Merge remote-tracking branches 'asoc/fix/tlv320aic3x' and 'asoc/fix/wm8962' into...
[linux-drm-fsl-dcu.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 struct spi_master;
27 struct spi_transfer;
28
29 /*
30  * INTERFACES between SPI master-side drivers and SPI infrastructure.
31  * (There's no SPI slave support for Linux yet...)
32  */
33 extern struct bus_type spi_bus_type;
34
35 /**
36  * struct spi_statistics - statistics for spi transfers
37  * @lock:          lock protecting this structure
38  *
39  * @messages:      number of spi-messages handled
40  * @transfers:     number of spi_transfers handled
41  * @errors:        number of errors during spi_transfer
42  * @timedout:      number of timeouts during spi_transfer
43  *
44  * @spi_sync:      number of times spi_sync is used
45  * @spi_sync_immediate:
46  *                 number of times spi_sync is executed immediately
47  *                 in calling context without queuing and scheduling
48  * @spi_async:     number of times spi_async is used
49  *
50  * @bytes:         number of bytes transferred to/from device
51  * @bytes_tx:      number of bytes sent to device
52  * @bytes_rx:      number of bytes received from device
53  *
54  */
55 struct spi_statistics {
56         spinlock_t              lock; /* lock for the whole structure */
57
58         unsigned long           messages;
59         unsigned long           transfers;
60         unsigned long           errors;
61         unsigned long           timedout;
62
63         unsigned long           spi_sync;
64         unsigned long           spi_sync_immediate;
65         unsigned long           spi_async;
66
67         unsigned long long      bytes;
68         unsigned long long      bytes_rx;
69         unsigned long long      bytes_tx;
70
71 };
72
73 void spi_statistics_add_transfer_stats(struct spi_statistics *stats,
74                                        struct spi_transfer *xfer,
75                                        struct spi_master *master);
76
77 #define SPI_STATISTICS_ADD_TO_FIELD(stats, field, count)        \
78         do {                                                    \
79                 unsigned long flags;                            \
80                 spin_lock_irqsave(&(stats)->lock, flags);       \
81                 (stats)->field += count;                        \
82                 spin_unlock_irqrestore(&(stats)->lock, flags);  \
83         } while (0)
84
85 #define SPI_STATISTICS_INCREMENT_FIELD(stats, field)    \
86         SPI_STATISTICS_ADD_TO_FIELD(stats, field, 1)
87
88 /**
89  * struct spi_device - Master side proxy for an SPI slave device
90  * @dev: Driver model representation of the device.
91  * @master: SPI controller used with the device.
92  * @max_speed_hz: Maximum clock rate to be used with this chip
93  *      (on this board); may be changed by the device's driver.
94  *      The spi_transfer.speed_hz can override this for each transfer.
95  * @chip_select: Chipselect, distinguishing chips handled by @master.
96  * @mode: The spi mode defines how data is clocked out and in.
97  *      This may be changed by the device's driver.
98  *      The "active low" default for chipselect mode can be overridden
99  *      (by specifying SPI_CS_HIGH) as can the "MSB first" default for
100  *      each word in a transfer (by specifying SPI_LSB_FIRST).
101  * @bits_per_word: Data transfers involve one or more words; word sizes
102  *      like eight or 12 bits are common.  In-memory wordsizes are
103  *      powers of two bytes (e.g. 20 bit samples use 32 bits).
104  *      This may be changed by the device's driver, or left at the
105  *      default (0) indicating protocol words are eight bit bytes.
106  *      The spi_transfer.bits_per_word can override this for each transfer.
107  * @irq: Negative, or the number passed to request_irq() to receive
108  *      interrupts from this device.
109  * @controller_state: Controller's runtime state
110  * @controller_data: Board-specific definitions for controller, such as
111  *      FIFO initialization parameters; from board_info.controller_data
112  * @modalias: Name of the driver to use with this device, or an alias
113  *      for that name.  This appears in the sysfs "modalias" attribute
114  *      for driver coldplugging, and in uevents used for hotplugging
115  * @cs_gpio: gpio number of the chipselect line (optional, -ENOENT when
116  *      when not using a GPIO line)
117  *
118  * @statistics: statistics for the spi_device
119  *
120  * A @spi_device is used to interchange data between an SPI slave
121  * (usually a discrete chip) and CPU memory.
122  *
123  * In @dev, the platform_data is used to hold information about this
124  * device that's meaningful to the device's protocol driver, but not
125  * to its controller.  One example might be an identifier for a chip
126  * variant with slightly different functionality; another might be
127  * information about how this particular board wires the chip's pins.
