spi: Provide per-message prepare and unprepare operations
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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
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         u16                     mode;
78 #define SPI_CPHA        0x01                    /* clock phase */
79 #define SPI_CPOL        0x02                    /* clock polarity */
80 #define SPI_MODE_0      (0|0)                   /* (original MicroWire) */
81 #define SPI_MODE_1      (0|SPI_CPHA)
82 #define SPI_MODE_2      (SPI_CPOL|0)
83 #define SPI_MODE_3      (SPI_CPOL|SPI_CPHA)
84 #define SPI_CS_HIGH     0x04                    /* chipselect active high? */
85 #define SPI_LSB_FIRST   0x08                    /* per-word bits-on-wire */
86 #define SPI_3WIRE       0x10                    /* SI/SO signals shared */
87 #define SPI_LOOP        0x20                    /* loopback mode */
88 #define SPI_NO_CS       0x40                    /* 1 dev/bus, no chipselect */
89 #define SPI_READY       0x80                    /* slave pulls low to pause */
90 #define SPI_TX_DUAL     0x100                   /* transmit with 2 wires */
91 #define SPI_TX_QUAD     0x200                   /* transmit with 4 wires */
92 #define SPI_RX_DUAL     0x400                   /* receive with 2 wires */
93 #define SPI_RX_QUAD     0x800                   /* receive with 4 wires */
94         u8                      bits_per_word;
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
154
155
156 /**
157  * struct spi_driver - Host side "protocol" driver
158  * @id_table: List of SPI devices supported by this driver
159  * @probe: Binds this driver to the spi device.  Drivers can verify
160  *      that the device is actually present, and may need to configure
161  *      characteristics (such as bits_per_word) which weren't needed for
162  *      the initial configuration done during system setup.
163  * @remove: Unbinds this driver from the spi device
164  * @shutdown: Standard shutdown callback used during system state
165  *      transitions such as powerdown/halt and kexec
166  * @suspend: Standard suspend callback used during system state transitions
167  * @resume: Standard resume callback used during system state transitions
168  * @driver: SPI device drivers should initialize the name and owner
169  *      field of this structure.
170  *
171  * This represents the kind of device driver that uses SPI messages to
172  * interact with the hardware at the other end of a SPI link.  It's called
173  * a "protocol" driver because it works through messages rather than talking
174  * directly to SPI hardware (which is what the underlying SPI controller
175  * driver does to pass those messages).  These protocols are defined in the
176  * specification for the device(s) supported by the driver.
177  *
178  * As a rule, those device protocols represent the lowest level interface
179  * supported by a driver, and it will support upper level interfaces too.
180  * Examples of such upper levels include frameworks like MTD, networking,
181  * MMC, RTC, filesystem character device nodes, and hardware monitoring.
182  */
183 struct spi_driver {
184         const struct spi_device_id *id_table;
185         int                     (*probe)(struct spi_device *spi);
186         int                     (*remove)(struct spi_device *spi);
187         void                    (*shutdown)(struct spi_device *spi);
188         int                     (*suspend)(struct spi_device *spi, pm_message_t mesg);
189         int                     (*resume)(struct spi_device *spi);
190         struct device_driver    driver;
191 };
192
193 static inline struct spi_driver *to_spi_driver(struct device_driver *drv)
194 {
195         return drv ? container_of(drv, struct spi_driver, driver) : NULL;
196 }
197
198 extern int spi_register_driver(struct spi_driver *sdrv);
199
200 /**
201  * spi_unregister_driver - reverse effect of spi_register_driver
202  * @sdrv: the driver to unregister
203  * Context: can sleep
204  */
205 static inline void spi_unregister_driver(struct spi_driver *sdrv)
206 {
207         if (sdrv)
208                 driver_unregister(&sdrv->driver);
209 }
210
211 /**
212  * module_spi_driver() - Helper macro for registering a SPI driver
213  * @__spi_driver: spi_driver struct
214  *
215  * Helper macro for SPI drivers which do not do anything special in module
216  * init/exit. This eliminates a lot of boilerplate. Each module may only
217  * use this macro once, and calling it replaces module_init() and module_exit()
218  */
219 #define module_spi_driver(__spi_driver) \
220         module_driver(__spi_driver, spi_register_driver, \
221                         spi_unregister_driver)
222
223 /**
224  * struct spi_master - interface to SPI master controller
225  * @dev: device interface to this driver
226  * @list: link with the global spi_master list
227  * @bus_num: board-specific (and often SOC-specific) identifier for a
228  *      given SPI controller.
