Merge remote-tracking branch 'spi/topic/dma' into spi-next
[cascardo/linux.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  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
17  */
18
19 #ifndef __LINUX_SPI_H
20 #define __LINUX_SPI_H
21
22 #include <linux/device.h>
23 #include <linux/mod_devicetable.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/kthread.h>
26 #include <linux/completion.h>
27 #include <linux/scatterlist.h>
28
29 struct dma_chan;
30
31 /*
32  * INTERFACES between SPI master-side drivers and SPI infrastructure.
33  * (There's no SPI slave support for Linux yet...)
34  */
35 extern struct bus_type spi_bus_type;
36
37 /**
38  * struct spi_device - Master side proxy for an SPI slave device
39  * @dev: Driver model representation of the device.
40  * @master: SPI controller used with the device.
41  * @max_speed_hz: Maximum clock rate to be used with this chip
42  *      (on this board); may be changed by the device's driver.
43  *      The spi_transfer.speed_hz can override this for each transfer.
44  * @chip_select: Chipselect, distinguishing chips handled by @master.
45  * @mode: The spi mode defines how data is clocked out and in.
46  *      This may be changed by the device's driver.
47  *      The "active low" default for chipselect mode can be overridden
48  *      (by specifying SPI_CS_HIGH) as can the "MSB first" default for
49  *      each word in a transfer (by specifying SPI_LSB_FIRST).
50  * @bits_per_word: Data transfers involve one or more words; word sizes
51  *      like eight or 12 bits are common.  In-memory wordsizes are
52  *      powers of two bytes (e.g. 20 bit samples use 32 bits).
53  *      This may be changed by the device's driver, or left at the
54  *      default (0) indicating protocol words are eight bit bytes.
55  *      The spi_transfer.bits_per_word can override this for each transfer.
56  * @irq: Negative, or the number passed to request_irq() to receive
57  *      interrupts from this device.
58  * @controller_state: Controller's runtime state
59  * @controller_data: Board-specific definitions for controller, such as
60  *      FIFO initialization parameters; from board_info.controller_data
61  * @modalias: Name of the driver to use with this device, or an alias
62  *      for that name.  This appears in the sysfs "modalias" attribute
63  *      for driver coldplugging, and in uevents used for hotplugging
64  * @cs_gpio: gpio number of the chipselect line (optional, -ENOENT when
65  *      when not using a GPIO line)
66  *
67  * A @spi_device is used to interchange data between an SPI slave
68  * (usually a discrete chip) and CPU memory.
69  *
70  * In @dev, the platform_data is used to hold information about this
71  * device that's meaningful to the device's protocol driver, but not
72  * to its controller.  One example might be an identifier for a chip
73  * variant with slightly different functionality; another might be
74  * information about how this particular board wires the chip's pins.
75  */
76 struct spi_device {
77         struct device           dev;
78         struct spi_master       *master;
79         u32                     max_speed_hz;
80         u8                      chip_select;
81         u8                      bits_per_word;
82         u16                     mode;
83 #define SPI_CPHA        0x01                    /* clock phase */
84 #define SPI_CPOL        0x02                    /* clock polarity */
85 #define SPI_MODE_0      (0|0)                   /* (original MicroWire) */
86 #define SPI_MODE_1      (0|SPI_CPHA)
87 #define SPI_MODE_2      (SPI_CPOL|0)
88 #define SPI_MODE_3      (SPI_CPOL|SPI_CPHA)
89 #define SPI_CS_HIGH     0x04                    /* chipselect active high? */
90 #define SPI_LSB_FIRST   0x08                    /* per-word bits-on-wire */
91 #define SPI_3WIRE       0x10                    /* SI/SO signals shared */
92 #define SPI_LOOP        0x20                    /* loopback mode */
93 #define SPI_NO_CS       0x40                    /* 1 dev/bus, no chipselect */
94 #define SPI_READY       0x80                    /* slave pulls low to pause */
95 #define SPI_TX_DUAL     0x100                   /* transmit with 2 wires */
96 #define SPI_TX_QUAD     0x200                   /* transmit with 4 wires */
97 #define SPI_RX_DUAL     0x400                   /* receive with 2 wires */
98 #define SPI_RX_QUAD     0x800                   /* receive with 4 wires */
99         int                     irq;
100         void                    *controller_state;
101         void                    *controller_data;
102         char                    modalias[SPI_NAME_SIZE];
103         int                     cs_gpio;        /* chip select gpio */
104
105         /*
106          * likely need more hooks for more protocol options affecting how
107          * the controller talks to each chip, like:
108          *  - memory packing (12 bit samples into low bits, others zeroed)
109          *  - priority
110          *  - drop chipselect after each word
111          *  - chipselect delays
112          *  - ...