128  */
129 struct spi_device {
130         struct device           dev;
131         struct spi_master       *master;
132         u32                     max_speed_hz;
133         u8                      chip_select;
134         u8                      bits_per_word;
135         u16                     mode;
136 #define SPI_CPHA        0x01                    /* clock phase */
137 #define SPI_CPOL        0x02                    /* clock polarity */
138 #define SPI_MODE_0      (0|0)                   /* (original MicroWire) */
139 #define SPI_MODE_1      (0|SPI_CPHA)
140 #define SPI_MODE_2      (SPI_CPOL|0)
141 #define SPI_MODE_3      (SPI_CPOL|SPI_CPHA)
142 #define SPI_CS_HIGH     0x04                    /* chipselect active high? */
143 #define SPI_LSB_FIRST   0x08                    /* per-word bits-on-wire */
144 #define SPI_3WIRE       0x10                    /* SI/SO signals shared */
145 #define SPI_LOOP        0x20                    /* loopback mode */
146 #define SPI_NO_CS       0x40                    /* 1 dev/bus, no chipselect */
147 #define SPI_READY       0x80                    /* slave pulls low to pause */
148 #define SPI_TX_DUAL     0x100                   /* transmit with 2 wires */
149 #define SPI_TX_QUAD     0x200                   /* transmit with 4 wires */
150 #define SPI_RX_DUAL     0x400                   /* receive with 2 wires */
151 #define SPI_RX_QUAD     0x800                   /* receive with 4 wires */
152         int                     irq;
153         void                    *controller_state;
154         void                    *controller_data;
155         char                    modalias[SPI_NAME_SIZE];
156         int                     cs_gpio;        /* chip select gpio */
157
158         /* the statistics */
159         struct spi_statistics   statistics;
160
161         /*
162          * likely need more hooks for more protocol options affecting how
163          * the controller talks to each chip, like:
164          *  - memory packing (12 bit samples into low bits, others zeroed)
165          *  - priority
166          *  - drop chipselect after each word
167          *  - chipselect delays
168          *  - ...
169          */
170 };
171
172 static inline struct spi_device *to_spi_device(struct device *dev)
173 {
174         return dev ? container_of(dev, struct spi_device, dev) : NULL;
175 }
176
177 /* most drivers won't need to care about device refcounting */
178 static inline struct spi_device *spi_dev_get(struct spi_device *spi)
179 {
180         return (spi && get_device(&spi->dev)) ? spi : NULL;
181 }
182
183 static inline void spi_dev_put(struct spi_device *spi)
184 {
185         if (spi)
186                 put_device(&spi->dev);
187 }
188
189 /* ctldata is for the bus_master driver's runtime state */
190 static inline void *spi_get_ctldata(struct spi_device *spi)
191 {
192         return spi->controller_state;
193 }
194
195 static inline void spi_set_ctldata(struct spi_device *spi, void *state)
196 {
197         spi->controller_state = state;
198 }
199
200 /* device driver data */
201
202 static inline void spi_set_drvdata(struct spi_device *spi, void *data)
203 {
204         dev_set_drvdata(&spi->dev, data);
205 }
206
207 static inline void *spi_get_drvdata(struct spi_device *spi)
208 {
209         return dev_get_drvdata(&spi->dev);
210 }
211
212 struct spi_message;
213 struct spi_transfer;
214
215 /**
216  * struct spi_driver - Host side "protocol" driver
217  * @id_table: List of SPI devices supported by this driver
218  * @probe: Binds this driver to the spi device.  Drivers can verify
219  *      that the device is actually present, and may need to configure
220  *      characteristics (such as bits_per_word) which weren't needed for
221  *      the initial configuration done during system setup.
222  * @remove: Unbinds this driver from the spi device
223  * @shutdown: Standard shutdown callback used during system state
224  *      transitions such as powerdown/halt and kexec
225  * @driver: SPI device drivers should initialize the name and owner
226  *      field of this structure.
227  *
228  * This represents the kind of device driver that uses SPI messages to
229  * interact with the hardware at the other end of a SPI link.  It's called
230  * a "protocol" driver because it works through messages rather than talking
231  * directly to SPI hardware (which is what the underlying SPI controller
232  * driver does to pass those messages).  These protocols are defined in the
233  * specification for the device(s) supported by the driver.
234  *
235  * As a rule, those device protocols represent the lowest level interface
236  * supported by a driver, and it will support upper level interfaces too.
237  * Examples of such upper levels include frameworks like MTD, networking,
238  * MMC, RTC, filesystem character device nodes, and hardware monitoring.
239  */
240 struct spi_driver {
241         const struct spi_device_id *id_table;
242         int                     (*probe)(struct spi_device *spi);
243         int                     (*remove)(struct spi_device *spi);
244         void                    (*shutdown)(struct spi_device *spi);
245         struct device_driver    driver;
246 };
247
248 static inline struct spi_driver *to_spi_driver(struct device_driver *drv)
249 {
250         return drv ? container_of(drv, struct spi_driver, driver) : NULL;
251 }
252
253 extern int spi_register_driver(struct spi_driver *sdrv);
254
255 /**
256  * spi_unregister_driver - reverse effect of spi_register_driver
257  * @sdrv: the driver to unregister
258  * Context: can sleep
259  */
260 static inline void spi_unregister_driver(struct spi_driver *sdrv)
261 {
262         if (sdrv)
263                 driver_unregister(&sdrv->driver);
264 }
265
266 /**
267  * module_spi_driver() - Helper macro for registering a SPI driver
268  * @__spi_driver: spi_driver struct
269  *
270  * Helper macro for SPI drivers which do not do anything special in module
271  * init/exit. This eliminates a lot of boilerplate. Each module may only
272  * use this macro once, and calling it replaces module_init() and module_exit()
273  */
274 #define module_spi_driver(__spi_driver) \
275         module_driver(__spi_driver, spi_register_driver, \
276                         spi_unregister_driver)
277
278 /**
279  * struct spi_master - interface to SPI master controller
280  * @dev: device interface to this driver
281  * @list: link with the global spi_master list
282  * @bus_num: board-specific (and often SOC-specific) identifier for a
283  *      given SPI controller.
284  * @num_chipselect: chipselects are used to distinguish individual
285  *      SPI slaves, and are numbered from zero to num_chipselects.
286  *      each slave has a chipselect signal, but it's common that not
287  *      every chipselect is connected to a slave.