229  * @num_chipselect: chipselects are used to distinguish individual
230  *      SPI slaves, and are numbered from zero to num_chipselects.
231  *      each slave has a chipselect signal, but it's common that not
232  *      every chipselect is connected to a slave.
233  * @dma_alignment: SPI controller constraint on DMA buffers alignment.
234  * @mode_bits: flags understood by this controller driver
235  * @bits_per_word_mask: A mask indicating which values of bits_per_word are
236  *      supported by the driver. Bit n indicates that a bits_per_word n+1 is
237  *      suported. If set, the SPI core will reject any transfer with an
238  *      unsupported bits_per_word. If not set, this value is simply ignored,
239  *      and it's up to the individual driver to perform any validation.
240  * @min_speed_hz: Lowest supported transfer speed
241  * @max_speed_hz: Highest supported transfer speed
242  * @flags: other constraints relevant to this driver
243  * @bus_lock_spinlock: spinlock for SPI bus locking
244  * @bus_lock_mutex: mutex for SPI bus locking
245  * @bus_lock_flag: indicates that the SPI bus is locked for exclusive use
246  * @setup: updates the device mode and clocking records used by a
247  *      device's SPI controller; protocol code may call this.  This
248  *      must fail if an unrecognized or unsupported mode is requested.
249  *      It's always safe to call this unless transfers are pending on
250  *      the device whose settings are being modified.
251  * @transfer: adds a message to the controller's transfer queue.
252  * @cleanup: frees controller-specific state
253  * @queued: whether this master is providing an internal message queue
254  * @kworker: thread struct for message pump
255  * @kworker_task: pointer to task for message pump kworker thread
256  * @pump_messages: work struct for scheduling work to the message pump
257  * @queue_lock: spinlock to syncronise access to message queue
258  * @queue: message queue
259  * @cur_msg: the currently in-flight message
260  * @cur_msg_prepared: spi_prepare_message was called for the currently
261  *                    in-flight message
262  * @busy: message pump is busy
263  * @running: message pump is running
264  * @rt: whether this queue is set to run as a realtime task
265  * @auto_runtime_pm: the core should ensure a runtime PM reference is held
266  *                   while the hardware is prepared, using the parent
267  *                   device for the spidev
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  *      transfer
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  * @prepare_message: set up the controller to transfer a single message,
280  *                   for example doing DMA mapping.  Called from threaded
281  *                   context.
282  * @unprepare_message: undo any work done by prepare_message().
283  * @cs_gpios: Array of GPIOs to use as chip select lines; one per CS
284  *      number. Any individual value may be -ENOENT for CS lines that
285  *      are not GPIOs (driven by the SPI controller itself).
286  *
287  * Each SPI master controller can communicate with one or more @spi_device
288  * children.  These make a small bus, sharing MOSI, MISO and SCK signals
289  * but not chip select signals.  Each device may be configured to use a
290  * different clock rate, since those shared signals are ignored unless
291  * the chip is selected.
292  *
293  * The driver for an SPI controller manages access to those devices through
294  * a queue of spi_message transactions, copying data between CPU memory and
295  * an SPI slave device.  For each such message it queues, it calls the
296  * message's completion function when the transaction completes.
297  */
298 struct spi_master {
299         struct device   dev;
300
301         struct list_head list;
302
303         /* other than negative (== assign one dynamically), bus_num is fully
304          * board-specific.  usually that simplifies to being SOC-specific.
305          * example:  one SOC has three SPI controllers, numbered 0..2,
306          * and one board's schematics might show it using SPI-2.  software
307          * would normally use bus_num=2 for that controller.