113          */
114 };
115
116 static inline struct spi_device *to_spi_device(struct device *dev)
117 {
118         return dev ? container_of(dev, struct spi_device, dev) : NULL;
119 }
120
121 /* most drivers won't need to care about device refcounting */
122 static inline struct spi_device *spi_dev_get(struct spi_device *spi)
123 {
124         return (spi && get_device(&spi->dev)) ? spi : NULL;
125 }
126
127 static inline void spi_dev_put(struct spi_device *spi)
128 {
129         if (spi)
130                 put_device(&spi->dev);
131 }
132
133 /* ctldata is for the bus_master driver's runtime state */
134 static inline void *spi_get_ctldata(struct spi_device *spi)
135 {
136         return spi->controller_state;
137 }
138
139 static inline void spi_set_ctldata(struct spi_device *spi, void *state)
140 {
141         spi->controller_state = state;
142 }
143
144 /* device driver data */
145
146 static inline void spi_set_drvdata(struct spi_device *spi, void *data)
147 {
148         dev_set_drvdata(&spi->dev, data);
149 }
150
151 static inline void *spi_get_drvdata(struct spi_device *spi)
152 {
153         return dev_get_drvdata(&spi->dev);
154 }
155
156 struct spi_message;
157 struct spi_transfer;
158
159 /**
160  * struct spi_driver - Host side "protocol" driver
161  * @id_table: List of SPI devices supported by this driver
162  * @probe: Binds this driver to the spi device.  Drivers can verify
163  *      that the device is actually present, and may need to configure
164  *      characteristics (such as bits_per_word) which weren't needed for
165  *      the initial configuration done during system setup.
166  * @remove: Unbinds this driver from the spi device
167  * @shutdown: Standard shutdown callback used during system state
168  *      transitions such as powerdown/halt and kexec
169  * @suspend: Standard suspend callback used during system state transitions
170  * @resume: Standard resume callback used during system state transitions
171  * @driver: SPI device drivers should initialize the name and owner
172  *      field of this structure.
173  *
174  * This represents the kind of device driver that uses SPI messages to
175  * interact with the hardware at the other end of a SPI link.  It's called
176  * a "protocol" driver because it works through messages rather than talking
177  * directly to SPI hardware (which is what the underlying SPI controller
178  * driver does to pass those messages).  These protocols are defined in the
179  * specification for the device(s) supported by the driver.
180  *
181  * As a rule, those device protocols represent the lowest level interface
182  * supported by a driver, and it will support upper level interfaces too.
183  * Examples of such upper levels include frameworks like MTD, networking,
184  * MMC, RTC, filesystem character device nodes, and hardware monitoring.
