userfaultfd: prevent concurrent API initialization
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / spi / spi.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2  *
3  * Copyright (C) 2005 David Brownell
4  */
5
6 #ifndef __LINUX_SPI_H
7 #define __LINUX_SPI_H
8
9 #include <linux/bits.h>
10 #include <linux/device.h>
11 #include <linux/mod_devicetable.h>
12 #include <linux/slab.h>
13 #include <linux/kthread.h>
14 #include <linux/completion.h>
15 #include <linux/scatterlist.h>
16 #include <linux/gpio/consumer.h>
17 #include <linux/ptp_clock_kernel.h>
18
19 #include <uapi/linux/spi/spi.h>
20
21 struct dma_chan;
22 struct software_node;
23 struct spi_controller;
24 struct spi_transfer;
25 struct spi_controller_mem_ops;
26
27 /*
28  * INTERFACES between SPI master-side drivers and SPI slave protocol handlers,
29  * and SPI infrastructure.
30  */
31 extern struct bus_type spi_bus_type;
32
33 /**
34  * struct spi_statistics - statistics for spi transfers
35  * @lock:          lock protecting this structure
36  *
37  * @messages:      number of spi-messages handled
38  * @transfers:     number of spi_transfers handled
39  * @errors:        number of errors during spi_transfer
40  * @timedout:      number of timeouts during spi_transfer
41  *
42  * @spi_sync:      number of times spi_sync is used
43  * @spi_sync_immediate:
44  *                 number of times spi_sync is executed immediately
45  *                 in calling context without queuing and scheduling
46  * @spi_async:     number of times spi_async is used
47  *
48  * @bytes:         number of bytes transferred to/from device
49  * @bytes_tx:      number of bytes sent to device
50  * @bytes_rx:      number of bytes received from device
51  *
52  * @transfer_bytes_histo:
53  *                 transfer bytes histogramm
54  *
55  * @transfers_split_maxsize:
56  *                 number of transfers that have been split because of
57  *                 maxsize limit
58  */
59 struct spi_statistics {
60         spinlock_t              lock; /* lock for the whole structure */
61
62         unsigned long           messages;
63         unsigned long           transfers;
64         unsigned long           errors;
65         unsigned long           timedout;
66
67         unsigned long           spi_sync;
68         unsigned long           spi_sync_immediate;
69         unsigned long           spi_async;
70
71         unsigned long long      bytes;
72         unsigned long long      bytes_rx;
73         unsigned long long      bytes_tx;
74
75 #define SPI_STATISTICS_HISTO_SIZE 17
76         unsigned long transfer_bytes_histo[SPI_STATISTICS_HISTO_SIZE];
77
78         unsigned long transfers_split_maxsize;
79 };
80
81 void spi_statistics_add_transfer_stats(struct spi_statistics *stats,
82                                        struct spi_transfer *xfer,
83                                        struct spi_controller *ctlr);
84
85 #define SPI_STATISTICS_ADD_TO_FIELD(stats, field, count)        \
86         do {                                                    \
87                 unsigned long flags;                            \
88                 spin_lock_irqsave(&(stats)->lock, flags);       \
89                 (stats)->field += count;                        \
90                 spin_unlock_irqrestore(&(stats)->lock, flags);  \
91         } while (0)
92
93 #define SPI_STATISTICS_INCREMENT_FIELD(stats, field)    \
94         SPI_STATISTICS_ADD_TO_FIELD(stats, field, 1)
95
96 /**
97  * struct spi_delay - SPI delay information
98  * @value: Value for the delay
99  * @unit: Unit for the delay
100  */
101 struct spi_delay {
102 #define SPI_DELAY_UNIT_USECS    0
103 #define SPI_DELAY_UNIT_NSECS    1
104 #define SPI_DELAY_UNIT_SCK      2
105         u16     value;
106         u8      unit;
107 };
108
109 extern int spi_delay_to_ns(struct spi_delay *_delay, struct spi_transfer *xfer);
110 extern int spi_delay_exec(struct spi_delay *_delay, struct spi_transfer *xfer);
111
112 /**
113  * struct spi_device - Controller side proxy for an SPI slave device
114  * @dev: Driver model representation of the device.
115  * @controller: SPI controller used with the device.
116  * @master: Copy of controller, for backwards compatibility.
117  * @max_speed_hz: Maximum clock rate to be used with this chip
118  *      (on this board); may be changed by the device's driver.
119  *      The spi_transfer.speed_hz can override this for each transfer.
120  * @chip_select: Chipselect, distinguishing chips handled by @controller.
121  * @mode: The spi mode defines how data is clocked out and in.
122  *      This may be changed by the device's driver.
123  *      The "active low" default for chipselect mode can be overridden
124  *      (by specifying SPI_CS_HIGH) as can the "MSB first" default for
125  *      each word in a transfer (by specifying SPI_LSB_FIRST).
126  * @bits_per_word: Data transfers involve one or more words; word sizes
127  *      like eight or 12 bits are common.  In-memory wordsizes are
128  *      powers of two bytes (e.g. 20 bit samples use 32 bits).
129  *      This may be changed by the device's driver, or left at the
130  *      default (0) indicating protocol words are eight bit bytes.
131  *      The spi_transfer.bits_per_word can override this for each transfer.
132  * @rt: Make the pump thread real time priority.
133  * @irq: Negative, or the number passed to request_irq() to receive
134  *      interrupts from this device.
135  * @controller_state: Controller's runtime state
136  * @controller_data: Board-specific definitions for controller, such as
137  *      FIFO initialization parameters; from board_info.controller_data
138  * @modalias: Name of the driver to use with this device, or an alias
139  *      for that name.  This appears in the sysfs "modalias" attribute
140  *      for driver coldplugging, and in uevents used for hotplugging
141  * @driver_override: If the name of a driver is written to this attribute, then
142  *      the device will bind to the named driver and only the named driver.
143  * @cs_gpio: LEGACY: gpio number of the chipselect line (optional, -ENOENT when
144  *      not using a GPIO line) use cs_gpiod in new drivers by opting in on
145  *      the spi_master.
146  * @cs_gpiod: gpio descriptor of the chipselect line (optional, NULL when
147  *      not using a GPIO line)
148  * @word_delay: delay to be inserted between consecutive
149  *      words of a transfer
150  *
151  * @statistics: statistics for the spi_device
152  *
153  * A @spi_device is used to interchange data between an SPI slave
154  * (usually a discrete chip) and CPU memory.
155  *
156  * In @dev, the platform_data is used to hold information about this
157  * device that's meaningful to the device's protocol driver, but not
158  * to its controller.  One example might be an identifier for a chip
159  * variant with slightly different functionality; another might be
160  * information about how this particular board wires the chip's pins.
161  */
162 struct spi_device {
163         struct device           dev;
164         struct spi_controller   *controller;
165         struct spi_controller   *master;        /* compatibility layer */
166         u32                     max_speed_hz;
167         u8                      chip_select;
168         u8                      bits_per_word;
169         bool                    rt;
170 #define SPI_NO_TX       BIT(31)         /* no transmit wire */
171 #define SPI_NO_RX       BIT(30)         /* no receive wire */
172         /*
173          * All bits defined above should be covered by SPI_MODE_KERNEL_MASK.
174          * The SPI_MODE_KERNEL_MASK has the SPI_MODE_USER_MASK counterpart,
175          * which is defined in 'include/uapi/linux/spi/spi.h'.
176          * The bits defined here are from bit 31 downwards, while in
177          * SPI_MODE_USER_MASK are from 0 upwards.
178          * These bits must not overlap. A static assert check should make sure of that.
179          * If adding extra bits, make sure to decrease the bit index below as well.
