such upper levels include frameworks like MTD, networking,
178  * MMC, RTC, filesystem character device nodes, and hardware monitoring.
179  */
180 struct spi_driver {
181         const struct spi_device_id *id_table;
182         int                     (*probe)(struct spi_device *spi);
183         int                     (*remove)(struct spi_device *spi);
184         void                    (*shutdown)(struct spi_device *spi);
185         struct device_driver    driver;
186 };
187
188 static inline struct spi_driver *to_spi_driver(struct device_driver *drv)
189 {
190         return drv ? container_of(drv, struct spi_driver, driver) : NULL;
191 }
192
193 extern int spi_register_driver(struct spi_driver *sdrv);
194
195 /**
196  * spi_unregister_driver - reverse effect of spi_register_driver
197  * @sdrv: the driver to unregister
198  * Context: can sleep
199  */
200 static inline void spi_unregister_driver(struct spi_driver *sdrv)
201 {
202         if (sdrv)
203                 driver_unregister(&sdrv->driver);
204 }
205
206 /**
207  * module_spi_driver() - Helper macro for registering a SPI driver
208  * @__spi_driver: spi_driver struct
209  *
210  * Helper macro for SPI drivers which do not do anything special in module
211  * init/exit. This eliminates a lot of boilerplate. Each module may only
212  * use this macro once, and calling it replaces module_init() and module_exit()
213  */
214 #define module_spi_driver(__spi_driver) \
215         module_driver(__spi_driver, spi_register_driver, \
216                         spi_unregister_driver)
217
218 /**
219  * struct spi_master - interface to SPI master controller
220  * @dev: device interface to this driver
221  * @list: link with the global spi_master list
222  * @bus_num: board-specific (and often SOC-specific) identifier for a
223  *      given SPI controller.
224  * @num_chipselect: chipselects are used to distinguish individual
225  *      SPI slaves, and are numbered from zero to num_chipselects.
226  *      each slave has a chipselect signal, but it's common that not
227  *      every chipselect is connected to a slave.
228  * @dma_alignment: SPI controller constraint on DMA buffers alignment.
229  * @mode_bits: flags understood by this controller driver
230  * @bits_per_word_mask: A mask indicating which values of bits_per_word are
231  *      supported by the driver. Bit n indicates that a bits_per_word n+1 is
232  *      supported. If set, the SPI core will reject any transfer with an
233  *      unsupported bits_per_word. If not set, this value is simply ignored,
234  *      and it's up to the individual driver to perform any validation.
235  * @min_speed_hz: Lowest supported transfer speed
236  * @max_speed_hz: Highest supported transfer speed
237  * @flags: other constraints relevant to this driver
238  * @bus_lock_spinlock: spinlock for SPI bus locking
239  * @bus_lock_mutex: mutex for SPI bus locking
240  * @bus_lock_flag: indicates that the SPI bus is locked for exclusive use
241  * @setup: updates the device mode and clocking records used by a
242  *      device's SPI controller; protocol code may call this.  This
243  *      must fail if an unrecognized or unsupported mode is requested.
244  *      It's always safe to call this unless transfers are pending on
245  *      the device whose settings are being modified.
246  * @transfer: adds a message to the controller's transfer queue.
247  * @cleanup: frees controller-specific state
248  * @can_dma: determine whether this master supports DMA
249  * @queued: whether this master is providing an internal message queue
250  * @kworker: thread struct for message pump
251  * @kworker_task: pointer to task for message pump kworker thread
252  * @pump_messages: work struct for scheduling work to the message pump
253  * @queue_lock: spinlock to syncronise access to message queue
254  * @queue: message queue
255  * @idling: the device is entering idle state
256  * @cur_msg: the currently in-flight message
257  * @cur_msg_prepared: spi_prepare_message was called for the currently
258  *                    in-flight message
259  * @cur_msg_mapped: message has been mapped for DMA
260  * @xfer_completion: used by core transfer_one_message()
261  * @busy: message pump is busy
262  * @running: message pump is running
263  * @rt: whether this queue is set to run as a realtime task
264  * @auto_runtime_pm: the core should ensure a runtime PM reference is held
265  *                   while the hardware is prepared, using the parent
266  *                   device for the spidev
267  * @max_dma_len: Maximum length of a DMA transfer for the device.