185  */
186 struct spi_driver {
187         const struct spi_device_id *id_table;
188         int                     (*probe)(struct spi_device *spi);
189         int                     (*remove)(struct spi_device *spi);
190         void                    (*shutdown)(struct spi_device *spi);
191         int                     (*suspend)(struct spi_device *spi, pm_message_t mesg);
192         int                     (*resume)(struct spi_device *spi);
193         struct device_driver    driver;
194 };
195
196 static inline struct spi_driver *to_spi_driver(struct device_driver *drv)
197 {
198         return drv ? container_of(drv, struct spi_driver, driver) : NULL;
199 }
200
201 extern int spi_register_driver(struct spi_driver *sdrv);
202
203 /**
204  * spi_unregister_driver - reverse effect of spi_register_driver
205  * @sdrv: the driver to unregister
206  * Context: can sleep
207  */
208 static inline void spi_unregister_driver(struct spi_driver *sdrv)
209 {
210         if (sdrv)
211                 driver_unregister(&sdrv->driver);
212 }
213
214 /**
215  * module_spi_driver() - Helper macro for registering a SPI driver
216  * @__spi_driver: spi_driver struct
217  *
218  * Helper macro for SPI drivers which do not do anything special in module
219  * init/exit. This eliminates a lot of boilerplate. Each module may only
220  * use this macro once, and calling it replaces module_init() and module_exit()
221  */
222 #define module_spi_driver(__spi_driver) \
223         module_driver(__spi_driver, spi_register_driver, \
224                         spi_unregister_driver)
225
226 /**
227  * struct spi_master - interface to SPI master controller
228  * @dev: device interface to this driver
229  * @list: link with the global spi_master list
230  * @bus_num: board-specific (and often SOC-specific) identifier for a
231  *      given SPI controller.
232  * @num_chipselect: chipselects are used to distinguish individual
233  *      SPI slaves, and are numbered from zero to num_chipselects.
234  *      each slave has a chipselect signal, but it's common that not
235  *      every chipselect is connected to a slave.
236  * @dma_alignment: SPI controller constraint on DMA buffers alignment.
237  * @mode_bits: flags understood by this controller driver
238  * @bits_per_word_mask: A mask indicating which values of bits_per_word are
239  *      supported by the driver. Bit n indicates that a bits_per_word n+1 is
240  *      suported. If set, the SPI core will reject any transfer with an
241  *      unsupported bits_per_word. If not set, this value is simply ignored,
242  *      and it's up to the individual driver to perform any validation.
243  * @min_speed_hz: Lowest supported transfer speed
244  * @max_speed_hz: Highest supported transfer speed
245  * @flags: other constraints relevant to this driver
246  * @bus_lock_spinlock: spinlock for SPI bus locking
247  * @bus_lock_mutex: mutex for SPI bus locking
248  * @bus_lock_flag: indicates that the SPI bus is locked for exclusive use
249  * @setup: updates the device mode and clocking records used by a
250  *      device's SPI controller; protocol code may call this.  This
251  *      must fail if an unrecognized or unsupported mode is requested.
252  *      It's always safe to call this unless transfers are pending on
253  *      the device whose settings are being modified.
254  * @transfer: adds a message to the controller's transfer queue.
255  * @cleanup: frees controller-specific state
256  * @queued: whether this master is providing an internal message queue
257  * @kworker: thread struct for message pump
258  * @kworker_task: pointer to task for message pump kworker thread
259  * @pump_messages: work struct for scheduling work to the message pump
260  * @queue_lock: spinlock to syncronise access to message queue
261  * @queue: message queue
262  * @cur_msg: the currently in-flight message
263  * @cur_msg_prepared: spi_prepare_message was called for the currently
264  *                    in-flight message
265  * @xfer_completion: used by core tranfer_one_message()
266  * @busy: message pump is busy
267  * @running: message pump is running
268  * @rt: whether this queue is set to run as a realtime task
269  * @auto_runtime_pm: the core should ensure a runtime PM reference is held
270  *                   while the hardware is prepared, using the parent
271  *                   device for the spidev
272  * @max_dma_len: Maximum length of a DMA transfer for the device.
273  * @prepare_transfer_hardware: a message will soon arrive from the queue
274  *      so the subsystem requests the driver to prepare the transfer hardware
275  *      by issuing this call
276  * @transfer_one_message: the subsystem calls the driver to transfer a single
277  *      message while queuing transfers that arrive in the meantime. When the
278  *      driver is finished with this message, it must call
279  *      spi_finalize_current_message() so the subsystem can issue the next
280  *      message
281  * @unprepare_transfer_hardware: there are currently no more messages on the
282  *      queue so the subsystem notifies the driver that it may relax the
283  *      hardware by issuing this call
284  * @set_cs: set the logic level of the chip select line.  May be called
285  *          from interrupt context.