180          */
181 #define SPI_MODE_KERNEL_MASK    (~(BIT(30) - 1))
182         u32                     mode;
183         int                     irq;
184         void                    *controller_state;
185         void                    *controller_data;
186         char                    modalias[SPI_NAME_SIZE];
187         const char              *driver_override;
188         int                     cs_gpio;        /* LEGACY: chip select gpio */
189         struct gpio_desc        *cs_gpiod;      /* chip select gpio desc */
190         struct spi_delay        word_delay; /* inter-word delay */
191
192         /* the statistics */
193         struct spi_statistics   statistics;
194
195         /*
196          * likely need more hooks for more protocol options affecting how
197          * the controller talks to each chip, like:
198          *  - memory packing (12 bit samples into low bits, others zeroed)
199          *  - priority
200          *  - chipselect delays
201          *  - ...
202          */
203 };
204
205 /* Make sure that SPI_MODE_KERNEL_MASK & SPI_MODE_USER_MASK don't overlap */
206 static_assert((SPI_MODE_KERNEL_MASK & SPI_MODE_USER_MASK) == 0,
207               "SPI_MODE_USER_MASK & SPI_MODE_KERNEL_MASK must not overlap");
208
209 static inline struct spi_device *to_spi_device(struct device *dev)
210 {
211         return dev ? container_of(dev, struct spi_device, dev) : NULL;
212 }
213
214 /* most drivers won't need to care about device refcounting */
215 static inline struct spi_device *spi_dev_get(struct spi_device *spi)
216 {
217         return (spi && get_device(&spi->dev)) ? spi : NULL;
218 }
219
220 static inline void spi_dev_put(struct spi_device *spi)
221 {
222         if (spi)
223                 put_device(&spi->dev);
224 }
225
226 /* ctldata is for the bus_controller driver's runtime state */
227 static inline void *spi_get_ctldata(struct spi_device *spi)
228 {
229         return spi->controller_state;
230 }
231
232 static inline void spi_set_ctldata(struct spi_device *spi, void *state)
233 {
234         spi->controller_state = state;
235 }
236
237 /* device driver data */
238
239 static inline void spi_set_drvdata(struct spi_device *spi, void *data)
240 {
241         dev_set_drvdata(&spi->dev, data);
242 }
243
244 static inline void *spi_get_drvdata(struct spi_device *spi)
245 {
246         return dev_get_drvdata(&spi->dev);
247 }
248
249 struct spi_message;
250
251 /**
252  * struct spi_driver - Host side "protocol" driver
253  * @id_table: List of SPI devices supported by this driver
254  * @probe: Binds this driver to the spi device.  Drivers can verify
255  *      that the device is actually present, and may need to configure
256  *      characteristics (such as bits_per_word) which weren't needed for
257  *      the initial configuration done during system setup.
258  * @remove: Unbinds this driver from the spi device
259  * @shutdown: Standard shutdown callback used during system state
260  *      transitions such as powerdown/halt and kexec
261  * @driver: SPI device drivers should initialize the name and owner
262  *      field of this structure.
263  *
264  * This represents the kind of device driver that uses SPI messages to
265  * interact with the hardware at the other end of a SPI link.  It's called
266  * a "protocol" driver because it works through messages rather than talking
267  * directly to SPI hardware (which is what the underlying SPI controller
268  * driver does to pass those messages).  These protocols are defined in the
269  * specification for the device(s) supported by the driver.
270  *
271  * As a rule, those device protocols represent the lowest level interface
272  * supported by a driver, and it will support upper level interfaces too.
273  * Examples of such upper levels include frameworks like MTD, networking,
274  * MMC, RTC, filesystem character device nodes, and hardware monitoring.
275  */
276 struct spi_driver {
277         const struct spi_device_id *id_table;
278         int                     (*probe)(struct spi_device *spi);
279         int                     (*remove)(struct spi_device *spi);
280         void                    (*shutdown)(struct spi_device *spi);
281         struct device_driver    driver;
282 };
283
284 static inline struct spi_driver *to_spi_driver(struct device_driver *drv)
285 {
286         return drv ? container_of(drv, struct spi_driver, driver) : NULL;
287 }
288
289 extern int __spi_register_driver(struct module *owner, struct spi_driver *sdrv);
290
291 /**
292  * spi_unregister_driver - reverse effect of spi_register_driver
293  * @sdrv: the driver to unregister
294  * Context: can sleep
295  */
296 static inline void spi_unregister_driver(struct spi_driver *sdrv)
297 {
298         if (sdrv)
299                 driver_unregister(&sdrv->driver);
300 }
301
302 extern struct spi_device *spi_new_ancillary_device(struct spi_device *spi, u8 chip_select);
303
304 /* use a define to avoid include chaining to get THIS_MODULE */
305 #define spi_register_driver(driver) \
306         __spi_register_driver(THIS_MODULE, driver)
307
308 /**
309  * module_spi_driver() - Helper macro for registering a SPI driver
310  * @__spi_driver: spi_driver struct
311  *
312  * Helper macro for SPI drivers which do not do anything special in module
313  * init/exit. This eliminates a lot of boilerplate. Each module may only
314  * use this macro once, and calling it replaces module_init() and module_exit()
315  */
316 #define module_spi_driver(__spi_driver) \
317         module_driver(__spi_driver, spi_register_driver, \
318                         spi_unregister_driver)
319
320 /**
321  * struct spi_controller - interface to SPI master or slave controller
322  * @dev: device interface to this driver
323  * @list: link with the global spi_controller list
324  * @bus_num: board-specific (and often SOC-specific) identifier for a
325  *      given SPI controller.
326  * @num_chipselect: chipselects are used to distinguish individual
327  *      SPI slaves, and are numbered from zero to num_chipselects.
328  *      each slave has a chipselect signal, but it's common that not
329  *      every chipselect is connected to a slave.
330  * @dma_alignment: SPI controller constraint on DMA buffers alignment.
331  * @mode_bits: flags understood by this controller driver
332  * @buswidth_override_bits: flags to override for this controller driver
333  * @bits_per_word_mask: A mask indicating which values of bits_per_word are
334  *      supported by the driver. Bit n indicates that a bits_per_word n+1 is
335  *      supported. If set, the SPI core will reject any transfer with an
336  *      unsupported bits_per_word. If not set, this value is simply ignored,
337  *      and it's up to the individual driver to perform any validation.
338  * @min_speed_hz: Lowest supported transfer speed
339  * @max_speed_hz: Highest supported transfer speed
340  * @flags: other constraints relevant to this driver
341  * @slave: indicates that this is an SPI slave controller
342  * @max_transfer_size: function that returns the max transfer size for
343  *      a &spi_device; may be %NULL, so the default %SIZE_MAX will be used.
344  * @max_message_size: function that returns the max message size for
345  *      a &spi_device; may be %NULL, so the default %SIZE_MAX will be used.
346  * @io_mutex: mutex for physical bus access
347  * @bus_lock_spinlock: spinlock for SPI bus locking
348  * @bus_lock_mutex: mutex for exclusion of multiple callers
349  * @bus_lock_flag: indicates that the SPI bus is locked for exclusive use
350  * @setup: updates the device mode and clocking records used by a
351  *      device's SPI controller; protocol code may call this.  This
352  *      must fail if an unrecognized or unsupported mode is requested.
353  *      It's always safe to call this unless transfers are pending on
354  *      the device whose settings are being modified.
355  * @set_cs_timing: optional hook for SPI devices to request SPI master
356  * controller for configuring specific CS setup time, hold time and inactive
357  * delay interms of clock counts
358  * @transfer: adds a message to the controller's transfer queue.
359  * @cleanup: frees controller-specific state
360  * @can_dma: determine whether this controller supports DMA
361  * @queued: whether this controller is providing an internal message queue
362  * @kworker: pointer to thread struct for message pump
363  * @pump_messages: work struct for scheduling work to the message pump
364  * @queue_lock: spinlock to syncronise access to message queue
365  * @queue: message queue
366  * @idling: the device is entering idle state
367  * @cur_msg: the currently in-flight message
368  * @cur_msg_prepared: spi_prepare_message was called for the currently
369  *                    in-flight message
370  * @cur_msg_mapped: message has been mapped for DMA
371  * @last_cs_enable: was enable true on the last call to set_cs.