268  * @prepare_transfer_hardware: a message will soon arrive from the queue
269  *      so the subsystem requests the driver to prepare the transfer hardware
270  *      by issuing this call
271  * @transfer_one_message: the subsystem calls the driver to transfer a single
272  *      message while queuing transfers that arrive in the meantime. When the
273  *      driver is finished with this message, it must call
274  *      spi_finalize_current_message() so the subsystem can issue the next
275  *      message
276  * @unprepare_transfer_hardware: there are currently no more messages on the
277  *      queue so the subsystem notifies the driver that it may relax the
278  *      hardware by issuing this call
279  * @set_cs: set the logic level of the chip select line.  May be called
280  *          from interrupt context.
281  * @prepare_message: set up the controller to transfer a single message,
282  *                   for example doing DMA mapping.  Called from threaded
283  *                   context.
284  * @transfer_one: transfer a single spi_transfer.
285  *                  - return 0 if the transfer is finished,
286  *                  - return 1 if the transfer is still in progress. When
287  *                    the driver is finished with this transfer it must
288  *                    call spi_finalize_current_transfer() so the subsystem
289  *                    can issue the next transfer. Note: transfer_one and
290  *                    transfer_one_message are mutually exclusive; when both
291  *                    are set, the generic subsystem does not call your
292  *                    transfer_one callback.
293  * @unprepare_message: undo any work done by prepare_message().
294  * @cs_gpios: Array of GPIOs to use as chip select lines; one per CS
295  *      number. Any individual value may be -ENOENT for CS lines that
296  *      are not GPIOs (driven by the SPI controller itself).
297  * @dma_tx: DMA transmit channel
298  * @dma_rx: DMA receive channel
299  * @dummy_rx: dummy receive buffer for full-duplex devices
300  * @dummy_tx: dummy transmit buffer for full-duplex devices
301  *
302  * Each SPI master controller can communicate with one or more @spi_device
303  * children.  These make a small bus, sharing MOSI, MISO and SCK signals
304  * but not chip select signals.  Each device may be configured to use a
305  * different clock rate, since those shared signals are ignored unless
306  * the chip is selected.
307  *
308  * The driver for an SPI controller manages access to those devices through
309  * a queue of spi_message transactions, copying data between CPU memory and
310  * an SPI slave device.  For each such message it queues, it calls the
311  * message's completion function when the transaction completes.
312  */
313 struct spi_master {
314         struct device   dev;
315
316         struct list_head list;
317
318         /* other than negative (== assign one dynamically), bus_num is fully
319          * board-specific.  usually that simplifies to being SOC-specific.
320          * example:  one SOC has three SPI controllers, numbered 0..2,
321          * and one board's schematics might show it using SPI-2.  software
322          * would normally use bus_num=2 for that controller.
323          */
324         s16                     bus_num;
325
326         /* chipselects will be integral to many controllers; some others
327          * might use board-specific GPIOs.
328          */
329         u16                     num_chipselect;
330
331         /* some SPI controllers pose alignment requirements on DMAable
332          * buffers; let protocol drivers know about these requirements.
333          */
334         u16                     dma_alignment;
335
336         /* spi_device.mode flags understood by this controller driver */
337         u16                     mode_bits;
338
339         /* bitmask of supported bits_per_word for transfers */
340         u32                     bits_per_word_mask;
341 #define SPI_BPW_MASK(bits) BIT((bits) - 1)
342 #define SPI_BIT_MASK(bits) (((bits) == 32) ? ~0U : (BIT(bits) - 1))
343 #define SPI_BPW_RANGE_MASK(min, max) (SPI_BIT_MASK(max) - SPI_BIT_MASK(min - 1))
344
345         /* limits on transfer speed */
346         u32                     min_speed_hz;
347         u32                     max_speed_hz;
348
349         /* other constraints relevant to this driver */
350         u16                     flags;
351 #define SPI_MASTER_HALF_DUPLEX  BIT(0)          /* can't do full duplex */
352 #define SPI_MASTER_NO_RX        BIT(1)          /* can't do buffer read */
353 #define SPI_MASTER_NO_TX        BIT(2)          /* can't do buffer write */
354 #define SPI_MASTER_MUST_RX      BIT(3)          /* requires rx */
355 #define SPI_MASTER_MUST_TX      BIT(4)          /* requires tx */
356
357         /* lock and mutex for SPI bus locking */
358         spinlock_t              bus_lock_spinlock;
359         struct mutex            bus_lock_mutex;
360
361         /* flag indicating that the SPI bus is locked for exclusive use */
362         bool                    bus_lock_flag;
363
364         /* Setup mode and clock, etc (spi driver may call many times).