308          */
309         s16                     bus_num;
310
311         /* chipselects will be integral to many controllers; some others
312          * might use board-specific GPIOs.
313          */
314         u16                     num_chipselect;
315
316         /* some SPI controllers pose alignment requirements on DMAable
317          * buffers; let protocol drivers know about these requirements.
318          */
319         u16                     dma_alignment;
320
321         /* spi_device.mode flags understood by this controller driver */
322         u16                     mode_bits;
323
324         /* bitmask of supported bits_per_word for transfers */
325         u32                     bits_per_word_mask;
326 #define SPI_BPW_MASK(bits) BIT((bits) - 1)
327 #define SPI_BIT_MASK(bits) (((bits) == 32) ? ~0U : (BIT(bits) - 1))
328 #define SPI_BPW_RANGE_MASK(min, max) (SPI_BIT_MASK(max) - SPI_BIT_MASK(min - 1))
329
330         /* limits on transfer speed */
331         u32                     min_speed_hz;
332         u32                     max_speed_hz;
333
334         /* other constraints relevant to this driver */
335         u16                     flags;
336 #define SPI_MASTER_HALF_DUPLEX  BIT(0)          /* can't do full duplex */
337 #define SPI_MASTER_NO_RX        BIT(1)          /* can't do buffer read */
338 #define SPI_MASTER_NO_TX        BIT(2)          /* can't do buffer write */
339
340         /* lock and mutex for SPI bus locking */
341         spinlock_t              bus_lock_spinlock;
342         struct mutex            bus_lock_mutex;
343
344         /* flag indicating that the SPI bus is locked for exclusive use */
345         bool                    bus_lock_flag;
346
347         /* Setup mode and clock, etc (spi driver may call many times).
348          *
349          * IMPORTANT:  this may be called when transfers to another
350          * device are active.  DO NOT UPDATE SHARED REGISTERS in ways
351          * which could break those transfers.
352          */
353         int                     (*setup)(struct spi_device *spi);
354
355         /* bidirectional bulk transfers
356          *
357          * + The transfer() method may not sleep; its main role is
358          *   just to add the message to the queue.
359          * + For now there's no remove-from-queue operation, or
360          *   any other request management
361          * + To a given spi_device, message queueing is pure fifo
362          *
363          * + The master's main job is to process its message queue,
364          *   selecting a chip then transferring data
365          * + If there are multiple spi_device children, the i/o queue
366          *   arbitration algorithm is unspecified (round robin, fifo,
367          *   priority, reservations, preemption, etc)
368          *
369          * + Chipselect stays active during the entire message
370          *   (unless modified by spi_transfer.cs_change != 0).
371          * + The message transfers use clock and SPI mode parameters
372          *   previously established by setup() for this device
373          */
374         int                     (*transfer)(struct spi_device *spi,
375                                                 struct spi_message *mesg);
376
377         /* called on release() to free memory provided by spi_master */
378         void                    (*cleanup)(struct spi_device *spi);
379
380         /*
381          * These hooks are for drivers that want to use the generic
382          * master transfer queueing mechanism. If these are used, the
383          * transfer() function above must NOT be specified by the driver.
384          * Over time we expect SPI drivers to be phased over to this API.