372  * @last_cs_mode_high: was (mode & SPI_CS_HIGH) true on the last call to set_cs.
373  * @xfer_completion: used by core transfer_one_message()
374  * @busy: message pump is busy
375  * @running: message pump is running
376  * @rt: whether this queue is set to run as a realtime task
377  * @auto_runtime_pm: the core should ensure a runtime PM reference is held
378  *                   while the hardware is prepared, using the parent
379  *                   device for the spidev
380  * @max_dma_len: Maximum length of a DMA transfer for the device.
381  * @prepare_transfer_hardware: a message will soon arrive from the queue
382  *      so the subsystem requests the driver to prepare the transfer hardware
383  *      by issuing this call
384  * @transfer_one_message: the subsystem calls the driver to transfer a single
385  *      message while queuing transfers that arrive in the meantime. When the
386  *      driver is finished with this message, it must call
387  *      spi_finalize_current_message() so the subsystem can issue the next
388  *      message
389  * @unprepare_transfer_hardware: there are currently no more messages on the
390  *      queue so the subsystem notifies the driver that it may relax the
391  *      hardware by issuing this call
392  *
393  * @set_cs: set the logic level of the chip select line.  May be called
394  *          from interrupt context.
395  * @prepare_message: set up the controller to transfer a single message,
396  *                   for example doing DMA mapping.  Called from threaded
397  *                   context.
398  * @transfer_one: transfer a single spi_transfer.
399  *
400  *                  - return 0 if the transfer is finished,
401  *                  - return 1 if the transfer is still in progress. When
402  *                    the driver is finished with this transfer it must
403  *                    call spi_finalize_current_transfer() so the subsystem
404  *                    can issue the next transfer. Note: transfer_one and
405  *                    transfer_one_message are mutually exclusive; when both
406  *                    are set, the generic subsystem does not call your
407  *                    transfer_one callback.
408  * @handle_err: the subsystem calls the driver to handle an error that occurs
409  *              in the generic implementation of transfer_one_message().
410  * @mem_ops: optimized/dedicated operations for interactions with SPI memory.
411  *           This field is optional and should only be implemented if the
412  *           controller has native support for memory like operations.
413  * @unprepare_message: undo any work done by prepare_message().
414  * @slave_abort: abort the ongoing transfer request on an SPI slave controller
415  * @cs_setup: delay to be introduced by the controller after CS is asserted
416  * @cs_hold: delay to be introduced by the controller before CS is deasserted
417  * @cs_inactive: delay to be introduced by the controller after CS is
418  *      deasserted. If @cs_change_delay is used from @spi_transfer, then the
419  *      two delays will be added up.
420  * @cs_gpios: LEGACY: array of GPIO descs to use as chip select lines; one per
421  *      CS number. Any individual value may be -ENOENT for CS lines that
422  *      are not GPIOs (driven by the SPI controller itself). Use the cs_gpiods
423  *      in new drivers.
424  * @cs_gpiods: Array of GPIO descs to use as chip select lines; one per CS
425  *      number. Any individual value may be NULL for CS lines that
426  *      are not GPIOs (driven by the SPI controller itself).
427  * @use_gpio_descriptors: Turns on the code in the SPI core to parse and grab
428  *      GPIO descriptors rather than using global GPIO numbers grabbed by the
429  *      driver. This will fill in @cs_gpiods and @cs_gpios should not be used,
430  *      and SPI devices will have the cs_gpiod assigned rather than cs_gpio.
431  * @unused_native_cs: When cs_gpiods is used, spi_register_controller() will
432  *      fill in this field with the first unused native CS, to be used by SPI
433  *      controller drivers that need to drive a native CS when using GPIO CS.
434  * @max_native_cs: When cs_gpiods is used, and this field is filled in,
435  *      spi_register_controller() will validate all native CS (including the
436  *      unused native CS) against this value.
437  * @statistics: statistics for the spi_controller
438  * @dma_tx: DMA transmit channel
439  * @dma_rx: DMA receive channel
440  * @dummy_rx: dummy receive buffer for full-duplex devices
441  * @dummy_tx: dummy transmit buffer for full-duplex devices
442  * @fw_translate_cs: If the boot firmware uses different numbering scheme
443  *      what Linux expects, this optional hook can be used to translate
444  *      between the two.
445  * @ptp_sts_supported: If the driver sets this to true, it must provide a
446  *      time snapshot in @spi_transfer->ptp_sts as close as possible to the
447  *      moment in time when @spi_transfer->ptp_sts_word_pre and
448  *      @spi_transfer->ptp_sts_word_post were transmitted.
449  *      If the driver does not set this, the SPI core takes the snapshot as
450  *      close to the driver hand-over as possible.
451  * @irq_flags: Interrupt enable state during PTP system timestamping
452  * @fallback: fallback to pio if dma transfer return failure with
453  *      SPI_TRANS_FAIL_NO_START.
454  *
455  * Each SPI controller can communicate with one or more @spi_device
456  * children.  These make a small bus, sharing MOSI, MISO and SCK signals
457  * but not chip select signals.  Each device may be configured to use a
458  * different clock rate, since those shared signals are ignored unless
459  * the chip is selected.
460  *
461  * The driver for an SPI controller manages access to those devices through
462  * a queue of spi_message transactions, copying data between CPU memory and
463  * an SPI slave device.  For each such message it queues, it calls the
464  * message's completion function when the transaction completes.
465  */
466 struct spi_controller {
467         struct device   dev;
468
469         struct list_head list;
470
471         /* other than negative (== assign one dynamically), bus_num is fully
472          * board-specific.  usually that simplifies to being SOC-specific.
473          * example:  one SOC has three SPI controllers, numbered 0..2,
474          * and one board's schematics might show it using SPI-2.  software
475          * would normally use bus_num=2 for that controller.
476          */
477         s16                     bus_num;
478
479         /* chipselects will be integral to many controllers; some others
480          * might use board-specific GPIOs.
481          */
482         u16                     num_chipselect;
483
484         /* some SPI controllers pose alignment requirements on DMAable
485          * buffers; let protocol drivers know about these requirements.
486          */
487         u16                     dma_alignment;
488
489         /* spi_device.mode flags understood by this controller driver */
490         u32                     mode_bits;
491
492         /* spi_device.mode flags override flags for this controller */
493         u32                     buswidth_override_bits;
494
495         /* bitmask of supported bits_per_word for transfers */
496         u32                     bits_per_word_mask;
497 #define SPI_BPW_MASK(bits) BIT((bits) - 1)
498 #define SPI_BPW_RANGE_MASK(min, max) GENMASK((max) - 1, (min) - 1)
499
500         /* limits on transfer speed */
501         u32                     min_speed_hz;
502         u32                     max_speed_hz;
503
504         /* other constraints relevant to this driver */
505         u16                     flags;
506 #define SPI_CONTROLLER_HALF_DUPLEX      BIT(0)  /* can't do full duplex */
507 #define SPI_CONTROLLER_NO_RX            BIT(1)  /* can't do buffer read */
508 #define SPI_CONTROLLER_NO_TX            BIT(2)  /* can't do buffer write */
509 #define SPI_CONTROLLER_MUST_RX          BIT(3)  /* requires rx */
510 #define SPI_CONTROLLER_MUST_TX          BIT(4)  /* requires tx */
511
512 #define SPI_MASTER_GPIO_SS              BIT(5)  /* GPIO CS must select slave */
513
514         /* flag indicating this is a non-devres managed controller */
515         bool                    devm_allocated;
516
517         /* flag indicating this is an SPI slave controller */
518         bool                    slave;
519
520         /*
521          * on some hardware transfer / message size may be constrained
522          * the limit may depend on device transfer settings
523          */
524         size_t (*max_transfer_size)(struct spi_device *spi);
525         size_t (*max_message_size)(struct spi_device *spi);
526
527         /* I/O mutex */
528         struct mutex            io_mutex;
529
530         /* lock and mutex for SPI bus locking */
531         spinlock_t              bus_lock_spinlock;
532         struct mutex            bus_lock_mutex;
533
534         /* flag indicating that the SPI bus is locked for exclusive use */
535         bool                    bus_lock_flag;
536
537         /* Setup mode and clock, etc (spi driver may call many times).