288  * @dma_alignment: SPI controller constraint on DMA buffers alignment.
289  * @mode_bits: flags understood by this controller driver
290  * @bits_per_word_mask: A mask indicating which values of bits_per_word are
291  *      supported by the driver. Bit n indicates that a bits_per_word n+1 is
292  *      supported. If set, the SPI core will reject any transfer with an
293  *      unsupported bits_per_word. If not set, this value is simply ignored,
294  *      and it's up to the individual driver to perform any validation.
295  * @min_speed_hz: Lowest supported transfer speed
296  * @max_speed_hz: Highest supported transfer speed
297  * @flags: other constraints relevant to this driver
298  * @bus_lock_spinlock: spinlock for SPI bus locking
299  * @bus_lock_mutex: mutex for SPI bus locking
300  * @bus_lock_flag: indicates that the SPI bus is locked for exclusive use
301  * @setup: updates the device mode and clocking records used by a
302  *      device's SPI controller; protocol code may call this.  This
303  *      must fail if an unrecognized or unsupported mode is requested.
304  *      It's always safe to call this unless transfers are pending on
305  *      the device whose settings are being modified.
306  * @transfer: adds a message to the controller's transfer queue.
307  * @cleanup: frees controller-specific state
308  * @can_dma: determine whether this master supports DMA
309  * @queued: whether this master is providing an internal message queue
310  * @kworker: thread struct for message pump
311  * @kworker_task: pointer to task for message pump kworker thread
312  * @pump_messages: work struct for scheduling work to the message pump
313  * @queue_lock: spinlock to syncronise access to message queue
314  * @queue: message queue
315  * @idling: the device is entering idle state
316  * @cur_msg: the currently in-flight message
317  * @cur_msg_prepared: spi_prepare_message was called for the currently
318  *                    in-flight message
319  * @cur_msg_mapped: message has been mapped for DMA
320  * @xfer_completion: used by core transfer_one_message()
321  * @busy: message pump is busy
322  * @running: message pump is running
323  * @rt: whether this queue is set to run as a realtime task
324  * @auto_runtime_pm: the core should ensure a runtime PM reference is held
325  *                   while the hardware is prepared, using the parent
326  *                   device for the spidev
327  * @max_dma_len: Maximum length of a DMA transfer for the device.
328  * @prepare_transfer_hardware: a message will soon arrive from the queue
329  *      so the subsystem requests the driver to prepare the transfer hardware
330  *      by issuing this call
331  * @transfer_one_message: the subsystem calls the driver to transfer a single
332  *      message while queuing transfers that arrive in the meantime. When the
333  *      driver is finished with this message, it must call
334  *      spi_finalize_current_message() so the subsystem can issue the next
335  *      message
336  * @unprepare_transfer_hardware: there are currently no more messages on the
337  *      queue so the subsystem notifies the driver that it may relax the
338  *      hardware by issuing this call
339  * @set_cs: set the logic level of the chip select line.  May be called
340  *          from interrupt context.
341  * @prepare_message: set up the controller to transfer a single message,
342  *                   for example doing DMA mapping.  Called from threaded
343  *                   context.
344  * @transfer_one: transfer a single spi_transfer.
345  *                  - return 0 if the transfer is finished,
346  *                  - return 1 if the transfer is still in progress. When
347  *                    the driver is finished with this transfer it must
348  *                    call spi_finalize_current_transfer() so the subsystem
349  *                    can issue the next transfer. Note: transfer_one and
350  *                    transfer_one_message are mutually exclusive; when both
351  *                    are set, the generic subsystem does not call your
352  *                    transfer_one callback.
353  * @handle_err: the subsystem calls the driver to handle an error that occurs
354  *              in the generic implementation of transfer_one_message().
355  * @unprepare_message: undo any work done by prepare_message().
356  * @cs_gpios: Array of GPIOs to use as chip select lines; one per CS
357  *      number. Any individual value may be -ENOENT for CS lines that
358  *      are not GPIOs (driven by the SPI controller itself).
359  * @statistics: statistics for the spi_master
360  * @dma_tx: DMA transmit channel
361  * @dma_rx: DMA receive channel
362  * @dummy_rx: dummy receive buffer for full-duplex devices
363  * @dummy_tx: dummy transmit buffer for full-duplex devices
364  *
365  * Each SPI master controller can communicate with one or more @spi_device
366  * children.  These make a small bus, sharing MOSI, MISO and SCK signals
367  * but not chip select signals.  Each device may be configured to use a
368  * different clock rate, since those shared signals are ignored unless
369  * the chip is selected.
370  *
371  * The driver for an SPI controller manages access to those devices through
372  * a queue of spi_message transactions, copying data between CPU memory and
373  * an SPI slave device.  For each such message it queues, it calls the
374  * message's completion function when the transaction completes.
375  */
376 struct spi_master {
377         struct device   dev;
378
379         struct list_head list;
380
381         /* other than negative (== assign one dynamically), bus_num is fully
382          * board-specific.  usually that simplifies to being SOC-specific.
383          * example:  one SOC has three SPI controllers, numbered 0..2,
384          * and one board's schematics might show it using SPI-2.  software
385          * would normally use bus_num=2 for that controller.
386          */
387         s16                     bus_num;
388
389         /* chipselects will be integral to many controllers; some others
390          * might use board-specific GPIOs.
391          */
392         u16                     num_chipselect;
393
394         /* some SPI controllers pose alignment requirements on DMAable
395          * buffers; let protocol drivers know about these requirements.