365          *
366          * IMPORTANT:  this may be called when transfers to another
367          * device are active.  DO NOT UPDATE SHARED REGISTERS in ways
368          * which could break those transfers.
369          */
370         int                     (*setup)(struct spi_device *spi);
371
372         /* bidirectional bulk transfers
373          *
374          * + The transfer() method may not sleep; its main role is
375          *   just to add the message to the queue.
376          * + For now there's no remove-from-queue operation, or
377          *   any other request management
378          * + To a given spi_device, message queueing is pure fifo
379          *
380          * + The master's main job is to process its message queue,
381          *   selecting a chip then transferring data
382          * + If there are multiple spi_device children, the i/o queue
383          *   arbitration algorithm is unspecified (round robin, fifo,
384          *   priority, reservations, preemption, etc)
385          *
386          * + Chipselect stays active during the entire message
387          *   (unless modified by spi_transfer.cs_change != 0).
388          * + The message transfers use clock and SPI mode parameters
389          *   previously established by setup() for this device
390          */
391         int                     (*transfer)(struct spi_device *spi,
392                                                 struct spi_message *mesg);
393
394         /* called on release() to free memory provided by spi_master */
395         void                    (*cleanup)(struct spi_device *spi);
396
397         /*
398          * Used to enable core support for DMA handling, if can_dma()
399          * exists and returns true then the transfer will be mapped
400          * prior to transfer_one() being called.  The driver should
401          * not modify or store xfer and dma_tx and dma_rx must be set
402          * while the device is prepared.
403          */
404         bool                    (*can_dma)(struct spi_master *master,
405                                            struct spi_device *spi,
406                                            struct spi_transfer *xfer);
407
408         /*
409          * These hooks are for drivers that want to use the generic
410          * master transfer queueing mechanism. If these are used, the
411          * transfer() function above must NOT be specified by the driver.
412          * Over time we expect SPI drivers to be phased over to this API.
413          */
414         bool                            queued;
415         struct kthread_worker           kworker;
416         struct task_struct              *kworker_task;
417         struct kthread_work             pump_messages;
418         spinlock_t                      queue_lock;
419         struct list_head                queue;
420         struct spi_message              *cur_msg;
421         bool                            idling;
422         bool                            busy;
423         bool                            running;
424         bool                            rt;
425         bool                            auto_runtime_pm;
426         bool                            cur_msg_prepared;
427         bool                            cur_msg_mapped;
428         struct completion               xfer_completion;
429         size_t                          max_dma_len;
430
431         int (*prepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master);
432         int (*transfer_one_message)(struct spi_master *master,
433                                     struct spi_message *mesg);
434         int (*unprepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master);
435         int (*prepare_message)(struct spi_master *master,
436                                struct spi_message *message);
437         int (*unprepare_message)(struct spi_master *master,
438                                  struct spi_message *message);
439
440         /*
441          * These hooks are for drivers that use a generic implementation
442          * of transfer_one_message() provied by the core.