538          *
539          * IMPORTANT:  this may be called when transfers to another
540          * device are active.  DO NOT UPDATE SHARED REGISTERS in ways
541          * which could break those transfers.
542          */
543         int                     (*setup)(struct spi_device *spi);
544
545         /*
546          * set_cs_timing() method is for SPI controllers that supports
547          * configuring CS timing.
548          *
549          * This hook allows SPI client drivers to request SPI controllers
550          * to configure specific CS timing through spi_set_cs_timing() after
551          * spi_setup().
552          */
553         int (*set_cs_timing)(struct spi_device *spi, struct spi_delay *setup,
554                              struct spi_delay *hold, struct spi_delay *inactive);
555
556         /* bidirectional bulk transfers
557          *
558          * + The transfer() method may not sleep; its main role is
559          *   just to add the message to the queue.
560          * + For now there's no remove-from-queue operation, or
561          *   any other request management
562          * + To a given spi_device, message queueing is pure fifo
563          *
564          * + The controller's main job is to process its message queue,
565          *   selecting a chip (for masters), then transferring data
566          * + If there are multiple spi_device children, the i/o queue
567          *   arbitration algorithm is unspecified (round robin, fifo,
568          *   priority, reservations, preemption, etc)
569          *
570          * + Chipselect stays active during the entire message
571          *   (unless modified by spi_transfer.cs_change != 0).
572          * + The message transfers use clock and SPI mode parameters
573          *   previously established by setup() for this device
574          */
575         int                     (*transfer)(struct spi_device *spi,
576                                                 struct spi_message *mesg);
577
578         /* called on release() to free memory provided by spi_controller */
579         void                    (*cleanup)(struct spi_device *spi);
580
581         /*
582          * Used to enable core support for DMA handling, if can_dma()
583          * exists and returns true then the transfer will be mapped
584          * prior to transfer_one() being called.  The driver should
585          * not modify or store xfer and dma_tx and dma_rx must be set
586          * while the device is prepared.
587          */
588         bool                    (*can_dma)(struct spi_controller *ctlr,
589                                            struct spi_device *spi,
590                                            struct spi_transfer *xfer);
591         struct device *dma_map_dev;
592
593         /*
594          * These hooks are for drivers that want to use the generic
595          * controller transfer queueing mechanism. If these are used, the
596          * transfer() function above must NOT be specified by the driver.
597          * Over time we expect SPI drivers to be phased over to this API.
598          */
599         bool                            queued;
600         struct kthread_worker           *kworker;
601         struct kthread_work             pump_messages;
602         spinlock_t                      queue_lock;
603         struct list_head                queue;
604         struct spi_message              *cur_msg;
605         bool                            idling;
606         bool                            busy;
607         bool                            running;
608         bool                            rt;
609         bool                            auto_runtime_pm;
610         bool                            cur_msg_prepared;
611         bool                            cur_msg_mapped;
612         bool                            last_cs_enable;
613         bool                            last_cs_mode_high;
614         bool                            fallback;
615         struct completion               xfer_completion;
616         size_t                          max_dma_len;
617
618         int (*prepare_transfer_hardware)(struct spi_controller *ctlr);
619         int (*transfer_one_message)(struct spi_controller *ctlr,
620                                     struct spi_message *mesg);
621         int (*unprepare_transfer_hardware)(struct spi_controller *ctlr);
622         int (*prepare_message)(struct spi_controller *ctlr,
623                                struct spi_message *message);
624         int (*unprepare_message)(struct spi_controller *ctlr,
625                                  struct spi_message *message);
626         int (*slave_abort)(struct spi_controller *ctlr);
627
628         /*
629          * These hooks are for drivers that use a generic implementation
630          * of transfer_one_message() provided by the core.
631          */
632         void (*set_cs)(struct spi_device *spi, bool enable);
633         int (*transfer_one)(struct spi_controller *ctlr, struct spi_device *spi,
634                             struct spi_transfer *transfer);
635         void (*handle_err)(struct spi_controller *ctlr,
636                            struct spi_message *message);
637
638         /* Optimized handlers for SPI memory-like operations. */
639         const struct spi_controller_mem_ops *mem_ops;
640
641         /* CS delays */
642         struct spi_delay        cs_setup;
643         struct spi_delay        cs_hold;
644         struct spi_delay        cs_inactive;
645
646         /* gpio chip select */
647         int                     *cs_gpios;
648         struct gpio_desc        **cs_gpiods;
649         bool                    use_gpio_descriptors;
650         s8                      unused_native_cs;
651         s8                      max_native_cs;
652
653         /* statistics */
654         struct spi_statistics   statistics;
655
656         /* DMA channels for use with core dmaengine helpers */
657         struct dma_chan         *dma_tx;
658         struct dma_chan         *dma_rx;
659
660         /* dummy data for full duplex devices */
661         void                    *dummy_rx;
662         void                    *dummy_tx;
663
664         int (*fw_translate_cs)(struct spi_controller *ctlr, unsigned cs);
665
666         /*
667          * Driver sets this field to indicate it is able to snapshot SPI
668          * transfers (needed e.g. for reading the time of POSIX clocks)
669          */
670         bool                    ptp_sts_supported;
671
672         /* Interrupt enable state during PTP system timestamping */
673         unsigned long           irq_flags;
674 };
675
676 static inline void *spi_controller_get_devdata(struct spi_controller *ctlr)
677 {
678         return dev_get_drvdata(&ctlr->dev);
679 }
680
681 static inline void spi_controller_set_devdata(struct spi_controller *ctlr,
682                                               void *data)
683 {
684         dev_set_drvdata(&ctlr->dev, data);
685 }
686
687 static inline struct spi_controller *spi_controller_get(struct spi_controller *ctlr)
688 {
689         if (!ctlr || !get_device(&ctlr->dev))
690                 return NULL;
691         return ctlr;
692 }
693
694 static inline void spi_controller_put(struct spi_controller *ctlr)
695 {
696         if (ctlr)
697                 put_device(&ctlr->dev);
698 }
699
700 static inline bool spi_controller_is_slave(struct spi_controller *ctlr)
701 {
702         return IS_ENABLED(CONFIG_SPI_SLAVE) && ctlr->slave;
703 }
704
705 /* PM calls that need to be issued by the driver */
706 extern int spi_controller_suspend(struct spi_controller *ctlr);
707 extern int spi_controller_resume(struct spi_controller *ctlr);
708
709 /* Calls the driver make to interact with the message queue */
710 extern struct spi_message *spi_get_next_queued_message(struct spi_controller *ctlr);
711 extern void spi_finalize_current_message(struct spi_controller *ctlr);
712 extern void spi_finalize_current_transfer(struct spi_controller *ctlr);
713
714 /* Helper calls for driver to timestamp transfer */
715 void spi_take_timestamp_pre(struct spi_controller *ctlr,
716                             struct spi_transfer *xfer,
717                             size_t progress, bool irqs_off);
718 void spi_take_timestamp_post(struct spi_controller *ctlr,
719                              struct spi_transfer *xfer,
720                              size_t progress, bool irqs_off);
721
722 /* the spi driver core manages memory for the spi_controller classdev */
723 extern struct spi_controller *__spi_alloc_controller(struct device *host,
724                                                 unsigned int size, bool slave);
725
726 static inline struct spi_controller *spi_alloc_master(struct device *host,
727                                                       unsigned int size)
728 {
729         return __spi_alloc_controller(host, size, false);
730 }
731
732 static inline struct spi_controller *spi_alloc_slave(struct device *host,
733                                                      unsigned int size)
734 {
735         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SPI_SLAVE))
736                 return NULL;
737
738         return __spi_alloc_controller(host, size, true);
739 }
740
741 struct spi_controller *__devm_spi_alloc_controller(struct device *dev,
742                                                    unsigned int size,
743                                                    bool slave);
744
745 static inline struct spi_controller *devm_spi_alloc_master(struct device *dev,
746                                                            unsigned int size)
747 {
748         return __devm_spi_alloc_controller(dev, size, false);
749 }
750
751 static inline struct spi_controller *devm_spi_alloc_slave(struct device *dev,
752                                                           unsigned int size)
753 {
754         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SPI_SLAVE))
755                 return NULL;
756
757         return __devm_spi_alloc_controller(dev, size, true);
758 }
759
760 extern int spi_register_controller(struct spi_controller *ctlr);
761 extern int devm_spi_register_controller(struct device *dev,
762                                         struct spi_controller *ctlr);
763 extern void spi_unregister_controller(struct spi_controller *ctlr);
764
765 extern struct spi_controller *spi_busnum_to_master(u16 busnum);
766
767 /*
768  * SPI resource management while processing a SPI message
769  */
770
771 typedef void (*spi_res_release_t)(struct spi_controller *ctlr,
772                                   struct spi_message *msg,
773                                   void *res);
774
775 /**
776  * struct spi_res - spi resource management structure
777  * @entry:   list entry
778  * @release: release code called prior to freeing this resource
779  * @data:    extra data allocated for the specific use-case
780  *
781  * this is based on ideas from devres, but focused on life-cycle
782  * management during spi_message processing
783  */
784 struct spi_res {
785         struct list_head        entry;
786         spi_res_release_t       release;
787         unsigned long long      data[]; /* guarantee ull alignment */
788 };
789
790 extern void *spi_res_alloc(struct spi_device *spi,
791                            spi_res_release_t release,
792                            size_t size, gfp_t gfp);
793 extern void spi_res_add(struct spi_message *message, void *res);
794 extern void spi_res_free(void *res);
795
796 extern void spi_res_release(struct spi_controller *ctlr,
797                             struct spi_message *message);
798
799 /*---------------------------------------------------------------------------*/
800
801 /*
802  * I/O INTERFACE between SPI controller and protocol drivers
803  *
804  * Protocol drivers use a queue of spi_messages, each transferring data
805  * between the controller and memory buffers.