385          */
386         bool                            queued;
387         struct kthread_worker           kworker;
388         struct task_struct              *kworker_task;
389         struct kthread_work             pump_messages;
390         spinlock_t                      queue_lock;
391         struct list_head                queue;
392         struct spi_message              *cur_msg;
393         bool                            busy;
394         bool                            running;
395         bool                            rt;
396         bool                            auto_runtime_pm;
397         bool                            cur_msg_prepared;
398
399         int (*prepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master);
400         int (*transfer_one_message)(struct spi_master *master,
401                                     struct spi_message *mesg);
402         int (*unprepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master);
403         int (*prepare_message)(struct spi_master *master,
404                                struct spi_message *message);
405         int (*unprepare_message)(struct spi_master *master,
406                                  struct spi_message *message);
407
408         /* gpio chip select */
409         int                     *cs_gpios;
410 };
411
412 static inline void *spi_master_get_devdata(struct spi_master *master)
413 {
414         return dev_get_drvdata(&master->dev);
415 }
416
417 static inline void spi_master_set_devdata(struct spi_master *master, void *data)
418 {
419         dev_set_drvdata(&master->dev, data);
420 }
421
422 static inline struct spi_master *spi_master_get(struct spi_master *master)
423 {
424         if (!master || !get_device(&master->dev))
425                 return NULL;
426         return master;
427 }
428
429 static inline void spi_master_put(struct spi_master *master)
430 {
431         if (master)
432                 put_device(&master->dev);
433 }
434
435 /* PM calls that need to be issued by the driver */
436 extern int spi_master_suspend(struct spi_master *master);
437 extern int spi_master_resume(struct spi_master *master);
438
439 /* Calls the driver make to interact with the message queue */
440 extern struct spi_message *spi_get_next_queued_message(struct spi_master *master);
441 extern void spi_finalize_current_message(struct spi_master *master);
442
443 /* the spi driver core manages memory for the spi_master classdev */
444 extern struct spi_master *
445 spi_alloc_master(struct device *host, unsigned size);
446
447 extern int spi_register_master(struct spi_master *master);
448 extern void spi_unregister_master(struct spi_master *master);
449
450 extern struct spi_master *spi_busnum_to_master(u16 busnum);
451
452 /*---------------------------------------------------------------------------*/
453
454 /*
455  * I/O INTERFACE between SPI controller and protocol drivers
456  *
457  * Protocol drivers use a queue of spi_messages, each transferring data
458  * between the controller and memory buffers.
459  *
460  * The spi_messages themselves consist of a series of read+write transfer
461  * segments.  Those segments always read the same number of bits as they
462  * write; but one or the other is easily ignored by passing a null buffer
463  * pointer.  (This is unlike most types of I/O API, because SPI hardware
464  * is full duplex.)
465  *
466  * NOTE:  Allocation of spi_transfer and spi_message memory is entirely
467  * up to the protocol driver, which guarantees the integrity of both (as
468  * well as the data buffers) for as long as the message is queued.
469  */
470
471 /**
472  * struct spi_transfer - a read/write buffer pair
473  * @tx_buf: data to be written (dma-safe memory), or NULL
474  * @rx_buf: data to be read (dma-safe memory), or NULL
475  * @tx_dma: DMA address of tx_buf, if @spi_message.is_dma_mapped
476  * @rx_dma: DMA address of rx_buf, if @spi_message.is_dma_mapped
477  * @tx_nbits: number of bits used for writting. If 0 the default
478  *      (SPI_NBITS_SINGLE) is used.
479  * @rx_nbits: number of bits used for reading. If 0 the default
480  *      (SPI_NBITS_SINGLE) is used.
481  * @len: size of rx and tx buffers (in bytes)
482  * @speed_hz: Select a speed other than the device default for this
483  *      transfer. If 0 the default (from @spi_device) is used.
484  * @bits_per_word: select a bits_per_word other than the device default
485  *      for this transfer. If 0 the default (from @spi_device) is used.
486  * @cs_change: affects chipselect after this transfer completes
487  * @delay_usecs: microseconds to delay after this transfer before
488  *      (optionally) changing the chipselect status, then starting
489  *      the next transfer or completing this @spi_message.
490  * @transfer_list: transfers are sequenced through @spi_message.transfers
491  *
492  * SPI transfers always write the same number of bytes as they read.
493  * Protocol drivers should always provide @rx_buf and/or @tx_buf.
494  * In some cases, they may also want to provide DMA addresses for
495  * the data being transferred; that may reduce overhead, when the
496  * underlying driver uses dma.
497  *
498  * If the transmit buffer is null, zeroes will be shifted out
499  * while filling @rx_buf.  If the receive buffer is null, the data
500  * shifted in will be discarded.  Only "len" bytes shift out (or in).
501  * It's an error to try to shift out a partial word.  (For example, by
502  * shifting out three bytes with word size of sixteen or twenty bits;
503  * the former uses two bytes per word, the latter uses four bytes.)