396          */
397         u16                     dma_alignment;
398
399         /* spi_device.mode flags understood by this controller driver */
400         u16                     mode_bits;
401
402         /* bitmask of supported bits_per_word for transfers */
403         u32                     bits_per_word_mask;
404 #define SPI_BPW_MASK(bits) BIT((bits) - 1)
405 #define SPI_BIT_MASK(bits) (((bits) == 32) ? ~0U : (BIT(bits) - 1))
406 #define SPI_BPW_RANGE_MASK(min, max) (SPI_BIT_MASK(max) - SPI_BIT_MASK(min - 1))
407
408         /* limits on transfer speed */
409         u32                     min_speed_hz;
410         u32                     max_speed_hz;
411
412         /* other constraints relevant to this driver */
413         u16                     flags;
414 #define SPI_MASTER_HALF_DUPLEX  BIT(0)          /* can't do full duplex */
415 #define SPI_MASTER_NO_RX        BIT(1)          /* can't do buffer read */
416 #define SPI_MASTER_NO_TX        BIT(2)          /* can't do buffer write */
417 #define SPI_MASTER_MUST_RX      BIT(3)          /* requires rx */
418 #define SPI_MASTER_MUST_TX      BIT(4)          /* requires tx */
419
420         /* lock and mutex for SPI bus locking */
421         spinlock_t              bus_lock_spinlock;
422         struct mutex            bus_lock_mutex;
423
424         /* flag indicating that the SPI bus is locked for exclusive use */
425         bool                    bus_lock_flag;
426
427         /* Setup mode and clock, etc (spi driver may call many times).
428          *
429          * IMPORTANT:  this may be called when transfers to another
430          * device are active.  DO NOT UPDATE SHARED REGISTERS in ways
431          * which could break those transfers.
432          */
433         int                     (*setup)(struct spi_device *spi);
434
435         /* bidirectional bulk transfers
436          *
437          * + The transfer() method may not sleep; its main role is
438          *   just to add the message to the queue.
439          * + For now there's no remove-from-queue operation, or
440          *   any other request management
441          * + To a given spi_device, message queueing is pure fifo
442          *
443          * + The master's main job is to process its message queue,
444          *   selecting a chip then transferring data
445          * + If there are multiple spi_device children, the i/o queue
446          *   arbitration algorithm is unspecified (round robin, fifo,
447          *   priority, reservations, preemption, etc)
448          *
449          * + Chipselect stays active during the entire message
450          *   (unless modified by spi_transfer.cs_change != 0).
451          * + The message transfers use clock and SPI mode parameters
452          *   previously established by setup() for this device
453          */
454         int                     (*transfer)(struct spi_device *spi,
455                                                 struct spi_message *mesg);
456
457         /* called on release() to free memory provided by spi_master */
458         void                    (*cleanup)(struct spi_device *spi);
459
460         /*
461          * Used to enable core support for DMA handling, if can_dma()
462          * exists and returns true then the transfer will be mapped
463          * prior to transfer_one() being called.  The driver should
464          * not modify or store xfer and dma_tx and dma_rx must be set
465          * while the device is prepared.
466          */
467         bool                    (*can_dma)(struct spi_master *master,
468                                            struct spi_device *spi,
469                                            struct spi_transfer *xfer);
470
471         /*
472          * These hooks are for drivers that want to use the generic
473          * master transfer queueing mechanism. If these are used, the
474          * transfer() function above must NOT be specified by the driver.
475          * Over time we expect SPI drivers to be phased over to this API.
476          */
477         bool                            queued;
478         struct kthread_worker           kworker;
479         struct task_struct              *kworker_task;
480         struct kthread_work             pump_messages;
481         spinlock_t                      queue_lock;
482         struct list_head                queue;
483         struct spi_message              *cur_msg;
484         bool                            idling;
485         bool                            busy;
486         bool                            running;
487         bool                            rt;
488         bool                            auto_runtime_pm;
489         bool                            cur_msg_prepared;
490         bool                            cur_msg_mapped;
491         struct completion               xfer_completion;
492         size_t                          max_dma_len;
493
494         int (*prepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master);
495         int (*transfer_one_message)(struct spi_master *master,
496                                     struct spi_message *mesg);
497         int (*unprepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master);
498         int (*prepare_message)(struct spi_master *master,
499                                struct spi_message *message);
500         int (*unprepare_message)(struct spi_master *master,
501                                  struct spi_message *message);
502
503         /*
504          * These hooks are for drivers that use a generic implementation
505          * of transfer_one_message() provied by the core.