806  *
807  * The spi_messages themselves consist of a series of read+write transfer
808  * segments.  Those segments always read the same number of bits as they
809  * write; but one or the other is easily ignored by passing a null buffer
810  * pointer.  (This is unlike most types of I/O API, because SPI hardware
811  * is full duplex.)
812  *
813  * NOTE:  Allocation of spi_transfer and spi_message memory is entirely
814  * up to the protocol driver, which guarantees the integrity of both (as
815  * well as the data buffers) for as long as the message is queued.
816  */
817
818 /**
819  * struct spi_transfer - a read/write buffer pair
820  * @tx_buf: data to be written (dma-safe memory), or NULL
821  * @rx_buf: data to be read (dma-safe memory), or NULL
822  * @tx_dma: DMA address of tx_buf, if @spi_message.is_dma_mapped
823  * @rx_dma: DMA address of rx_buf, if @spi_message.is_dma_mapped
824  * @tx_nbits: number of bits used for writing. If 0 the default
825  *      (SPI_NBITS_SINGLE) is used.
826  * @rx_nbits: number of bits used for reading. If 0 the default
827  *      (SPI_NBITS_SINGLE) is used.
828  * @len: size of rx and tx buffers (in bytes)
829  * @speed_hz: Select a speed other than the device default for this
830  *      transfer. If 0 the default (from @spi_device) is used.
831  * @bits_per_word: select a bits_per_word other than the device default
832  *      for this transfer. If 0 the default (from @spi_device) is used.
833  * @dummy_data: indicates transfer is dummy bytes transfer.
834  * @cs_change: affects chipselect after this transfer completes
835  * @cs_change_delay: delay between cs deassert and assert when
836  *      @cs_change is set and @spi_transfer is not the last in @spi_message
837  * @delay: delay to be introduced after this transfer before
838  *      (optionally) changing the chipselect status, then starting
839  *      the next transfer or completing this @spi_message.
840  * @word_delay: inter word delay to be introduced after each word size
841  *      (set by bits_per_word) transmission.
842  * @effective_speed_hz: the effective SCK-speed that was used to
843  *      transfer this transfer. Set to 0 if the spi bus driver does
844  *      not support it.
845  * @transfer_list: transfers are sequenced through @spi_message.transfers
846  * @tx_sg: Scatterlist for transmit, currently not for client use
847  * @rx_sg: Scatterlist for receive, currently not for client use
848  * @ptp_sts_word_pre: The word (subject to bits_per_word semantics) offset
849  *      within @tx_buf for which the SPI device is requesting that the time
850  *      snapshot for this transfer begins. Upon completing the SPI transfer,
851  *      this value may have changed compared to what was requested, depending
852  *      on the available snapshotting resolution (DMA transfer,
853  *      @ptp_sts_supported is false, etc).
854  * @ptp_sts_word_post: See @ptp_sts_word_post. The two can be equal (meaning
855  *      that a single byte should be snapshotted).
856  *      If the core takes care of the timestamp (if @ptp_sts_supported is false
857  *      for this controller), it will set @ptp_sts_word_pre to 0, and
858  *      @ptp_sts_word_post to the length of the transfer. This is done
859  *      purposefully (instead of setting to spi_transfer->len - 1) to denote
860  *      that a transfer-level snapshot taken from within the driver may still
861  *      be of higher quality.
862  * @ptp_sts: Pointer to a memory location held by the SPI slave device where a
863  *      PTP system timestamp structure may lie. If drivers use PIO or their
864  *      hardware has some sort of assist for retrieving exact transfer timing,
865  *      they can (and should) assert @ptp_sts_supported and populate this
866  *      structure using the ptp_read_system_*ts helper functions.
867  *      The timestamp must represent the time at which the SPI slave device has
868  *      processed the word, i.e. the "pre" timestamp should be taken before
869  *      transmitting the "pre" word, and the "post" timestamp after receiving
870  *      transmit confirmation from the controller for the "post" word.
871  * @timestamped: true if the transfer has been timestamped
872  * @error: Error status logged by spi controller driver.
873  *
874  * SPI transfers always write the same number of bytes as they read.
875  * Protocol drivers should always provide @rx_buf and/or @tx_buf.
876  * In some cases, they may also want to provide DMA addresses for
877  * the data being transferred; that may reduce overhead, when the
878  * underlying driver uses dma.
879  *
880  * If the transmit buffer is null, zeroes will be shifted out
881  * while filling @rx_buf.  If the receive buffer is null, the data
882  * shifted in will be discarded.  Only "len" bytes shift out (or in).
883  * It's an error to try to shift out a partial word.  (For example, by
884  * shifting out three bytes with word size of sixteen or twenty bits;
885  * the former uses two bytes per word, the latter uses four bytes.)
886  *
887  * In-memory data values are always in native CPU byte order, translated
888  * from the wire byte order (big-endian except with SPI_LSB_FIRST).  So
889  * for example when bits_per_word is sixteen, buffers are 2N bytes long
890  * (@len = 2N) and hold N sixteen bit words in CPU byte order.
891  *
892  * When the word size of the SPI transfer is not a power-of-two multiple
893  * of eight bits, those in-memory words include extra bits.  In-memory
894  * words are always seen by protocol drivers as right-justified, so the
895  * undefined (rx) or unused (tx) bits are always the most significant bits.
896  *
897  * All SPI transfers start with the relevant chipselect active.  Normally
898  * it stays selected until after the last transfer in a message.  Drivers
899  * can affect the chipselect signal using cs_change.
900  *
901  * (i) If the transfer isn't the last one in the message, this flag is
902  * used to make the chipselect briefly go inactive in the middle of the
903  * message.  Toggling chipselect in this way may be needed to terminate
904  * a chip command, letting a single spi_message perform all of group of
905  * chip transactions together.