443          */
444         void (*set_cs)(struct spi_device *spi, bool enable);
445         int (*transfer_one)(struct spi_master *master, struct spi_device *spi,
446                             struct spi_transfer *transfer);
447
448         /* gpio chip select */
449         int                     *cs_gpios;
450
451         /* DMA channels for use with core dmaengine helpers */
452         struct dma_chan         *dma_tx;
453         struct dma_chan         *dma_rx;
454
455         /* dummy data for full duplex devices */
456         void                    *dummy_rx;
457         void                    *dummy_tx;
458 };
459
460 static inline void *spi_master_get_devdata(struct spi_master *master)
461 {
462         return dev_get_drvdata(&master->dev);
463 }
464
465 static inline void spi_master_set_devdata(struct spi_master *master, void *data)
466 {
467         dev_set_drvdata(&master->dev, data);
468 }
469
470 static inline struct spi_master *spi_master_get(struct spi_master *master)
471 {
472         if (!master || !get_device(&master->dev))
473                 return NULL;
474         return master;
475 }
476
477 static inline void spi_master_put(struct spi_master *master)
478 {
479         if (master)
480                 put_device(&master->dev);
481 }
482
483 /* PM calls that need to be issued by the driver */
484 extern int spi_master_suspend(struct spi_master *master);
485 extern int spi_master_resume(struct spi_master *master);
486
487 /* Calls the driver make to interact with the message queue */
488 extern struct spi_message *spi_get_next_queued_message(struct spi_master *master);
489 extern void spi_finalize_current_message(struct spi_master *master);
490 extern void spi_finalize_current_transfer(struct spi_master *master);
491
492 /* the spi driver core manages memory for the spi_master classdev */
493 extern struct spi_master *
494 spi_alloc_master(struct device *host, unsigned size);
495
496 extern int spi_register_master(struct spi_master *master);
497 extern int devm_spi_register_master(struct device *dev,
498                                     struct spi_master *master);
499 extern void spi_unregister_master(struct spi_master *master);
500
501 extern struct spi_master *spi_busnum_to_master(u16 busnum);
502
503 /*---------------------------------------------------------------------------*/
504
505 /*
506  * I/O INTERFACE between SPI controller and protocol drivers
507  *
508  * Protocol drivers use a queue of spi_messages, each transferring data
509  * between the controller and memory buffers.
510  *
511  * The spi_messages themselves consist of a series of read+write transfer
512  * segments.  Those segments always read the same number of bits as they
513  * write; but one or the other is easily ignored by passing a null buffer
514  * pointer.  (This is unlike most types of I/O API, because SPI hardware
515  * is full duplex.)
516  *
517  * NOTE:  Allocation of spi_transfer and spi_message memory is entirely
518  * up to the protocol driver, which guarantees the integrity of both (as
519  * well as the data buffers) for as long as the message is queued.
520  */
521
522 /**
523  * struct spi_transfer - a read/write buffer pair
524  * @tx_buf: data to be written (dma-safe memory), or NULL
525  * @rx_buf: data to be read (dma-safe memory), or NULL
526  * @tx_dma: DMA address of tx_buf, if @spi_message.is_dma_mapped
527  * @rx_dma: DMA address of rx_buf, if @spi_message.is_dma_mapped
528  * @tx_nbits: number of bits used for writing. If 0 the default
529  *      (SPI_NBITS_SINGLE) is used.
530  * @rx_nbits: number of bits used for reading. If 0 the default
531  *      (SPI_NBITS_SINGLE) is used.
532  * @len: size of rx and tx buffers (in bytes)
533  * @speed_hz: Select a speed other than the device default for this
534  *      transfer. If 0 the default (from @spi_device) is used.
535  * @bits_per_word: select a bits_per_word other than the device default
536  *      for this transfer. If 0 the default (from @spi_device) is used.
537  * @cs_change: affects chipselect after this transfer completes
538  * @delay_usecs: microseconds to delay after this transfer before
539  *      (optionally) changing the chipselect status, then starting
540  *      the next transfer or completing this @spi_message.
541  * @transfer_list: transfers are sequenced through @spi_message.transfers
542  * @tx_sg: Scatterlist for transmit, currently not for client use
543  * @rx_sg: Scatterlist for receive, currently not for client use
544  *
545  * SPI transfers always write the same number of bytes as they read.
546  * Protocol drivers should always provide @rx_buf and/or @tx_buf.
547  * In some cases, they may also want to provide DMA addresses for
548  * the data being transferred; that may reduce overhead, when the
549  * underlying driver uses dma.
550  *
551  * If the transmit buffer is null, zeroes will be shifted out
552  * while filling @rx_buf.  If the receive buffer is null, the data
553  * shifted in will be discarded.  Only "len" bytes shift out (or in).
554  * It's an error to try to shift out a partial word.  (For example, by
555  * shifting out three bytes with word size of sixteen or twenty bits;
556  * the former uses two bytes per word, the latter uses four bytes.)
557  *
558  * In-memory data values are always in native CPU byte order, translated
559  * from the wire byte order (big-endian except with SPI_LSB_FIRST).  So
560  * for example when bits_per_word is sixteen, buffers are 2N bytes long
561  * (@len = 2N) and hold N sixteen bit words in CPU byte order.