504  *
505  * In-memory data values are always in native CPU byte order, translated
506  * from the wire byte order (big-endian except with SPI_LSB_FIRST).  So
507  * for example when bits_per_word is sixteen, buffers are 2N bytes long
508  * (@len = 2N) and hold N sixteen bit words in CPU byte order.
509  *
510  * When the word size of the SPI transfer is not a power-of-two multiple
511  * of eight bits, those in-memory words include extra bits.  In-memory
512  * words are always seen by protocol drivers as right-justified, so the
513  * undefined (rx) or unused (tx) bits are always the most significant bits.
514  *
515  * All SPI transfers start with the relevant chipselect active.  Normally
516  * it stays selected until after the last transfer in a message.  Drivers
517  * can affect the chipselect signal using cs_change.
518  *
519  * (i) If the transfer isn't the last one in the message, this flag is
520  * used to make the chipselect briefly go inactive in the middle of the
521  * message.  Toggling chipselect in this way may be needed to terminate
522  * a chip command, letting a single spi_message perform all of group of
523  * chip transactions together.
524  *
525  * (ii) When the transfer is the last one in the message, the chip may
526  * stay selected until the next transfer.  On multi-device SPI busses
527  * with nothing blocking messages going to other devices, this is just
528  * a performance hint; starting a message to another device deselects
529  * this one.  But in other cases, this can be used to ensure correctness.
530  * Some devices need protocol transactions to be built from a series of
531  * spi_message submissions, where the content of one message is determined
532  * by the results of previous messages and where the whole transaction
533  * ends when the chipselect goes intactive.
534  *
535  * When SPI can transfer in 1x,2x or 4x. It can get this tranfer information
536  * from device through @tx_nbits and @rx_nbits. In Bi-direction, these
537  * two should both be set. User can set transfer mode with SPI_NBITS_SINGLE(1x)
538  * SPI_NBITS_DUAL(2x) and SPI_NBITS_QUAD(4x) to support these three transfer.
539  *
540  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
541  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
542  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
543  * insulate against future API updates.  After you submit a message
544  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
545  */
546 struct spi_transfer {
547         /* it's ok if tx_buf == rx_buf (right?)
548          * for MicroWire, one buffer must be null
549          * buffers must work with dma_*map_single() calls, unless
550          *   spi_message.is_dma_mapped reports a pre-existing mapping
551          */
552         const void      *tx_buf;
553         void            *rx_buf;
554         unsigned        len;
555
556         dma_addr_t      tx_dma;
557         dma_addr_t      rx_dma;
558
559         unsigned        cs_change:1;
560         u8              tx_nbits;
561         u8              rx_nbits;
562 #define SPI_NBITS_SINGLE        0x01 /* 1bit transfer */
563 #define SPI_NBITS_DUAL          0x02 /* 2bits transfer */
564 #define SPI_NBITS_QUAD          0x04 /* 4bits transfer */
565         u8              bits_per_word;
566         u16             delay_usecs;
567         u32             speed_hz;
568
569         struct list_head transfer_list;
570 };
571
572 /**
573  * struct spi_message - one multi-segment SPI transaction
574  * @transfers: list of transfer segments in this transaction
575  * @spi: SPI device to which the transaction is queued
576  * @is_dma_mapped: if true, the caller provided both dma and cpu virtual
577  *      addresses for each transfer buffer
578  * @complete: called to report transaction completions
579  * @context: the argument to complete() when it's called
580  * @actual_length: the total number of bytes that were transferred in all
581  *      successful segments
582  * @status: zero for success, else negative errno
583  * @queue: for use by whichever driver currently owns the message
584  * @state: for use by whichever driver currently owns the message
585  *
586  * A @spi_message is used to execute an atomic sequence of data transfers,
587  * each represented by a struct spi_transfer.  The sequence is "atomic"
588  * in the sense that no other spi_message may use that SPI bus until that
589  * sequence completes.  On some systems, many such sequences can execute as
590  * as single programmed DMA transfer.  On all systems, these messages are
591  * queued, and might complete after transactions to other devices.  Messages
592  * sent to a given spi_device are alway executed in FIFO order.