906  *
907  * (ii) When the transfer is the last one in the message, the chip may
908  * stay selected until the next transfer.  On multi-device SPI busses
909  * with nothing blocking messages going to other devices, this is just
910  * a performance hint; starting a message to another device deselects
911  * this one.  But in other cases, this can be used to ensure correctness.
912  * Some devices need protocol transactions to be built from a series of
913  * spi_message submissions, where the content of one message is determined
914  * by the results of previous messages and where the whole transaction
915  * ends when the chipselect goes intactive.
916  *
917  * When SPI can transfer in 1x,2x or 4x. It can get this transfer information
918  * from device through @tx_nbits and @rx_nbits. In Bi-direction, these
919  * two should both be set. User can set transfer mode with SPI_NBITS_SINGLE(1x)
920  * SPI_NBITS_DUAL(2x) and SPI_NBITS_QUAD(4x) to support these three transfer.
921  *
922  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
923  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
924  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
925  * insulate against future API updates.  After you submit a message
926  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
927  */
928 struct spi_transfer {
929         /* it's ok if tx_buf == rx_buf (right?)
930          * for MicroWire, one buffer must be null
931          * buffers must work with dma_*map_single() calls, unless
932          *   spi_message.is_dma_mapped reports a pre-existing mapping
933          */
934         const void      *tx_buf;
935         void            *rx_buf;
936         unsigned        len;
937
938         dma_addr_t      tx_dma;
939         dma_addr_t      rx_dma;
940         struct sg_table tx_sg;
941         struct sg_table rx_sg;
942
943         unsigned        dummy_data:1;
944         unsigned        cs_change:1;
945         unsigned        tx_nbits:3;
946         unsigned        rx_nbits:3;
947 #define SPI_NBITS_SINGLE        0x01 /* 1bit transfer */
948 #define SPI_NBITS_DUAL          0x02 /* 2bits transfer */
949 #define SPI_NBITS_QUAD          0x04 /* 4bits transfer */
950         u8              bits_per_word;
951         struct spi_delay        delay;
952         struct spi_delay        cs_change_delay;
953         struct spi_delay        word_delay;
954         u32             speed_hz;
955
956         u32             effective_speed_hz;
957
958         unsigned int    ptp_sts_word_pre;
959         unsigned int    ptp_sts_word_post;
960
961         struct ptp_system_timestamp *ptp_sts;
962
963         bool            timestamped;
964
965         struct list_head transfer_list;
966
967 #define SPI_TRANS_FAIL_NO_START BIT(0)
968         u16             error;
969 };
970
971 /**
972  * struct spi_message - one multi-segment SPI transaction
973  * @transfers: list of transfer segments in this transaction
974  * @spi: SPI device to which the transaction is queued
975  * @is_dma_mapped: if true, the caller provided both dma and cpu virtual
976  *      addresses for each transfer buffer
977  * @complete: called to report transaction completions
978  * @context: the argument to complete() when it's called
979  * @frame_length: the total number of bytes in the message
980  * @actual_length: the total number of bytes that were transferred in all
981  *      successful segments
982  * @status: zero for success, else negative errno
983  * @queue: for use by whichever driver currently owns the message
984  * @state: for use by whichever driver currently owns the message
985  * @resources: for resource management when the spi message is processed
986  *
987  * A @spi_message is used to execute an atomic sequence of data transfers,
988  * each represented by a struct spi_transfer.  The sequence is "atomic"
989  * in the sense that no other spi_message may use that SPI bus until that
990  * sequence completes.  On some systems, many such sequences can execute as
991  * a single programmed DMA transfer.  On all systems, these messages are
992  * queued, and might complete after transactions to other devices.  Messages
993  * sent to a given spi_device are always executed in FIFO order.
994  *
995  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
996  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
997  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
998  * insulate against future API updates.  After you submit a message
999  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
1000  */
1001 struct spi_message {
1002         struct list_head        transfers;
1003
1004         struct spi_device       *spi;
1005
1006         unsigned                is_dma_mapped:1;
1007
1008         /* REVISIT:  we might want a flag affecting the behavior of the
1009          * last transfer ... allowing things like "read 16 bit length L"
1010          * immediately followed by "read L bytes".  Basically imposing
1011          * a specific message scheduling algorithm.
1012          *
1013          * Some controller drivers (message-at-a-time queue processing)
1014          * could provide that as their default scheduling algorithm.  But
1015          * others (with multi-message pipelines) could need a flag to
1016          * tell them about such special cases.
1017          */
1018
1019         /* completion is reported through a callback */
1020         void                    (*complete)(void *context);
1021         void                    *context;
1022         unsigned                frame_length;
1023         unsigned                actual_length;
1024         int                     status;
1025
1026         /* for optional use by whatever driver currently owns the
1027          * spi_message ...  between calls to spi_async and then later
1028          * complete(), that's the spi_controller controller driver.
1029          */
1030         struct list_head        queue;
1031         void                    *state;
1032
1033         /* list of spi_res reources when the spi message is processed */
1034         struct list_head        resources;
1035 };
1036
1037 static inline void spi_message_init_no_memset(struct spi_message *m)
1038 {
1039         INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
1040         INIT_LIST_HEAD(&m->resources);
1041 }
1042
1043 static inline void spi_message_init(struct spi_message *m)
1044 {
1045         memset(m, 0, sizeof *m);
1046         spi_message_init_no_memset(m);
1047 }
1048
1049 static inline void
1050 spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m)
1051 {
1052         list_add_tail(&t->transfer_list, &m->transfers);
1053 }
1054
1055 static inline void
1056 spi_transfer_del(struct spi_transfer *t)
1057 {
1058         list_del(&t->transfer_list);
1059 }
1060
1061 static inline int
1062 spi_transfer_delay_exec(struct spi_transfer *t)
1063 {
1064         return spi_delay_exec(&t->delay, t);
1065 }
1066
1067 /**
1068  * spi_message_init_with_transfers - Initialize spi_message and append transfers
1069  * @m: spi_message to be initialized
1070  * @xfers: An array of spi transfers
1071  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
1072  *
1073  * This function initializes the given spi_message and adds each spi_transfer in
1074  * the given array to the message.
1075  */
1076 static inline void
1077 spi_message_init_with_transfers(struct spi_message *m,
1078 struct spi_transfer *xfers, unsigned int num_xfers)
1079 {
1080         unsigned int i;
1081
1082         spi_message_init(m);
1083         for (i = 0; i < num_xfers; ++i)
1084                 spi_message_add_tail(&xfers[i], m);
1085 }
1086
1087 /* It's fine to embed message and transaction structures in other data
1088  * structures so long as you don't free them while they're in use.
1089  */
1090
1091 static inline struct spi_message *spi_message_alloc(unsigned ntrans, gfp_t flags)
1092 {
1093         struct spi_message *m;
1094
1095         m = kzalloc(sizeof(struct spi_message)
1096                         + ntrans * sizeof(struct spi_transfer),
1097                         flags);
1098         if (m) {
1099                 unsigned i;
1100                 struct spi_transfer *t = (struct spi_transfer *)(m + 1);
1101
1102                 spi_message_init_no_memset(m);
1103                 for (i = 0; i < ntrans; i++, t++)
1104                         spi_message_add_tail(t, m);
1105         }
1106         return m;
1107 }
1108
1109 static inline void spi_message_free(struct spi_message *m)
1110 {
1111         kfree(m);
1112 }
1113
1114 extern int spi_setup(struct spi_device *spi);
1115 extern int spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
1116 extern int spi_async_locked(struct spi_device *spi,
1117                             struct spi_message *message);
1118 extern int spi_slave_abort(struct spi_device *spi);
1119
1120 static inline size_t
1121 spi_max_message_size(struct spi_device *spi)
1122 {
1123         struct spi_controller *ctlr = spi->controller;
1124
1125         if (!ctlr->max_message_size)
1126                 return SIZE_MAX;
1127         return ctlr->max_message_size(spi);
1128 }
1129
1130 static inline size_t
1131 spi_max_transfer_size(struct spi_device *spi)
1132 {
1133         struct spi_controller *ctlr = spi->controller;
1134         size_t tr_max = SIZE_MAX;
1135         size_t msg_max = spi_max_message_size(spi);
1136
1137         if (ctlr->max_transfer_size)
1138                 tr_max = ctlr->max_transfer_size(spi);
1139
1140         /* transfer size limit must not be greater than messsage size limit */
1141         return min(tr_max, msg_max);
1142 }
1143
1144 /**
1145  * spi_is_bpw_supported - Check if bits per word is supported
1146  * @spi: SPI device
1147  * @bpw: Bits per word
1148  *
1149  * This function checks to see if the SPI controller supports @bpw.