286  * @prepare_message: set up the controller to transfer a single message,
287  *                   for example doing DMA mapping.  Called from threaded
288  *                   context.
289  * @transfer_one: transfer a single spi_transfer.
290  *                  - return 0 if the transfer is finished,
291  *                  - return 1 if the transfer is still in progress. When
292  *                    the driver is finished with this transfer it must
293  *                    call spi_finalize_current_transfer() so the subsystem
294  *                    can issue the next transfer. Note: transfer_one and
295  *                    transfer_one_message are mutually exclusive; when both
296  *                    are set, the generic subsystem does not call your
297  *                    transfer_one callback.
298  * @unprepare_message: undo any work done by prepare_message().
299  * @cs_gpios: Array of GPIOs to use as chip select lines; one per CS
300  *      number. Any individual value may be -ENOENT for CS lines that
301  *      are not GPIOs (driven by the SPI controller itself).
302  *
303  * Each SPI master controller can communicate with one or more @spi_device
304  * children.  These make a small bus, sharing MOSI, MISO and SCK signals
305  * but not chip select signals.  Each device may be configured to use a
306  * different clock rate, since those shared signals are ignored unless
307  * the chip is selected.
308  *
309  * The driver for an SPI controller manages access to those devices through
310  * a queue of spi_message transactions, copying data between CPU memory and
311  * an SPI slave device.  For each such message it queues, it calls the
312  * message's completion function when the transaction completes.
313  */
314 struct spi_master {
315         struct device   dev;
316
317         struct list_head list;
318
319         /* other than negative (== assign one dynamically), bus_num is fully
320          * board-specific.  usually that simplifies to being SOC-specific.
321          * example:  one SOC has three SPI controllers, numbered 0..2,
322          * and one board's schematics might show it using SPI-2.  software
323          * would normally use bus_num=2 for that controller.
324          */
325         s16                     bus_num;
326
327         /* chipselects will be integral to many controllers; some others
328          * might use board-specific GPIOs.
329          */
330         u16                     num_chipselect;
331
332         /* some SPI controllers pose alignment requirements on DMAable
333          * buffers; let protocol drivers know about these requirements.
334          */
335         u16                     dma_alignment;
336
337         /* spi_device.mode flags understood by this controller driver */
338         u16                     mode_bits;
339
340         /* bitmask of supported bits_per_word for transfers */
341         u32                     bits_per_word_mask;
342 #define SPI_BPW_MASK(bits) BIT((bits) - 1)
343 #define SPI_BIT_MASK(bits) (((bits) == 32) ? ~0U : (BIT(bits) - 1))
344 #define SPI_BPW_RANGE_MASK(min, max) (SPI_BIT_MASK(max) - SPI_BIT_MASK(min - 1))
345
346         /* limits on transfer speed */
347         u32                     min_speed_hz;
348         u32                     max_speed_hz;
349
350         /* other constraints relevant to this driver */
351         u16                     flags;
352 #define SPI_MASTER_HALF_DUPLEX  BIT(0)          /* can't do full duplex */
353 #define SPI_MASTER_NO_RX        BIT(1)          /* can't do buffer read */
354 #define SPI_MASTER_NO_TX        BIT(2)          /* can't do buffer write */
355 #define SPI_MASTER_MUST_RX      BIT(3)          /* requires rx */
356 #define SPI_MASTER_MUST_TX      BIT(4)          /* requires tx */
357
358         /* lock and mutex for SPI bus locking */
359         spinlock_t              bus_lock_spinlock;
360         struct mutex            bus_lock_mutex;
361
362         /* flag indicating that the SPI bus is locked for exclusive use */
363         bool                    bus_lock_flag;
364
365         /* Setup mode and clock, etc (spi driver may call many times).