562  *
563  * When the word size of the SPI transfer is not a power-of-two multiple
564  * of eight bits, those in-memory words include extra bits.  In-memory
565  * words are always seen by protocol drivers as right-justified, so the
566  * undefined (rx) or unused (tx) bits are always the most significant bits.
567  *
568  * All SPI transfers start with the relevant chipselect active.  Normally
569  * it stays selected until after the last transfer in a message.  Drivers
570  * can affect the chipselect signal using cs_change.
571  *
572  * (i) If the transfer isn't the last one in the message, this flag is
573  * used to make the chipselect briefly go inactive in the middle of the
574  * message.  Toggling chipselect in this way may be needed to terminate
575  * a chip command, letting a single spi_message perform all of group of
576  * chip transactions together.
577  *
578  * (ii) When the transfer is the last one in the message, the chip may
579  * stay selected until the next transfer.  On multi-device SPI busses
580  * with nothing blocking messages going to other devices, this is just
581  * a performance hint; starting a message to another device deselects
582  * this one.  But in other cases, this can be used to ensure correctness.
583  * Some devices need protocol transactions to be built from a series of
584  * spi_message submissions, where the content of one message is determined
585  * by the results of previous messages and where the whole transaction
586  * ends when the chipselect goes intactive.
587  *
588  * When SPI can transfer in 1x,2x or 4x. It can get this transfer information
589  * from device through @tx_nbits and @rx_nbits. In Bi-direction, these
590  * two should both be set. User can set transfer mode with SPI_NBITS_SINGLE(1x)
591  * SPI_NBITS_DUAL(2x) and SPI_NBITS_QUAD(4x) to support these three transfer.
592  *
593  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
594  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
595  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
596  * insulate against future API updates.  After you submit a message
597  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
598  */
599 struct spi_transfer {
600         /* it's ok if tx_buf == rx_buf (right?)
601          * for MicroWire, one buffer must be null
602          * buffers must work with dma_*map_single() calls, unless
603          *   spi_message.is_dma_mapped reports a pre-existing mapping
604          */
605         const void      *tx_buf;
606         void            *rx_buf;
607         unsigned        len;
608
609         dma_addr_t      tx_dma;
610         dma_addr_t      rx_dma;
611         struct sg_table tx_sg;
612         struct sg_table rx_sg;
613
614         unsigned        cs_change:1;
615         unsigned        tx_nbits:3;
616         unsigned        rx_nbits:3;
617 #define SPI_NBITS_SINGLE        0x01 /* 1bit transfer */
618 #define SPI_NBITS_DUAL          0x02 /* 2bits transfer */
619 #define SPI_NBITS_QUAD          0x04 /* 4bits transfer */
620         u8              bits_per_word;
621         u16             delay_usecs;
622         u32             speed_hz;
623
624         struct list_head transfer_list;
625 };
626
627 /**
628  * struct spi_message - one multi-segment SPI transaction
629  * @transfers: list of transfer segments in this transaction
630  * @spi: SPI device to which the transaction is queued
631  * @is_dma_mapped: if true, the caller provided both dma and cpu virtual
632  *      addresses for each transfer buffer
633  * @complete: called to report transaction completions
634  * @context: the argument to complete() when it's called
635  * @frame_length: the total number of bytes in the message
636  * @actual_length: the total number of bytes that were transferred in all
637  *      successful segments
638  * @status: zero for success, else negative errno
639  * @queue: for use by whichever driver currently owns the message
640  * @state: for use by whichever driver currently owns the message
641  *
642  * A @spi_message is used to execute an atomic sequence of data transfers,
643  * each represented by a struct spi_transfer.  The sequence is "atomic"
644  * in the sense that no other spi_message may use that SPI bus until that
645  * sequence completes.  On some systems, many such sequences can execute as
646  * as single programmed DMA transfer.  On all systems, these messages are
647  * queued, and might complete after transactions to other devices.  Messages
648  * sent to a given spi_device are alway executed in FIFO order.
649  *
650  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
651  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
652  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
653  * insulate against future API updates.  After you submit a message
654  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
655  */
656 struct spi_message {
657         struct list_head        transfers;
658
659         struct spi_device       *spi;
660
661         unsigned                is_dma_mapped:1;
662
663         /* REVISIT:  we might want a flag affecting the behavior of the
664          * last transfer ... allowing things like "read 16 bit length L"
665          * immediately followed by "read L bytes".  Basically imposing
666          * a specific message scheduling algorithm.