506          */
507         void (*set_cs)(struct spi_device *spi, bool enable);
508         int (*transfer_one)(struct spi_master *master, struct spi_device *spi,
509                             struct spi_transfer *transfer);
510         void (*handle_err)(struct spi_master *master,
511                            struct spi_message *message);
512
513         /* gpio chip select */
514         int                     *cs_gpios;
515
516         /* statistics */
517         struct spi_statistics   statistics;
518
519         /* DMA channels for use with core dmaengine helpers */
520         struct dma_chan         *dma_tx;
521         struct dma_chan         *dma_rx;
522
523         /* dummy data for full duplex devices */
524         void                    *dummy_rx;
525         void                    *dummy_tx;
526 };
527
528 static inline void *spi_master_get_devdata(struct spi_master *master)
529 {
530         return dev_get_drvdata(&master->dev);
531 }
532
533 static inline void spi_master_set_devdata(struct spi_master *master, void *data)
534 {
535         dev_set_drvdata(&master->dev, data);
536 }
537
538 static inline struct spi_master *spi_master_get(struct spi_master *master)
539 {
540         if (!master || !get_device(&master->dev))
541                 return NULL;
542         return master;
543 }
544
545 static inline void spi_master_put(struct spi_master *master)
546 {
547         if (master)
548                 put_device(&master->dev);
549 }
550
551 /* PM calls that need to be issued by the driver */
552 extern int spi_master_suspend(struct spi_master *master);
553 extern int spi_master_resume(struct spi_master *master);
554
555 /* Calls the driver make to interact with the message queue */
556 extern struct spi_message *spi_get_next_queued_message(struct spi_master *master);
557 extern void spi_finalize_current_message(struct spi_master *master);
558 extern void spi_finalize_current_transfer(struct spi_master *master);
559
560 /* the spi driver core manages memory for the spi_master classdev */
561 extern struct spi_master *
562 spi_alloc_master(struct device *host, unsigned size);
563
564 extern int spi_register_master(struct spi_master *master);
565 extern int devm_spi_register_master(struct device *dev,
566                                     struct spi_master *master);
567 extern void spi_unregister_master(struct spi_master *master);
568
569 extern struct spi_master *spi_busnum_to_master(u16 busnum);
570
571 /*---------------------------------------------------------------------------*/
572
573 /*
574  * I/O INTERFACE between SPI controller and protocol drivers
575  *
576  * Protocol drivers use a queue of spi_messages, each transferring data
577  * between the controller and memory buffers.
578  *
579  * The spi_messages themselves consist of a series of read+write transfer
580  * segments.  Those segments always read the same number of bits as they
581  * write; but one or the other is easily ignored by passing a null buffer
582  * pointer.  (This is unlike most types of I/O API, because SPI hardware
583  * is full duplex.)
584  *
585  * NOTE:  Allocation of spi_transfer and spi_message memory is entirely
586  * up to the protocol driver, which guarantees the integrity of both (as
587  * well as the data buffers) for as long as the message is queued.
588  */
589
590 /**
591  * struct spi_transfer - a read/write buffer pair
592  * @tx_buf: data to be written (dma-safe memory), or NULL
593  * @rx_buf: data to be read (dma-safe memory), or NULL
594  * @tx_dma: DMA address of tx_buf, if @spi_message.is_dma_mapped
595  * @rx_dma: DMA address of rx_buf, if @spi_message.is_dma_mapped
596  * @tx_nbits: number of bits used for writing. If 0 the default
597  *      (SPI_NBITS_SINGLE) is used.
598  * @rx_nbits: number of bits used for reading. If 0 the default
599  *      (SPI_NBITS_SINGLE) is used.
600  * @len: size of rx and tx buffers (in bytes)
601  * @speed_hz: Select a speed other than the device default for this
602  *      transfer. If 0 the default (from @spi_device) is used.
603  * @bits_per_word: select a bits_per_word other than the device default
604  *      for this transfer. If 0 the default (from @spi_device) is used.
605  * @cs_change: affects chipselect after this transfer completes
606  * @delay_usecs: microseconds to delay after this transfer before
607  *      (optionally) changing the chipselect status, then starting
608  *      the next transfer or completing this @spi_message.
609  * @transfer_list: transfers are sequenced through @spi_message.transfers
610  * @tx_sg: Scatterlist for transmit, currently not for client use
611  * @rx_sg: Scatterlist for receive, currently not for client use
612  *
613  * SPI transfers always write the same number of bytes as they read.
614  * Protocol drivers should always provide @rx_buf and/or @tx_buf.
615  * In some cases, they may also want to provide DMA addresses for
616  * the data being transferred; that may reduce overhead, when the
617  * underlying driver uses dma.
618  *
619  * If the transmit buffer is null, zeroes will be shifted out
620  * while filling @rx_buf.  If the receive buffer is null, the data
621  * shifted in will be discarded.  Only "len" bytes shift out (or in).
622  * It's an error to try to shift out a partial word.  (For example, by
623  * shifting out three bytes with word size of sixteen or twenty bits;
624  * the former uses two bytes per word, the latter uses four bytes.)
625  *
626  * In-memory data values are always in native CPU byte order, translated
627  * from the wire byte order (big-endian except with SPI_LSB_FIRST).  So
628  * for example when bits_per_word is sixteen, buffers are 2N bytes long
629  * (@len = 2N) and hold N sixteen bit words in CPU byte order.
630  *
631  * When the word size of the SPI transfer is not a power-of-two multiple
632  * of eight bits, those in-memory words include extra bits.  In-memory
633  * words are always seen by protocol drivers as right-justified, so the
634  * undefined (rx) or unused (tx) bits are always the most significant bits.
635  *
636  * All SPI transfers start with the relevant chipselect active.  Normally
637  * it stays selected until after the last transfer in a message.  Drivers
638  * can affect the chipselect signal using cs_change.
639  *
640  * (i) If the transfer isn't the last one in the message, this flag is
641  * used to make the chipselect briefly go inactive in the middle of the
642  * message.  Toggling chipselect in this way may be needed to terminate
643  * a chip command, letting a single spi_message perform all of group of
644  * chip transactions together.
645  *
646  * (ii) When the transfer is the last one in the message, the chip may
647  * stay selected until the next transfer.  On multi-device SPI busses
648  * with nothing blocking messages going to other devices, this is just
649  * a performance hint; starting a message to another device deselects
650  * this one.  But in other cases, this can be used to ensure correctness.