366          *
367          * IMPORTANT:  this may be called when transfers to another
368          * device are active.  DO NOT UPDATE SHARED REGISTERS in ways
369          * which could break those transfers.
370          */
371         int                     (*setup)(struct spi_device *spi);
372
373         /* bidirectional bulk transfers
374          *
375          * + The transfer() method may not sleep; its main role is
376          *   just to add the message to the queue.
377          * + For now there's no remove-from-queue operation, or
378          *   any other request management
379          * + To a given spi_device, message queueing is pure fifo
380          *
381          * + The master's main job is to process its message queue,
382          *   selecting a chip then transferring data
383          * + If there are multiple spi_device children, the i/o queue
384          *   arbitration algorithm is unspecified (round robin, fifo,
385          *   priority, reservations, preemption, etc)
386          *
387          * + Chipselect stays active during the entire message
388          *   (unless modified by spi_transfer.cs_change != 0).
389          * + The message transfers use clock and SPI mode parameters
390          *   previously established by setup() for this device
391          */
392         int                     (*transfer)(struct spi_device *spi,
393                                                 struct spi_message *mesg);
394
395         /* called on release() to free memory provided by spi_master */
396         void                    (*cleanup)(struct spi_device *spi);
397
398         /*
399          * Used to enable core support for DMA handling, if can_dma()
400          * exists and returns true then the transfer will be mapped
401          * prior to transfer_one() being called.  The driver should
402          * not modify or store xfer and dma_tx and dma_rx must be set
403          * while the device is prepared.
404          */
405         bool                    (*can_dma)(struct spi_master *master,
406                                            struct spi_device *spi,
407                                            struct spi_transfer *xfer);
408
409         /*
410          * These hooks are for drivers that want to use the generic
411          * master transfer queueing mechanism. If these are used, the
412          * transfer() function above must NOT be specified by the driver.
413          * Over time we expect SPI drivers to be phased over to this API.
414          */
415         bool                            queued;
416         struct kthread_worker           kworker;
417         struct task_struct              *kworker_task;
418         struct kthread_work             pump_messages;
419         spinlock_t                      queue_lock;
420         struct list_head                queue;
421         struct spi_message              *cur_msg;
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 writting. 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 tranfer 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  * @actual_length: the total number of bytes that were transferred in all
636  *      successful segments
637  * @status: zero for success, else negative errno
638  * @queue: for use by whichever driver currently owns the message
639  * @state: for use by whichever driver currently owns the message
640  *
641  * A @spi_message is used to execute an atomic sequence of data transfers,
642  * each represented by a struct spi_transfer.  The sequence is "atomic"
643  * in the sense that no other spi_message may use that SPI bus until that
644  * sequence completes.  On some systems, many such sequences can execute as
645  * as single programmed DMA transfer.  On all systems, these messages are
646  * queued, and might complete after transactions to other devices.  Messages
647  * sent to a given spi_device are alway executed in FIFO order.
648  *
649  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
650  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
651  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
652  * insulate against future API updates.  After you submit a message
653  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
654  */
655 struct spi_message {
656         struct list_head        transfers;
657
658         struct spi_device       *spi;
659
660         unsigned                is_dma_mapped:1;
661
662         /* REVISIT:  we might want a flag affecting the behavior of the
663          * last transfer ... allowing things like "read 16 bit length L"
664          * immediately followed by "read L bytes".  Basically imposing
665          * a specific message scheduling algorithm.
666          *
667          * Some controller drivers (message-at-a-time queue processing)
668          * could provide that as their default scheduling algorithm.  But
669          * others (with multi-message pipelines) could need a flag to
670          * tell them about such special cases.
671          */
672
673         /* completion is reported through a callback */
674         void                    (*complete)(void *context);
675         void                    *context;
676         unsigned                frame_length;
677         unsigned                actual_length;
678         int                     status;
679
680         /* for optional use by whatever driver currently owns the
681          * spi_message ...  between calls to spi_async and then later
682          * complete(), that's the spi_master controller driver.