593  *
594  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
595  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
596  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
597  * insulate against future API updates.  After you submit a message
598  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
599  */
600 struct spi_message {
601         struct list_head        transfers;
602
603         struct spi_device       *spi;
604
605         unsigned                is_dma_mapped:1;
606
607         /* REVISIT:  we might want a flag affecting the behavior of the
608          * last transfer ... allowing things like "read 16 bit length L"
609          * immediately followed by "read L bytes".  Basically imposing
610          * a specific message scheduling algorithm.
611          *
612          * Some controller drivers (message-at-a-time queue processing)
613          * could provide that as their default scheduling algorithm.  But
614          * others (with multi-message pipelines) could need a flag to
615          * tell them about such special cases.
616          */
617
618         /* completion is reported through a callback */
619         void                    (*complete)(void *context);
620         void                    *context;
621         unsigned                frame_length;
622         unsigned                actual_length;
623         int                     status;
624
625         /* for optional use by whatever driver currently owns the
626          * spi_message ...  between calls to spi_async and then later
627          * complete(), that's the spi_master controller driver.
628          */
629         struct list_head        queue;
630         void                    *state;
631 };
632
633 static inline void spi_message_init(struct spi_message *m)
634 {
635         memset(m, 0, sizeof *m);
636         INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
637 }
638
639 static inline void
640 spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m)
641 {
642         list_add_tail(&t->transfer_list, &m->transfers);
643 }
644
645 static inline void
646 spi_transfer_del(struct spi_transfer *t)
647 {
648         list_del(&t->transfer_list);
649 }
650
651 /**
652  * spi_message_init_with_transfers - Initialize spi_message and append transfers
653  * @m: spi_message to be initialized
654  * @xfers: An array of spi transfers
655  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
656  *
657  * This function initializes the given spi_message and adds each spi_transfer in
658  * the given array to the message.
659  */
660 static inline void
661 spi_message_init_with_transfers(struct spi_message *m,
662 struct spi_transfer *xfers, unsigned int num_xfers)
663 {
664         unsigned int i;
665
666         spi_message_init(m);
667         for (i = 0; i < num_xfers; ++i)
668                 spi_message_add_tail(&xfers[i], m);
669 }
670
671 /* It's fine to embed message and transaction structures in other data
672  * structures so long as you don't free them while they're in use.
673  */
674
675 static inline struct spi_message *spi_message_alloc(unsigned ntrans, gfp_t flags)
676 {
677         struct spi_message *m;
678
679         m = kzalloc(sizeof(struct spi_message)
680                         + ntrans * sizeof(struct spi_transfer),
681                         flags);
682         if (m) {
683                 unsigned i;
684                 struct spi_transfer *t = (struct spi_transfer *)(m + 1);
685
686                 INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
687                 for (i = 0; i < ntrans; i++, t++)
688                         spi_message_add_tail(t, m);
689         }
690         return m;
691 }
692
693 static inline void spi_message_free(struct spi_message *m)
694 {
695         kfree(m);
696 }
697
698 extern int spi_setup(struct spi_device *spi);
699 extern int spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
700 extern int spi_async_locked(struct spi_device *spi,
701                             struct spi_message *message);
702
703 /*---------------------------------------------------------------------------*/
704
705 /* All these synchronous SPI transfer routines are utilities layered
706  * over the core async transfer primitive.  Here, "synchronous" means
707  * they will sleep uninterruptibly until the async transfer completes.
708  */
709
710 extern int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
711 extern int spi_sync_locked(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
712 extern int spi_bus_lock(struct spi_master *master);
713 extern int spi_bus_unlock(struct spi_master *master);
714
715 /**
716  * spi_write - SPI synchronous write
717  * @spi: device to which data will be written
718  * @buf: data buffer
719  * @len: data buffer size
720  * Context: can sleep
721  *
722  * This writes the buffer and returns zero or a negative error code.
723  * Callable only from contexts that can sleep.