651  * Some devices need protocol transactions to be built from a series of
652  * spi_message submissions, where the content of one message is determined
653  * by the results of previous messages and where the whole transaction
654  * ends when the chipselect goes intactive.
655  *
656  * When SPI can transfer in 1x,2x or 4x. It can get this transfer information
657  * from device through @tx_nbits and @rx_nbits. In Bi-direction, these
658  * two should both be set. User can set transfer mode with SPI_NBITS_SINGLE(1x)
659  * SPI_NBITS_DUAL(2x) and SPI_NBITS_QUAD(4x) to support these three transfer.
660  *
661  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
662  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
663  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
664  * insulate against future API updates.  After you submit a message
665  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
666  */
667 struct spi_transfer {
668         /* it's ok if tx_buf == rx_buf (right?)
669          * for MicroWire, one buffer must be null
670          * buffers must work with dma_*map_single() calls, unless
671          *   spi_message.is_dma_mapped reports a pre-existing mapping
672          */
673         const void      *tx_buf;
674         void            *rx_buf;
675         unsigned        len;
676
677         dma_addr_t      tx_dma;
678         dma_addr_t      rx_dma;
679         struct sg_table tx_sg;
680         struct sg_table rx_sg;
681
682         unsigned        cs_change:1;
683         unsigned        tx_nbits:3;
684         unsigned        rx_nbits:3;
685 #define SPI_NBITS_SINGLE        0x01 /* 1bit transfer */
686 #define SPI_NBITS_DUAL          0x02 /* 2bits transfer */
687 #define SPI_NBITS_QUAD          0x04 /* 4bits transfer */
688         u8              bits_per_word;
689         u16             delay_usecs;
690         u32             speed_hz;
691
692         struct list_head transfer_list;
693 };
694
695 /**
696  * struct spi_message - one multi-segment SPI transaction
697  * @transfers: list of transfer segments in this transaction
698  * @spi: SPI device to which the transaction is queued
699  * @is_dma_mapped: if true, the caller provided both dma and cpu virtual
700  *      addresses for each transfer buffer
701  * @complete: called to report transaction completions
702  * @context: the argument to complete() when it's called
703  * @frame_length: the total number of bytes in the message
704  * @actual_length: the total number of bytes that were transferred in all
705  *      successful segments
706  * @status: zero for success, else negative errno
707  * @queue: for use by whichever driver currently owns the message
708  * @state: for use by whichever driver currently owns the message
709  *
710  * A @spi_message is used to execute an atomic sequence of data transfers,
711  * each represented by a struct spi_transfer.  The sequence is "atomic"
712  * in the sense that no other spi_message may use that SPI bus until that
713  * sequence completes.  On some systems, many such sequences can execute as
714  * as single programmed DMA transfer.  On all systems, these messages are
715  * queued, and might complete after transactions to other devices.  Messages
716  * sent to a given spi_device are always executed in FIFO order.
717  *
718  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
719  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
720  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
721  * insulate against future API updates.  After you submit a message
722  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
723  */
724 struct spi_message {
725         struct list_head        transfers;
726
727         struct spi_device       *spi;
728
729         unsigned                is_dma_mapped:1;
730
731         /* REVISIT:  we might want a flag affecting the behavior of the
732          * last transfer ... allowing things like "read 16 bit length L"
733          * immediately followed by "read L bytes".  Basically imposing
734          * a specific message scheduling algorithm.
735          *
736          * Some controller drivers (message-at-a-time queue processing)
737          * could provide that as their default scheduling algorithm.  But
738          * others (with multi-message pipelines) could need a flag to
739          * tell them about such special cases.
740          */
741
742         /* completion is reported through a callback */
743         void                    (*complete)(void *context);
744         void                    *context;
745         unsigned                frame_length;
746         unsigned                actual_length;
747         int                     status;
748
749         /* for optional use by whatever driver currently owns the
750          * spi_message ...  between calls to spi_async and then later
751          * complete(), that's the spi_master controller driver.
752          */
753         struct list_head        queue;
754         void                    *state;
755 };
756
757 static inline void spi_message_init(struct spi_message *m)
758 {
759         memset(m, 0, sizeof *m);
760         INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
761 }
762
763 static inline void
764 spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m)
765 {
766         list_add_tail(&t->transfer_list, &m->transfers);
767 }
768
769 static inline void
770 spi_transfer_del(struct spi_transfer *t)
771 {
772         list_del(&t->transfer_list);
773 }
774
775 /**
776  * spi_message_init_with_transfers - Initialize spi_message and append transfers
777  * @m: spi_message to be initialized
778  * @xfers: An array of spi transfers
779  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
780  *
781  * This function initializes the given spi_message and adds each spi_transfer in
782  * the given array to the message.
783  */
784 static inline void
785 spi_message_init_with_transfers(struct spi_message *m,
786 struct spi_transfer *xfers, unsigned int num_xfers)
787 {
788         unsigned int i;
789
790         spi_message_init(m);
791         for (i = 0; i < num_xfers; ++i)
792                 spi_message_add_tail(&xfers[i], m);
793 }
794
795 /* It's fine to embed message and transaction structures in other data
796  * structures so long as you don't free them while they're in use.