683          */
684         struct list_head        queue;
685         void                    *state;
686 };
687
688 static inline void spi_message_init(struct spi_message *m)
689 {
690         memset(m, 0, sizeof *m);
691         INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
692 }
693
694 static inline void
695 spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m)
696 {
697         list_add_tail(&t->transfer_list, &m->transfers);
698 }
699
700 static inline void
701 spi_transfer_del(struct spi_transfer *t)
702 {
703         list_del(&t->transfer_list);
704 }
705
706 /**
707  * spi_message_init_with_transfers - Initialize spi_message and append transfers
708  * @m: spi_message to be initialized
709  * @xfers: An array of spi transfers
710  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
711  *
712  * This function initializes the given spi_message and adds each spi_transfer in
713  * the given array to the message.
714  */
715 static inline void
716 spi_message_init_with_transfers(struct spi_message *m,
717 struct spi_transfer *xfers, unsigned int num_xfers)
718 {
719         unsigned int i;
720
721         spi_message_init(m);
722         for (i = 0; i < num_xfers; ++i)
723                 spi_message_add_tail(&xfers[i], m);
724 }
725
726 /* It's fine to embed message and transaction structures in other data
727  * structures so long as you don't free them while they're in use.
728  */
729
730 static inline struct spi_message *spi_message_alloc(unsigned ntrans, gfp_t flags)
731 {
732         struct spi_message *m;
733
734         m = kzalloc(sizeof(struct spi_message)
735                         + ntrans * sizeof(struct spi_transfer),
736                         flags);
737         if (m) {
738                 unsigned i;
739                 struct spi_transfer *t = (struct spi_transfer *)(m + 1);
740
741                 INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
742                 for (i = 0; i < ntrans; i++, t++)
743                         spi_message_add_tail(t, m);
744         }
745         return m;
746 }
747
748 static inline void spi_message_free(struct spi_message *m)
749 {
750         kfree(m);
751 }
752
753 extern int spi_setup(struct spi_device *spi);
754 extern int spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
755 extern int spi_async_locked(struct spi_device *spi,
756                             struct spi_message *message);
757
758 /*---------------------------------------------------------------------------*/
759
760 /* All these synchronous SPI transfer routines are utilities layered
761  * over the core async transfer primitive.  Here, "synchronous" means
762  * they will sleep uninterruptibly until the async transfer completes.
763  */
764
765 extern int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
766 extern int spi_sync_locked(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
767 extern int spi_bus_lock(struct spi_master *master);
768 extern int spi_bus_unlock(struct spi_master *master);
769
770 /**
771  * spi_write - SPI synchronous write
772  * @spi: device to which data will be written
773  * @buf: data buffer
774  * @len: data buffer size
775  * Context: can sleep
776  *
777  * This writes the buffer and returns zero or a negative error code.
778  * Callable only from contexts that can sleep.
779  */
780 static inline int
781 spi_write(struct spi_device *spi, const void *buf, size_t len)
782 {
783         struct spi_transfer     t = {
784                         .tx_buf         = buf,
785                         .len            = len,
786                 };
787         struct spi_message      m;
788
789         spi_message_init(&m);
790         spi_message_add_tail(&t, &m);
791         return spi_sync(spi, &m);
792 }
793
794 /**
795  * spi_read - SPI synchronous read
796  * @spi: device from which data will be read
797  * @buf: data buffer
798  * @len: data buffer size
799  * Context: can sleep
800  *
801  * This reads the buffer and returns zero or a negative error code.
802  * Callable only from contexts that can sleep.
803  */
804 static inline int
805 spi_read(struct spi_device *spi, void *buf, size_t len)
806 {
807         struct spi_transfer     t = {
808                         .rx_buf         = buf,
809                         .len            = len,
810                 };
811         struct spi_message      m;
812
813         spi_message_init(&m);
814         spi_message_add_tail(&t, &m);
815         return spi_sync(spi, &m);
816 }
817
818 /**
819  * spi_sync_transfer - synchronous SPI data transfer
820  * @spi: device with which data will be exchanged
821  * @xfers: An array of spi_transfers
822  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
823  * Context: can sleep
824  *
825  * Does a synchronous SPI data transfer of the given spi_transfer array.