724  */
725 static inline int
726 spi_write(struct spi_device *spi, const void *buf, size_t len)
727 {
728         struct spi_transfer     t = {
729                         .tx_buf         = buf,
730                         .len            = len,
731                 };
732         struct spi_message      m;
733
734         spi_message_init(&m);
735         spi_message_add_tail(&t, &m);
736         return spi_sync(spi, &m);
737 }
738
739 /**
740  * spi_read - SPI synchronous read
741  * @spi: device from which data will be read
742  * @buf: data buffer
743  * @len: data buffer size
744  * Context: can sleep
745  *
746  * This reads the buffer and returns zero or a negative error code.
747  * Callable only from contexts that can sleep.
748  */
749 static inline int
750 spi_read(struct spi_device *spi, void *buf, size_t len)
751 {
752         struct spi_transfer     t = {
753                         .rx_buf         = buf,
754                         .len            = len,
755                 };
756         struct spi_message      m;
757
758         spi_message_init(&m);
759         spi_message_add_tail(&t, &m);
760         return spi_sync(spi, &m);
761 }
762
763 /**
764  * spi_sync_transfer - synchronous SPI data transfer
765  * @spi: device with which data will be exchanged
766  * @xfers: An array of spi_transfers
767  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
768  * Context: can sleep
769  *
770  * Does a synchronous SPI data transfer of the given spi_transfer array.
771  *
772  * For more specific semantics see spi_sync().
773  *
774  * It returns zero on success, else a negative error code.
775  */
776 static inline int
777 spi_sync_transfer(struct spi_device *spi, struct spi_transfer *xfers,
778         unsigned int num_xfers)
779 {
780         struct spi_message msg;
781
782         spi_message_init_with_transfers(&msg, xfers, num_xfers);
783
784         return spi_sync(spi, &msg);
785 }
786
787 /* this copies txbuf and rxbuf data; for small transfers only! */
788 extern int spi_write_then_read(struct spi_device *spi,
789                 const void *txbuf, unsigned n_tx,
790                 void *rxbuf, unsigned n_rx);
791
792 /**
793  * spi_w8r8 - SPI synchronous 8 bit write followed by 8 bit read
794  * @spi: device with which data will be exchanged
795  * @cmd: command to be written before data is read back
796  * Context: can sleep
797  *
798  * This returns the (unsigned) eight bit number returned by the
799  * device, or else a negative error code.  Callable only from
800  * contexts that can sleep.
801  */
802 static inline ssize_t spi_w8r8(struct spi_device *spi, u8 cmd)
803 {
804         ssize_t                 status;
805         u8                      result;
806
807         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 1);
808
809         /* return negative errno or unsigned value */
810         return (status < 0) ? status : result;
811 }
812
813 /**
814  * spi_w8r16 - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit read
815  * @spi: device with which data will be exchanged
816  * @cmd: command to be written before data is read back
817  * Context: can sleep
818  *
819  * This returns the (unsigned) sixteen bit number returned by the
820  * device, or else a negative error code.  Callable only from
821  * contexts that can sleep.
822  *
823  * The number is returned in wire-order, which is at least sometimes
824  * big-endian.
825  */
826 static inline ssize_t spi_w8r16(struct spi_device *spi, u8 cmd)
827 {
828         ssize_t                 status;
829         u16                     result;
830
831         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, (u8 *) &result, 2);
832
833         /* return negative errno or unsigned value */
834         return (status < 0) ? status : result;
835 }
836
837 /*---------------------------------------------------------------------------*/
838
839 /*
840  * INTERFACE between board init code and SPI infrastructure.
841  *
842  * No SPI driver ever sees these SPI device table segments, but
843  * it's how the SPI core (or adapters that get hotplugged) grows
844  * the driver model tree.
845  *
846  * As a rule, SPI devices can't be probed.  Instead, board init code
847  * provides a table listing the devices which are present, with enough
848  * information to bind and set up the device's driver.  There's basic
849  * support for nonstatic configurations too; enough to handle adding
850  * parport adapters, or microcontrollers acting as USB-to-SPI bridges.
851  */
852
853 /**
854  * struct spi_board_info - board-specific template for a SPI device
855  * @modalias: Initializes spi_device.modalias; identifies the driver.
