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