826  *
827  * For more specific semantics see spi_sync().
828  *
829  * It returns zero on success, else a negative error code.
830  */
831 static inline int
832 spi_sync_transfer(struct spi_device *spi, struct spi_transfer *xfers,
833         unsigned int num_xfers)
834 {
835         struct spi_message msg;
836
837         spi_message_init_with_transfers(&msg, xfers, num_xfers);
838
839         return spi_sync(spi, &msg);
840 }
841
842 /* this copies txbuf and rxbuf data; for small transfers only! */
843 extern int spi_write_then_read(struct spi_device *spi,
844                 const void *txbuf, unsigned n_tx,
845                 void *rxbuf, unsigned n_rx);
846
847 /**
848  * spi_w8r8 - SPI synchronous 8 bit write followed by 8 bit read
849  * @spi: device with which data will be exchanged
850  * @cmd: command to be written before data is read back
851  * Context: can sleep
852  *
853  * This returns the (unsigned) eight bit number returned by the
854  * device, or else a negative error code.  Callable only from
855  * contexts that can sleep.
856  */
857 static inline ssize_t spi_w8r8(struct spi_device *spi, u8 cmd)
858 {
859         ssize_t                 status;
860         u8                      result;
861
862         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 1);
863
864         /* return negative errno or unsigned value */
865         return (status < 0) ? status : result;
866 }
867
868 /**
869  * spi_w8r16 - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit read
870  * @spi: device with which data will be exchanged
871  * @cmd: command to be written before data is read back
872  * Context: can sleep
873  *
874  * This returns the (unsigned) sixteen bit number returned by the
875  * device, or else a negative error code.  Callable only from
876  * contexts that can sleep.
877  *
878  * The number is returned in wire-order, which is at least sometimes
879  * big-endian.
880  */
881 static inline ssize_t spi_w8r16(struct spi_device *spi, u8 cmd)
882 {
883         ssize_t                 status;
884         u16                     result;
885
886         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 2);
887
888         /* return negative errno or unsigned value */
889         return (status < 0) ? status : result;
890 }
891
892 /**
893  * spi_w8r16be - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit big-endian read
894  * @spi: device with which data will be exchanged
895  * @cmd: command to be written before data is read back
896  * Context: can sleep
897  *
898  * This returns the (unsigned) sixteen bit number returned by the device in cpu
899  * endianness, or else a negative error code. Callable only from contexts that
900  * can sleep.
901  *
902  * This function is similar to spi_w8r16, with the exception that it will
903  * convert the read 16 bit data word from big-endian to native endianness.
904  *
905  */
906 static inline ssize_t spi_w8r16be(struct spi_device *spi, u8 cmd)
907
908 {
909         ssize_t status;
910         __be16 result;
911
912         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 2);
913         if (status < 0)
914                 return status;
915
916         return be16_to_cpu(result);
917 }
918
919 /*---------------------------------------------------------------------------*/
920
921 /*
922  * INTERFACE between board init code and SPI infrastructure.
923  *
924  * No SPI driver ever sees these SPI device table segments, but
925  * it's how the SPI core (or adapters that get hotplugged) grows
926  * the driver model tree.
927  *
928  * As a rule, SPI devices can't be probed.  Instead, board init code
929  * provides a table listing the devices which are present, with enough
930  * information to bind and set up the device's driver.  There's basic
931  * support for nonstatic configurations too; enough to handle adding
932  * parport adapters, or microcontrollers acting as USB-to-SPI bridges.
933  */
934
935 /**
936  * struct spi_board_info - board-specific template for a SPI device
937  * @modalias: Initializes spi_device.modalias; identifies the driver.
938  * @platform_data: Initializes spi_device.platform_data; the particular
939  *      data stored there is driver-specific.
940  * @controller_data: Initializes spi_device.controller_data; some
941  *      controllers need hints about hardware setup, e.g. for DMA.