856  * @platform_data: Initializes spi_device.platform_data; the particular
857  *      data stored there is driver-specific.
858  * @controller_data: Initializes spi_device.controller_data; some
859  *      controllers need hints about hardware setup, e.g. for DMA.
860  * @irq: Initializes spi_device.irq; depends on how the board is wired.
861  * @max_speed_hz: Initializes spi_device.max_speed_hz; based on limits
862  *      from the chip datasheet and board-specific signal quality issues.
863  * @bus_num: Identifies which spi_master parents the spi_device; unused
864  *      by spi_new_device(), and otherwise depends on board wiring.
865  * @chip_select: Initializes spi_device.chip_select; depends on how
866  *      the board is wired.
867  * @mode: Initializes spi_device.mode; based on the chip datasheet, board
868  *      wiring (some devices support both 3WIRE and standard modes), and
869  *      possibly presence of an inverter in the chipselect path.
870  *
871  * When adding new SPI devices to the device tree, these structures serve
872  * as a partial device template.  They hold information which can't always
873  * be determined by drivers.  Information that probe() can establish (such
874  * as the default transfer wordsize) is not included here.
875  *
876  * These structures are used in two places.  Their primary role is to
877  * be stored in tables of board-specific device descriptors, which are
878  * declared early in board initialization and then used (much later) to
879  * populate a controller's device tree after the that controller's driver
880  * initializes.  A secondary (and atypical) role is as a parameter to
881  * spi_new_device() call, which happens after those controller drivers
882  * are active in some dynamic board configuration models.
883  */
884 struct spi_board_info {
885         /* the device name and module name are coupled, like platform_bus;
886          * "modalias" is normally the driver name.
887          *
888          * platform_data goes to spi_device.dev.platform_data,
889          * controller_data goes to spi_device.controller_data,
890          * irq is copied too
891          */
892         char            modalias[SPI_NAME_SIZE];
893         const void      *platform_data;
894         void            *controller_data;
895         int             irq;
896
897         /* slower signaling on noisy or low voltage boards */
898         u32             max_speed_hz;
899
900
901         /* bus_num is board specific and matches the bus_num of some
902          * spi_master that will probably be registered later.
903          *
904          * chip_select reflects how this chip is wired to that master;
905          * it's less than num_chipselect.
906          */
907         u16             bus_num;
908         u16             chip_select;
909
910         /* mode becomes spi_device.mode, and is essential for chips
911          * where the default of SPI_CS_HIGH = 0 is wrong.
912          */
913         u16             mode;
914
915         /* ... may need additional spi_device chip config data here.
916          * avoid stuff protocol drivers can set; but include stuff
917          * needed to behave without being bound to a driver:
918          *  - quirks like clock rate mattering when not selected
919          */
920 };
921
922 #ifdef  CONFIG_SPI
923 extern int
924 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n);
925 #else
926 /* board init code may ignore whether SPI is configured or not */
927 static inline int
928 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n)
929         { return 0; }
930 #endif
931
932
933 /* If you're hotplugging an adapter with devices (parport, usb, etc)
934  * use spi_new_device() to describe each device.  You can also call
935  * spi_unregister_device() to start making that device vanish, but
936  * normally that would be handled by spi_unregister_master().
937  *
938  * You can also use spi_alloc_device() and spi_add_device() to use a two
939  * stage registration sequence for each spi_device.  This gives the caller
940  * some more control over the spi_device structure before it is registered,
941  * but requires that caller to initialize fields that would otherwise
942  * be defined using the board info.
943  */
944 extern struct spi_device *
945 spi_alloc_device(struct spi_master *master);
946
947 extern int
948 spi_add_device(struct spi_device *spi);
949
950 extern struct spi_device *
951 spi_new_device(struct spi_master *, struct spi_board_info *);
952
953 static inline void
954 spi_unregister_device(struct spi_device *spi)
955 {
956         if (spi)
957                 device_unregister(&spi->dev);
958 }
959
960 extern const struct spi_device_id *
961 spi_get_device_id(const struct spi_device *sdev);
962
963 #endif /* __LINUX_SPI_H */