797  */
798
799 static inline struct spi_message *spi_message_alloc(unsigned ntrans, gfp_t flags)
800 {
801         struct spi_message *m;
802
803         m = kzalloc(sizeof(struct spi_message)
804                         + ntrans * sizeof(struct spi_transfer),
805                         flags);
806         if (m) {
807                 unsigned i;
808                 struct spi_transfer *t = (struct spi_transfer *)(m + 1);
809
810                 INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
811                 for (i = 0; i < ntrans; i++, t++)
812                         spi_message_add_tail(t, m);
813         }
814         return m;
815 }
816
817 static inline void spi_message_free(struct spi_message *m)
818 {
819         kfree(m);
820 }
821
822 extern int spi_setup(struct spi_device *spi);
823 extern int spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
824 extern int spi_async_locked(struct spi_device *spi,
825                             struct spi_message *message);
826
827 /*---------------------------------------------------------------------------*/
828
829 /* All these synchronous SPI transfer routines are utilities layered
830  * over the core async transfer primitive.  Here, "synchronous" means
831  * they will sleep uninterruptibly until the async transfer completes.
832  */
833
834 extern int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
835 extern int spi_sync_locked(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
836 extern int spi_bus_lock(struct spi_master *master);
837 extern int spi_bus_unlock(struct spi_master *master);
838
839 /**
840  * spi_write - SPI synchronous write
841  * @spi: device to which data will be written
842  * @buf: data buffer
843  * @len: data buffer size
844  * Context: can sleep
845  *
846  * This writes the buffer and returns zero or a negative error code.
847  * Callable only from contexts that can sleep.
848  */
849 static inline int
850 spi_write(struct spi_device *spi, const void *buf, size_t len)
851 {
852         struct spi_transfer     t = {
853                         .tx_buf         = buf,
854                         .len            = len,
855                 };
856         struct spi_message      m;
857
858         spi_message_init(&m);
859         spi_message_add_tail(&t, &m);
860         return spi_sync(spi, &m);
861 }
862
863 /**
864  * spi_read - SPI synchronous read
865  * @spi: device from which data will be read
866  * @buf: data buffer
867  * @len: data buffer size
868  * Context: can sleep
869  *
870  * This reads the buffer and returns zero or a negative error code.
871  * Callable only from contexts that can sleep.
872  */
873 static inline int
874 spi_read(struct spi_device *spi, void *buf, size_t len)
875 {
876         struct spi_transfer     t = {
877                         .rx_buf         = buf,
878                         .len            = len,
879                 };
880         struct spi_message      m;
881
882         spi_message_init(&m);
883         spi_message_add_tail(&t, &m);
884         return spi_sync(spi, &m);
885 }
886
887 /**
888  * spi_sync_transfer - synchronous SPI data transfer
889  * @spi: device with which data will be exchanged
890  * @xfers: An array of spi_transfers
891  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
892  * Context: can sleep
893  *
894  * Does a synchronous SPI data transfer of the given spi_transfer array.
895  *
896  * For more specific semantics see spi_sync().
897  *
898  * It returns zero on success, else a negative error code.
899  */
900 static inline int
901 spi_sync_transfer(struct spi_device *spi, struct spi_transfer *xfers,
902         unsigned int num_xfers)
903 {
904         struct spi_message msg;
905
906         spi_message_init_with_transfers(&msg, xfers, num_xfers);
907
908         return spi_sync(spi, &msg);
909 }
910
911 /* this copies txbuf and rxbuf data; for small transfers only! */
912 extern int spi_write_then_read(struct spi_device *spi,
913                 const void *txbuf, unsigned n_tx,
914                 void *rxbuf, unsigned n_rx);
915
916 /**
917  * spi_w8r8 - SPI synchronous 8 bit write followed by 8 bit read
918  * @spi: device with which data will be exchanged
919  * @cmd: command to be written before data is read back
920  * Context: can sleep
921  *
922  * This returns the (unsigned) eight bit number returned by the
923  * device, or else a negative error code.  Callable only from
924  * contexts that can sleep.
925  */
926 static inline ssize_t spi_w8r8(struct spi_device *spi, u8 cmd)
927 {
928         ssize_t                 status;
929         u8                      result;
930
931         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 1);
932
933         /* return negative errno or unsigned value */
934         return (status < 0) ? status : result;
935 }
936
937 /**
938  * spi_w8r16 - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit read
939  * @spi: device with which data will be exchanged
940  * @cmd: command to be written before data is read back
941  * Context: can sleep
942  *
943  * This returns the (unsigned) sixteen bit number returned by the
944  * device, or else a negative error code.  Callable only from
945  * contexts that can sleep.
946  *
947  * The number is returned in wire-order, which is at least sometimes
948  * big-endian.
949  */
950 static inline ssize_t spi_w8r16(struct spi_device *spi, u8 cmd)
951 {
952         ssize_t                 status;
953         u16                     result;
954
955         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 2);
956
957         /* return negative errno or unsigned value */
958         return (status < 0) ? status : result;
959 }
960
961 /**
962  * spi_w8r16be - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit big-endian read
963  * @spi: device with which data will be exchanged
964  * @cmd: command to be written before data is read back
965  * Context: can sleep
966  *
967  * This returns the (unsigned) sixteen bit number returned by the device in cpu
968  * endianness, or else a negative error code. Callable only from contexts that
969  * can sleep.
970  *
971  * This function is similar to spi_w8r16, with the exception that it will
972  * convert the read 16 bit data word from big-endian to native endianness.