942  * @irq: Initializes spi_device.irq; depends on how the board is wired.
943  * @max_speed_hz: Initializes spi_device.max_speed_hz; based on limits
944  *      from the chip datasheet and board-specific signal quality issues.
945  * @bus_num: Identifies which spi_master parents the spi_device; unused
946  *      by spi_new_device(), and otherwise depends on board wiring.
947  * @chip_select: Initializes spi_device.chip_select; depends on how
948  *      the board is wired.
949  * @mode: Initializes spi_device.mode; based on the chip datasheet, board
950  *      wiring (some devices support both 3WIRE and standard modes), and
951  *      possibly presence of an inverter in the chipselect path.
952  *
953  * When adding new SPI devices to the device tree, these structures serve
954  * as a partial device template.  They hold information which can't always
955  * be determined by drivers.  Information that probe() can establish (such
956  * as the default transfer wordsize) is not included here.
957  *
958  * These structures are used in two places.  Their primary role is to
959  * be stored in tables of board-specific device descriptors, which are
960  * declared early in board initialization and then used (much later) to
961  * populate a controller's device tree after the that controller's driver
962  * initializes.  A secondary (and atypical) role is as a parameter to
963  * spi_new_device() call, which happens after those controller drivers
964  * are active in some dynamic board configuration models.
965  */
966 struct spi_board_info {
967         /* the device name and module name are coupled, like platform_bus;
968          * "modalias" is normally the driver name.
969          *
970          * platform_data goes to spi_device.dev.platform_data,
971          * controller_data goes to spi_device.controller_data,
972          * irq is copied too
973          */
974         char            modalias[SPI_NAME_SIZE];
975         const void      *platform_data;
976         void            *controller_data;
977         int             irq;
978
979         /* slower signaling on noisy or low voltage boards */
980         u32             max_speed_hz;
981
982
983         /* bus_num is board specific and matches the bus_num of some
984          * spi_master that will probably be registered later.
985          *
986          * chip_select reflects how this chip is wired to that master;
987          * it's less than num_chipselect.
988          */
989         u16             bus_num;
990         u16             chip_select;
991
992         /* mode becomes spi_device.mode, and is essential for chips
993          * where the default of SPI_CS_HIGH = 0 is wrong.
994          */
995         u16             mode;
996
997         /* ... may need additional spi_device chip config data here.
998          * avoid stuff protocol drivers can set; but include stuff
999          * needed to behave without being bound to a driver:
1000          *  - quirks like clock rate mattering when not selected
1001          */
1002 };
1003
1004 #ifdef  CONFIG_SPI
1005 extern int
1006 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n);
1007 #else
1008 /* board init code may ignore whether SPI is configured or not */
1009 static inline int
1010 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n)
1011         { return 0; }
1012 #endif
1013
1014
1015 /* If you're hotplugging an adapter with devices (parport, usb, etc)
1016  * use spi_new_device() to describe each device.  You can also call
1017  * spi_unregister_device() to start making that device vanish, but
1018  * normally that would be handled by spi_unregister_master().
1019  *
1020  * You can also use spi_alloc_device() and spi_add_device() to use a two
1021  * stage registration sequence for each spi_device.  This gives the caller
1022  * some more control over the spi_device structure before it is registered,
1023  * but requires that caller to initialize fields that would otherwise
1024  * be defined using the board info.
1025  */
1026 extern struct spi_device *
1027 spi_alloc_device(struct spi_master *master);
1028
1029 extern int
1030 spi_add_device(struct spi_device *spi);
1031
1032 extern struct spi_device *
1033 spi_new_device(struct spi_master *, struct spi_board_info *);
1034
1035 static inline void
1036 spi_unregister_device(struct spi_device *spi)
1037 {
1038         if (spi)
1039                 device_unregister(&spi->dev);
1040 }
1041
1042 extern const struct spi_device_id *
1043 spi_get_device_id(const struct spi_device *sdev);
1044
1045 #endif /* __LINUX_SPI_H */