1150  *
1151  * Returns:
1152  * True if @bpw is supported, false otherwise.
1153  */
1154 static inline bool spi_is_bpw_supported(struct spi_device *spi, u32 bpw)
1155 {
1156         u32 bpw_mask = spi->master->bits_per_word_mask;
1157
1158         if (bpw == 8 || (bpw <= 32 && bpw_mask & SPI_BPW_MASK(bpw)))
1159                 return true;
1160
1161         return false;
1162 }
1163
1164 /*---------------------------------------------------------------------------*/
1165
1166 /* SPI transfer replacement methods which make use of spi_res */
1167
1168 struct spi_replaced_transfers;
1169 typedef void (*spi_replaced_release_t)(struct spi_controller *ctlr,
1170                                        struct spi_message *msg,
1171                                        struct spi_replaced_transfers *res);
1172 /**
1173  * struct spi_replaced_transfers - structure describing the spi_transfer
1174  *                                 replacements that have occurred
1175  *                                 so that they can get reverted
1176  * @release:            some extra release code to get executed prior to
1177  *                      relasing this structure
1178  * @extradata:          pointer to some extra data if requested or NULL
1179  * @replaced_transfers: transfers that have been replaced and which need
1180  *                      to get restored
1181  * @replaced_after:     the transfer after which the @replaced_transfers
1182  *                      are to get re-inserted
1183  * @inserted:           number of transfers inserted
1184  * @inserted_transfers: array of spi_transfers of array-size @inserted,
1185  *                      that have been replacing replaced_transfers
1186  *
1187  * note: that @extradata will point to @inserted_transfers[@inserted]
1188  * if some extra allocation is requested, so alignment will be the same
1189  * as for spi_transfers
1190  */
1191 struct spi_replaced_transfers {
1192         spi_replaced_release_t release;
1193         void *extradata;
1194         struct list_head replaced_transfers;
1195         struct list_head *replaced_after;
1196         size_t inserted;
1197         struct spi_transfer inserted_transfers[];
1198 };
1199
1200 extern struct spi_replaced_transfers *spi_replace_transfers(
1201         struct spi_message *msg,
1202         struct spi_transfer *xfer_first,
1203         size_t remove,
1204         size_t insert,
1205         spi_replaced_release_t release,
1206         size_t extradatasize,
1207         gfp_t gfp);
1208
1209 /*---------------------------------------------------------------------------*/
1210
1211 /* SPI transfer transformation methods */
1212
1213 extern int spi_split_transfers_maxsize(struct spi_controller *ctlr,
1214                                        struct spi_message *msg,
1215                                        size_t maxsize,
1216                                        gfp_t gfp);
1217
1218 /*---------------------------------------------------------------------------*/
1219
1220 /* All these synchronous SPI transfer routines are utilities layered
1221  * over the core async transfer primitive.  Here, "synchronous" means
1222  * they will sleep uninterruptibly until the async transfer completes.
1223  */
1224
1225 extern int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
1226 extern int spi_sync_locked(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
1227 extern int spi_bus_lock(struct spi_controller *ctlr);
1228 extern int spi_bus_unlock(struct spi_controller *ctlr);
1229
1230 /**
1231  * spi_sync_transfer - synchronous SPI data transfer
1232  * @spi: device with which data will be exchanged
1233  * @xfers: An array of spi_transfers
1234  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
1235  * Context: can sleep
1236  *
1237  * Does a synchronous SPI data transfer of the given spi_transfer array.
1238  *
1239  * For more specific semantics see spi_sync().
1240  *
1241  * Return: zero on success, else a negative error code.
1242  */
1243 static inline int
1244 spi_sync_transfer(struct spi_device *spi, struct spi_transfer *xfers,
1245         unsigned int num_xfers)
1246 {
1247         struct spi_message msg;
1248
1249         spi_message_init_with_transfers(&msg, xfers, num_xfers);
1250
1251         return spi_sync(spi, &msg);
1252 }
1253
1254 /**
1255  * spi_write - SPI synchronous write
1256  * @spi: device to which data will be written
1257  * @buf: data buffer
1258  * @len: data buffer size
1259  * Context: can sleep
1260  *
1261  * This function writes the buffer @buf.
1262  * Callable only from contexts that can sleep.
1263  *
1264  * Return: zero on success, else a negative error code.
1265  */
1266 static inline int
1267 spi_write(struct spi_device *spi, const void *buf, size_t len)
1268 {
1269         struct spi_transfer     t = {
1270                         .tx_buf         = buf,
1271                         .len            = len,
1272                 };
1273
1274         return spi_sync_transfer(spi, &t, 1);
1275 }
1276
1277 /**
1278  * spi_read - SPI synchronous read
1279  * @spi: device from which data will be read
1280  * @buf: data buffer
1281  * @len: data buffer size
1282  * Context: can sleep
1283  *
1284  * This function reads the buffer @buf.
1285  * Callable only from contexts that can sleep.
1286  *
1287  * Return: zero on success, else a negative error code.
1288  */
1289 static inline int
1290 spi_read(struct spi_device *spi, void *buf, size_t len)
1291 {
1292         struct spi_transfer     t = {
1293                         .rx_buf         = buf,
1294                         .len            = len,
1295                 };
1296
1297         return spi_sync_transfer(spi, &t, 1);
1298 }
1299
1300 /* this copies txbuf and rxbuf data; for small transfers only! */
1301 extern int spi_write_then_read(struct spi_device *spi,
1302                 const void *txbuf, unsigned n_tx,
1303                 void *rxbuf, unsigned n_rx);
1304
1305 /**
1306  * spi_w8r8 - SPI synchronous 8 bit write followed by 8 bit read
1307  * @spi: device with which data will be exchanged
1308  * @cmd: command to be written before data is read back
1309  * Context: can sleep
1310  *
1311  * Callable only from contexts that can sleep.
1312  *
1313  * Return: the (unsigned) eight bit number returned by the
1314  * device, or else a negative error code.
1315  */
1316 static inline ssize_t spi_w8r8(struct spi_device *spi, u8 cmd)
1317 {
1318         ssize_t                 status;
1319         u8                      result;
1320
1321         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 1);
1322
1323         /* return negative errno or unsigned value */
1324         return (status < 0) ? status : result;
1325 }
1326
1327 /**
1328  * spi_w8r16 - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit read
1329  * @spi: device with which data will be exchanged
1330  * @cmd: command to be written before data is read back
1331  * Context: can sleep
1332  *
1333  * The number is returned in wire-order, which is at least sometimes
1334  * big-endian.
1335  *
1336  * Callable only from contexts that can sleep.
1337  *
1338  * Return: the (unsigned) sixteen bit number returned by the
1339  * device, or else a negative error code.
1340  */
1341 static inline ssize_t spi_w8r16(struct spi_device *spi, u8 cmd)
1342 {
1343         ssize_t                 status;
1344         u16                     result;
1345
1346         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 2);
1347
1348         /* return negative errno or unsigned value */
1349         return (status < 0) ? status : result;
1350 }
1351
1352 /**
1353  * spi_w8r16be - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit big-endian read
1354  * @spi: device with which data will be exchanged
1355  * @cmd: command to be written before data is read back
1356  * Context: can sleep
1357  *
1358  * This function is similar to spi_w8r16, with the exception that it will
1359  * convert the read 16 bit data word from big-endian to native endianness.