667          *
668          * Some controller drivers (message-at-a-time queue processing)
669          * could provide that as their default scheduling algorithm.  But
670          * others (with multi-message pipelines) could need a flag to
671          * tell them about such special cases.
672          */
673
674         /* completion is reported through a callback */
675         void                    (*complete)(void *context);
676         void                    *context;
677         unsigned                frame_length;
678         unsigned                actual_length;
679         int                     status;
680
681         /* for optional use by whatever driver currently owns the
682          * spi_message ...  between calls to spi_async and then later
683          * complete(), that's the spi_master controller driver.
684          */
685         struct list_head        queue;
686         void                    *state;
687 };
688
689 static inline void spi_message_init(struct spi_message *m)
690 {
691         memset(m, 0, sizeof *m);
692         INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
693 }
694
695 static inline void
696 spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m)
697 {
698         list_add_tail(&t->transfer_list, &m->transfers);
699 }
700
701 static inline void
702 spi_transfer_del(struct spi_transfer *t)
703 {
704         list_del(&t->transfer_list);
705 }
706
707 /**
708  * spi_message_init_with_transfers - Initialize spi_message and append transfers
709  * @m: spi_message to be initialized
710  * @xfers: An array of spi transfers
711  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
712  *
713  * This function initializes the given spi_message and adds each spi_transfer in
714  * the given array to the message.
715  */
716 static inline void
717 spi_message_init_with_transfers(struct spi_message *m,
718 struct spi_transfer *xfers, unsigned int num_xfers)
719 {
720         unsigned int i;
721
722         spi_message_init(m);
723         for (i = 0; i < num_xfers; ++i)
724                 spi_message_add_tail(&xfers[i], m);
725 }
726
727 /* It's fine to embed message and transaction structures in other data
728  * structures so long as you don't free them while they're in use.
729  */
730
731 static inline struct spi_message *spi_message_alloc(unsigned ntrans, gfp_t flags)
732 {
733         struct spi_message *m;
734
735         m = kzalloc(sizeof(struct spi_message)
736                         + ntrans * sizeof(struct spi_transfer),
737                         flags);
738         if (m) {
739                 unsigned i;
740                 struct spi_transfer *t = (struct spi_transfer *)(m + 1);
741
742                 INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
743                 for (i = 0; i < ntrans; i++, t++)
744                         spi_message_add_tail(t, m);
745         }
746         return m;
747 }
748
749 static inline void spi_message_free(struct spi_message *m)
750 {
751         kfree(m);
752 }
753
754 extern int spi_setup(struct spi_device *spi);
755 extern int spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
756 extern int spi_async_locked(struct spi_device *spi,
757                             struct spi_message *message);
758
759 /*---------------------------------------------------------------------------*/
760
761 /* All these synchronous SPI transfer routines are utilities layered
762  * over the core async transfer primitive.  Here, "synchronous" means
763  * they will sleep uninterruptibly until the async transfer completes.
764  */
765
766 extern int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
767 extern int spi_sync_locked(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
768 extern int spi_bus_lock(struct spi_master *master);
769 extern int spi_bus_unlock(struct spi_master *master);
770
771 /**
772  * spi_write - SPI synchronous write
773  * @spi: device to which data will be written
774  * @buf: data buffer
775  * @len: data buffer size
776  * Context: can sleep
777  *
778  * This writes the buffer and returns zero or a negative error code.
779  * Callable only from contexts that can sleep.
780  */
781 static inline int
782 spi_write(struct spi_device *spi, const void *buf, size_t len)
783 {
784         struct spi_transfer     t = {
785                         .tx_buf         = buf,
786                         .len            = len,
787                 };
788         struct spi_message      m;
789
790         spi_message_init(&m);
791         spi_message_add_tail(&t, &m);
792         return spi_sync(spi, &m);
793 }
794
795 /**
796  * spi_read - SPI synchronous read
797  * @spi: device from which data will be read
798  * @buf: data buffer
799  * @len: data buffer size
800  * Context: can sleep
801  *
802  * This reads the buffer and returns zero or a negative error code.
803  * Callable only from contexts that can sleep.