973  *
974  */
975 static inline ssize_t spi_w8r16be(struct spi_device *spi, u8 cmd)
976
977 {
978         ssize_t status;
979         __be16 result;
980
981         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 2);
982         if (status < 0)
983                 return status;
984
985         return be16_to_cpu(result);
986 }
987
988 /*---------------------------------------------------------------------------*/
989
990 /*
991  * INTERFACE between board init code and SPI infrastructure.
992  *
993  * No SPI driver ever sees these SPI device table segments, but
994  * it's how the SPI core (or adapters that get hotplugged) grows
995  * the driver model tree.
996  *
997  * As a rule, SPI devices can't be probed.  Instead, board init code
998  * provides a table listing the devices which are present, with enough
999  * information to bind and set up the device's driver.  There's basic
1000  * support for nonstatic configurations too; enough to handle adding
1001  * parport adapters, or microcontrollers acting as USB-to-SPI bridges.
1002  */
1003
1004 /**
1005  * struct spi_board_info - board-specific template for a SPI device
1006  * @modalias: Initializes spi_device.modalias; identifies the driver.
1007  * @platform_data: Initializes spi_device.platform_data; the particular
1008  *      data stored there is driver-specific.
1009  * @controller_data: Initializes spi_device.controller_data; some
1010  *      controllers need hints about hardware setup, e.g. for DMA.
1011  * @irq: Initializes spi_device.irq; depends on how the board is wired.
1012  * @max_speed_hz: Initializes spi_device.max_speed_hz; based on limits
1013  *      from the chip datasheet and board-specific signal quality issues.
1014  * @bus_num: Identifies which spi_master parents the spi_device; unused
1015  *      by spi_new_device(), and otherwise depends on board wiring.
1016  * @chip_select: Initializes spi_device.chip_select; depends on how
1017  *      the board is wired.
1018  * @mode: Initializes spi_device.mode; based on the chip datasheet, board
1019  *      wiring (some devices support both 3WIRE and standard modes), and
1020  *      possibly presence of an inverter in the chipselect path.
1021  *
1022  * When adding new SPI devices to the device tree, these structures serve
1023  * as a partial device template.  They hold information which can't always
1024  * be determined by drivers.  Information that probe() can establish (such
1025  * as the default transfer wordsize) is not included here.
1026  *
1027  * These structures are used in two places.  Their primary role is to
1028  * be stored in tables of board-specific device descriptors, which are
1029  * declared early in board initialization and then used (much later) to
1030  * populate a controller's device tree after the that controller's driver
1031  * initializes.  A secondary (and atypical) role is as a parameter to
1032  * spi_new_device() call, which happens after those controller drivers
1033  * are active in some dynamic board configuration models.
1034  */
1035 struct spi_board_info {
1036         /* the device name and module name are coupled, like platform_bus;
1037          * "modalias" is normally the driver name.
1038          *
1039          * platform_data goes to spi_device.dev.platform_data,
1040          * controller_data goes to spi_device.controller_data,
1041          * irq is copied too
1042          */
1043         char            modalias[SPI_NAME_SIZE];
1044         const void      *platform_data;
1045         void            *controller_data;
1046         int             irq;
1047
1048         /* slower signaling on noisy or low voltage boards */
1049         u32             max_speed_hz;
1050
1051
1052         /* bus_num is board specific and matches the bus_num of some
1053          * spi_master that will probably be registered later.
1054          *
1055          * chip_select reflects how this chip is wired to that master;
1056          * it's less than num_chipselect.
1057          */
1058         u16             bus_num;
1059         u16             chip_select;
1060
1061         /* mode becomes spi_device.mode, and is essential for chips
1062          * where the default of SPI_CS_HIGH = 0 is wrong.
1063          */
1064         u16             mode;
1065
1066         /* ... may need additional spi_device chip config data here.
1067          * avoid stuff protocol drivers can set; but include stuff
1068          * needed to behave without being bound to a driver:
1069          *  - quirks like clock rate mattering when not selected
1070          */
1071 };
1072
1073 #ifdef  CONFIG_SPI
1074 extern int
1075 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n);
1076 #else
1077 /* board init code may ignore whether SPI is configured or not */
1078 static inline int
1079 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n)
1080         { return 0; }
1081 #endif
1082
1083
1084 /* If you're hotplugging an adapter with devices (parport, usb, etc)
1085  * use spi_new_device() to describe each device.  You can also call
1086  * spi_unregister_device() to start making that device vanish, but
1087  * normally that would be handled by spi_unregister_master().
1088  *
1089  * You can also use spi_alloc_device() and spi_add_device() to use a two
1090  * stage registration sequence for each spi_device.  This gives the caller
1091  * some more control over the spi_device structure before it is registered,
1092  * but requires that caller to initialize fields that would otherwise
1093  * be defined using the board info.
1094  */
1095 extern struct spi_device *
1096 spi_alloc_device(struct spi_master *master);
1097
1098 extern int
1099 spi_add_device(struct spi_device *spi);
1100
1101 extern struct spi_device *
1102 spi_new_device(struct spi_master *, struct spi_board_info *);
1103
1104 static inline void
1105 spi_unregister_device(struct spi_device *spi)
1106 {
1107         if (spi)
1108                 device_unregister(&spi->dev);
1109 }
1110
1111 extern const struct spi_device_id *
1112 spi_get_device_id(const struct spi_device *sdev);
1113
1114 static inline bool
1115 spi_transfer_is_last(struct spi_master *master, struct spi_transfer *xfer)
1116 {
1117         return list_is_last(&xfer->transfer_list, &master->cur_msg->transfers);
1118 }
1119
1120 #endif /* __LINUX_SPI_H */