1360  *
1361  * Callable only from contexts that can sleep.
1362  *
1363  * Return: the (unsigned) sixteen bit number returned by the device in cpu
1364  * endianness, or else a negative error code.
1365  */
1366 static inline ssize_t spi_w8r16be(struct spi_device *spi, u8 cmd)
1367
1368 {
1369         ssize_t status;
1370         __be16 result;
1371
1372         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 2);
1373         if (status < 0)
1374                 return status;
1375
1376         return be16_to_cpu(result);
1377 }
1378
1379 /*---------------------------------------------------------------------------*/
1380
1381 /*
1382  * INTERFACE between board init code and SPI infrastructure.
1383  *
1384  * No SPI driver ever sees these SPI device table segments, but
1385  * it's how the SPI core (or adapters that get hotplugged) grows
1386  * the driver model tree.
1387  *
1388  * As a rule, SPI devices can't be probed.  Instead, board init code
1389  * provides a table listing the devices which are present, with enough
1390  * information to bind and set up the device's driver.  There's basic
1391  * support for nonstatic configurations too; enough to handle adding
1392  * parport adapters, or microcontrollers acting as USB-to-SPI bridges.
1393  */
1394
1395 /**
1396  * struct spi_board_info - board-specific template for a SPI device
1397  * @modalias: Initializes spi_device.modalias; identifies the driver.
1398  * @platform_data: Initializes spi_device.platform_data; the particular
1399  *      data stored there is driver-specific.
1400  * @swnode: Software node for the device.
1401  * @controller_data: Initializes spi_device.controller_data; some
1402  *      controllers need hints about hardware setup, e.g. for DMA.
1403  * @irq: Initializes spi_device.irq; depends on how the board is wired.
1404  * @max_speed_hz: Initializes spi_device.max_speed_hz; based on limits
1405  *      from the chip datasheet and board-specific signal quality issues.
1406  * @bus_num: Identifies which spi_controller parents the spi_device; unused
1407  *      by spi_new_device(), and otherwise depends on board wiring.
1408  * @chip_select: Initializes spi_device.chip_select; depends on how
1409  *      the board is wired.
1410  * @mode: Initializes spi_device.mode; based on the chip datasheet, board
1411  *      wiring (some devices support both 3WIRE and standard modes), and
1412  *      possibly presence of an inverter in the chipselect path.
1413  *
1414  * When adding new SPI devices to the device tree, these structures serve
1415  * as a partial device template.  They hold information which can't always
1416  * be determined by drivers.  Information that probe() can establish (such
1417  * as the default transfer wordsize) is not included here.
1418  *
1419  * These structures are used in two places.  Their primary role is to
1420  * be stored in tables of board-specific device descriptors, which are
1421  * declared early in board initialization and then used (much later) to
1422  * populate a controller's device tree after the that controller's driver
1423  * initializes.  A secondary (and atypical) role is as a parameter to
1424  * spi_new_device() call, which happens after those controller drivers
1425  * are active in some dynamic board configuration models.
1426  */
1427 struct spi_board_info {
1428         /* the device name and module name are coupled, like platform_bus;
1429          * "modalias" is normally the driver name.
1430          *
1431          * platform_data goes to spi_device.dev.platform_data,
1432          * controller_data goes to spi_device.controller_data,
1433          * irq is copied too
1434          */
1435         char            modalias[SPI_NAME_SIZE];
1436         const void      *platform_data;
1437         const struct software_node *swnode;
1438         void            *controller_data;
1439         int             irq;
1440
1441         /* slower signaling on noisy or low voltage boards */
1442         u32             max_speed_hz;
1443
1444
1445         /* bus_num is board specific and matches the bus_num of some
1446          * spi_controller that will probably be registered later.
1447          *
1448          * chip_select reflects how this chip is wired to that master;
1449          * it's less than num_chipselect.
1450          */
1451         u16             bus_num;
1452         u16             chip_select;
1453
1454         /* mode becomes spi_device.mode, and is essential for chips
1455          * where the default of SPI_CS_HIGH = 0 is wrong.
1456          */
1457         u32             mode;
1458
1459         /* ... may need additional spi_device chip config data here.
1460          * avoid stuff protocol drivers can set; but include stuff
1461          * needed to behave without being bound to a driver:
1462          *  - quirks like clock rate mattering when not selected
1463          */
1464 };
1465
1466 #ifdef  CONFIG_SPI
1467 extern int
1468 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n);
1469 #else
1470 /* board init code may ignore whether SPI is configured or not */
1471 static inline int
1472 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n)
1473         { return 0; }
1474 #endif
1475
1476 /* If you're hotplugging an adapter with devices (parport, usb, etc)
1477  * use spi_new_device() to describe each device.  You can also call
1478  * spi_unregister_device() to start making that device vanish, but
1479  * normally that would be handled by spi_unregister_controller().
1480  *
1481  * You can also use spi_alloc_device() and spi_add_device() to use a two
1482  * stage registration sequence for each spi_device.  This gives the caller
1483  * some more control over the spi_device structure before it is registered,
1484  * but requires that caller to initialize fields that would otherwise
1485  * be defined using the board info.
1486  */
1487 extern struct spi_device *
1488 spi_alloc_device(struct spi_controller *ctlr);
1489
1490 extern int
1491 spi_add_device(struct spi_device *spi);
1492
1493 extern struct spi_device *
1494 spi_new_device(struct spi_controller *, struct spi_board_info *);
1495
1496 extern void spi_unregister_device(struct spi_device *spi);
1497
1498 extern const struct spi_device_id *
1499 spi_get_device_id(const struct spi_device *sdev);
1500
1501 static inline bool
1502 spi_transfer_is_last(struct spi_controller *ctlr, struct spi_transfer *xfer)
1503 {
1504         return list_is_last(&xfer->transfer_list, &ctlr->cur_msg->transfers);
1505 }
1506
1507 /* OF support code */
1508 #if IS_ENABLED(CONFIG_OF)
1509
1510 /* must call put_device() when done with returned spi_device device */
1511 extern struct spi_device *
1512 of_find_spi_device_by_node(struct device_node *node);
1513
1514 #else
1515
1516 static inline struct spi_device *
1517 of_find_spi_device_by_node(struct device_node *node)
1518 {
1519         return NULL;
1520 }
1521
1522 #endif /* IS_ENABLED(CONFIG_OF) */
1523
1524 /* Compatibility layer */
1525 #define spi_master                      spi_controller
1526
1527 #define SPI_MASTER_HALF_DUPLEX          SPI_CONTROLLER_HALF_DUPLEX
1528 #define SPI_MASTER_NO_RX                SPI_CONTROLLER_NO_RX
1529 #define SPI_MASTER_NO_TX                SPI_CONTROLLER_NO_TX
1530 #define SPI_MASTER_MUST_RX              SPI_CONTROLLER_MUST_RX
1531 #define SPI_MASTER_MUST_TX              SPI_CONTROLLER_MUST_TX
1532
1533 #define spi_master_get_devdata(_ctlr)   spi_controller_get_devdata(_ctlr)
1534 #define spi_master_set_devdata(_ctlr, _data)    \
1535         spi_controller_set_devdata(_ctlr, _data)
1536 #define spi_master_get(_ctlr)           spi_controller_get(_ctlr)
1537 #define spi_master_put(_ctlr)           spi_controller_put(_ctlr)
1538 #define spi_master_suspend(_ctlr)       spi_controller_suspend(_ctlr)
1539 #define spi_master_resume(_ctlr)        spi_controller_resume(_ctlr)
1540
1541 #define spi_register_master(_ctlr)      spi_register_controller(_ctlr)
1542 #define devm_spi_register_master(_dev, _ctlr) \
1543         devm_spi_register_controller(_dev, _ctlr)
1544 #define spi_unregister_master(_ctlr)    spi_unregister_controller(_ctlr)
1545
1546 #endif /* __LINUX_SPI_H */