804  */
805 static inline int
806 spi_read(struct spi_device *spi, void *buf, size_t len)
807 {
808         struct spi_transfer     t = {
809                         .rx_buf         = buf,
810                         .len            = len,
811                 };
812         struct spi_message      m;
813
814         spi_message_init(&m);
815         spi_message_add_tail(&t, &m);
816         return spi_sync(spi, &m);
817 }
818
819 /**
820  * spi_sync_transfer - synchronous SPI data transfer
821  * @spi: device with which data will be exchanged
822  * @xfers: An array of spi_transfers
823  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
824  * Context: can sleep
825  *
826  * Does a synchronous SPI data transfer of the given spi_transfer array.
827  *
828  * For more specific semantics see spi_sync().
829  *
830  * It returns zero on success, else a negative error code.
831  */
832 static inline int
833 spi_sync_transfer(struct spi_device *spi, struct spi_transfer *xfers,
834         unsigned int num_xfers)
835 {
836         struct spi_message msg;
837
838         spi_message_init_with_transfers(&msg, xfers, num_xfers);
839
840         return spi_sync(spi, &msg);
841 }
842
843 /* this copies txbuf and rxbuf data; for small transfers only! */
844 extern int spi_write_then_read(struct spi_device *spi,
845                 const void *txbuf, unsigned n_tx,
846                 void *rxbuf, unsigned n_rx);
847
848 /**
849  * spi_w8r8 - SPI synchronous 8 bit write followed by 8 bit read
850  * @spi: device with which data will be exchanged
851  * @cmd: command to be written before data is read back
852  * Context: can sleep
853  *
854  * This returns the (unsigned) eight bit number returned by the
855  * device, or else a negative error code.  Callable only from
856  * contexts that can sleep.
857  */
858 static inline ssize_t spi_w8r8(struct spi_device *spi, u8 cmd)
859 {
860         ssize_t                 status;
861         u8                      result;
862
863         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 1);
864
865         /* return negative errno or unsigned value */
866         return (status < 0) ? status : result;
867 }
868
869 /**
870  * spi_w8r16 - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit read
871  * @spi: device with which data will be exchanged
872  * @cmd: command to be written before data is read back
873  * Context: can sleep
874  *
875  * This returns the (unsigned) sixteen bit number returned by the
876  * device, or else a negative error code.  Callable only from
877  * contexts that can sleep.
878  *
879  * The number is returned in wire-order, which is at least sometimes
880  * big-endian.
881  */
882 static inline ssize_t spi_w8r16(struct spi_device *spi, u8 cmd)
883 {
884         ssize_t                 status;
885         u16                     result;
886
887         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 2);
888
889         /* return negative errno or unsigned value */
890         return (status < 0) ? status : result;
891 }
892
893 /**
894  * spi_w8r16be - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit big-endian read
895  * @spi: device with which data will be exchanged
896  * @cmd: command to be written before data is read back
897  * Context: can sleep
898  *
899  * This returns the (unsigned) sixteen bit number returned by the device in cpu
900  * endianness, or else a negative error code. Callable only from contexts that
901  * can sleep.
902  *
903  * This function is similar to spi_w8r16, with the exception that it will
904  * convert the read 16 bit data word from big-endian to native endianness.
905  *
906  */
907 static inline ssize_t spi_w8r16be(struct spi_device *spi, u8 cmd)
908
909 {
910         ssize_t status;
911         __be16 result;
912
913         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 2);
914         if (status < 0)
915                 return status;
916
917         return be16_to_cpu(result);
918 }
919
920 /*---------------------------------------------------------------------------*/
921
922 /*
923  * INTERFACE between board init code and SPI infrastructure.
924  *
925  * No SPI driver ever sees these SPI device table segments, but
926  * it's how the SPI core (or adapters that get hotplugged) grows
927  * the driver model tree.
928  *
929  * As a rule, SPI devices can't be probed.  Instead, board init code
930  * provides a table listing the devices which are present, with enough
931  * information to bind and set up the device's driver.  There's basic
932  * support for nonstatic configurations too; enough to handle adding
933  * parport adapters, or microcontrollers acting as USB-to-SPI bridges.
934  */
935
936 /**
937  * struct spi_board_info - board-specific template for a SPI device
938  * @modalias: Initializes spi_device.modalias; identifies the driver.
939  * @platform_data: Initializes spi_device.platform_data; the particular
940  *      data stored there is driver-specific.
941  * @controller_data: Initializes spi_device.controller_data; some
942  *      controllers need hints about hardware setup, e.g. for DMA.
943  * @irq: Initializes spi_device.irq; depends on how the board is wired.
944  * @max_speed_hz: Initializes spi_device.max_speed_hz; based on limits
945  *      from the chip datasheet and board-specific signal quality issues.
946  * @bus_num: Identifies which spi_master parents the spi_device; unused
947  *      by spi_new_device(), and otherwise depends on board wiring.
948  * @chip_select: Initializes spi_device.chip_select; depends on how
949  *      the board is wired.
950  * @mode: Initializes spi_device.mode; based on the chip datasheet, board
951  *      wiring (some devices support both 3WIRE and standard modes), and
952  *      possibly presence of an inverter in the chipselect path.
953  *
954  * When adding new SPI devices to the device tree, these structures serve
955  * as a partial device template.  They hold information which can't always
956  * be determined by drivers.  Information that probe() can establish (such
957  * as the default transfer wordsize) is not included here.
958  *
959  * These structures are used in two places.  Their primary role is to
960  * be stored in tables of board-specific device descriptors, which are
961  * declared early in board initialization and then used (much later) to
962  * populate a controller's device tree after the that controller's driver
963  * initializes.  A secondary (and atypical) role is as a parameter to
964  * spi_new_device() call, which happens after those controller drivers
965  * are active in some dynamic board configuration models.
966  */
967 struct spi_board_info {
968         /* the device name and module name are coupled, like platform_bus;
969          * "modalias" is normally the driver name.
970          *
971          * platform_data goes to spi_device.dev.platform_data,
972          * controller_data goes to spi_device.controller_data,
973          * irq is copied too
974          */
975         char            modalias[SPI_NAME_SIZE];
976         const void      *platform_data;
977         void            *controller_data;
978         int             irq;
979
980         /* slower signaling on noisy or low voltage boards */
981         u32             max_speed_hz;
982
983
984         /* bus_num is board specific and matches the bus_num of some
985          * spi_master that will probably be registered later.
986          *
987          * chip_select reflects how this chip is wired to that master;
988          * it's less than num_chipselect.
989          */
990         u16             bus_num;
991         u16             chip_select;
992
993         /* mode becomes spi_device.mode, and is essential for chips
994          * where the default of SPI_CS_HIGH = 0 is wrong.
995          */
996         u16             mode;
997
998         /* ... may need additional spi_device chip config data here.
999          * avoid stuff protocol drivers can set; but include stuff
1000          * needed to behave without being bound to a driver:
1001          *  - quirks like clock rate mattering when not selected
1002          */
1003 };
1004
1005 #ifdef  CONFIG_SPI
1006 extern int
1007 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n);
1008 #else
1009 /* board init code may ignore whether SPI is configured or not */
1010 static inline int
1011 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n)
1012         { return 0; }
1013 #endif
1014
1015
1016 /* If you're hotplugging an adapter with devices (parport, usb, etc)
1017  * use spi_new_device() to describe each device.  You can also call
1018  * spi_unregister_device() to start making that device vanish, but
1019  * normally that would be handled by spi_unregister_master().
1020  *
1021  * You can also use spi_alloc_device() and spi_add_device() to use a two
1022  * stage registration sequence for each spi_device.  This gives the caller
1023  * some more control over the spi_device structure before it is registered,
1024  * but requires that caller to initialize fields that would otherwise
1025  * be defined using the board info.
1026  */
1027 extern struct spi_device *
1028 spi_alloc_device(struct spi_master *master);
1029
1030 extern int
1031 spi_add_device(struct spi_device *spi);
1032
1033 extern struct spi_device *
1034 spi_new_device(struct spi_master *, struct spi_board_info *);
1035
1036 static inline void
1037 spi_unregister_device(struct spi_device *spi)
1038 {
1039         if (spi)
1040                 device_unregister(&spi->dev);
1041 }
1042
1043 extern const struct spi_device_id *
1044 spi_get_device_id(const struct spi_device *sdev);
1045
1046 static inline bool
1047 spi_transfer_is_last(struct spi_master *master, struct spi_transfer *xfer)
1048 {
1049         return list_is_last(&xfer->transfer_list, &master->cur_msg->transfers);
1050 }
1051
1052 #endif /* __LINUX_SPI_H */