Merge tag 'printk-for-5.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/printk...
[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  * @cs_setup: delay to be introduced by the controller after CS is asserted
151  * @cs_hold: delay to be introduced by the controller before CS is deasserted
152  * @cs_inactive: delay to be introduced by the controller after CS is
153  *      deasserted. If @cs_change_delay is used from @spi_transfer, then the
154  *      two delays will be added up.
155  * @statistics: statistics for the spi_device
156  *
157  * A @spi_device is used to interchange data between an SPI slave
158  * (usually a discrete chip) and CPU memory.
159  *
160  * In @dev, the platform_data is used to hold information about this
161  * device that's meaningful to the device's protocol driver, but not
162  * to its controller.  One example might be an identifier for a chip
163  * variant with slightly different functionality; another might be
164  * information about how this particular board wires the chip's pins.
165  */
166 struct spi_device {
167         struct device           dev;
168         struct spi_controller   *controller;
169         struct spi_controller   *master;        /* compatibility layer */
170         u32                     max_speed_hz;
171         u8                      chip_select;
172         u8                      bits_per_word;
173         bool                    rt;
174 #define SPI_NO_TX       BIT(31)         /* no transmit wire */
175 #define SPI_NO_RX       BIT(30)         /* no receive wire */
176         /*
177          * All bits defined above should be covered by SPI_MODE_KERNEL_MASK.
178          * The SPI_MODE_KERNEL_MASK has the SPI_MODE_USER_MASK counterpart,
179          * which is defined in 'include/uapi/linux/spi/spi.h'.
180          * The bits defined here are from bit 31 downwards, while in
181          * SPI_MODE_USER_MASK are from 0 upwards.
182          * These bits must not overlap. A static assert check should make sure of that.
183          * If adding extra bits, make sure to decrease the bit index below as well.
184          */
185 #define SPI_MODE_KERNEL_MASK    (~(BIT(30) - 1))
186         u32                     mode;
187         int                     irq;
188         void                    *controller_state;
189         void                    *controller_data;
190         char                    modalias[SPI_NAME_SIZE];
191         const char              *driver_override;
192         int                     cs_gpio;        /* LEGACY: chip select gpio */
193         struct gpio_desc        *cs_gpiod;      /* chip select gpio desc */
194         struct spi_delay        word_delay; /* inter-word delay */
195         /* CS delays */
196         struct spi_delay        cs_setup;
197         struct spi_delay        cs_hold;
198         struct spi_delay        cs_inactive;
199
200         /* the statistics */
201         struct spi_statistics   statistics;
202
203         /*
204          * likely need more hooks for more protocol options affecting how
205          * the controller talks to each chip, like:
206          *  - memory packing (12 bit samples into low bits, others zeroed)
207          *  - priority
208          *  - chipselect delays
209          *  - ...
210          */
211 };
212
213 /* Make sure that SPI_MODE_KERNEL_MASK & SPI_MODE_USER_MASK don't overlap */
214 static_assert((SPI_MODE_KERNEL_MASK & SPI_MODE_USER_MASK) == 0,
215               "SPI_MODE_USER_MASK & SPI_MODE_KERNEL_MASK must not overlap");
216
217 static inline struct spi_device *to_spi_device(struct device *dev)
218 {
219         return dev ? container_of(dev, struct spi_device, dev) : NULL;
220 }
221
222 /* most drivers won't need to care about device refcounting */
223 static inline struct spi_device *spi_dev_get(struct spi_device *spi)
224 {
225         return (spi && get_device(&spi->dev)) ? spi : NULL;
226 }
227
228 static inline void spi_dev_put(struct spi_device *spi)
229 {
230         if (spi)
231                 put_device(&spi->dev);
232 }
233
234 /* ctldata is for the bus_controller driver's runtime state */
235 static inline void *spi_get_ctldata(struct spi_device *spi)
236 {
237         return spi->controller_state;
238 }
239
240 static inline void spi_set_ctldata(struct spi_device *spi, void *state)
241 {
242         spi->controller_state = state;
243 }
244
245 /* device driver data */
246
247 static inline void spi_set_drvdata(struct spi_device *spi, void *data)
248 {
249         dev_set_drvdata(&spi->dev, data);
250 }
251
252 static inline void *spi_get_drvdata(struct spi_device *spi)
253 {
254         return dev_get_drvdata(&spi->dev);
255 }
256
257 struct spi_message;
258
259 /**
260  * struct spi_driver - Host side "protocol" driver
261  * @id_table: List of SPI devices supported by this driver
262  * @probe: Binds this driver to the spi device.  Drivers can verify
263  *      that the device is actually present, and may need to configure
264  *      characteristics (such as bits_per_word) which weren't needed for
265  *      the initial configuration done during system setup.
266  * @remove: Unbinds this driver from the spi device
267  * @shutdown: Standard shutdown callback used during system state
268  *      transitions such as powerdown/halt and kexec
269  * @driver: SPI device drivers should initialize the name and owner
270  *      field of this structure.
271  *
272  * This represents the kind of device driver that uses SPI messages to
273  * interact with the hardware at the other end of a SPI link.  It's called
274  * a "protocol" driver because it works through messages rather than talking
275  * directly to SPI hardware (which is what the underlying SPI controller
276  * driver does to pass those messages).  These protocols are defined in the
277  * specification for the device(s) supported by the driver.
278  *
279  * As a rule, those device protocols represent the lowest level interface
280  * supported by a driver, and it will support upper level interfaces too.
281  * Examples of such upper levels include frameworks like MTD, networking,
282  * MMC, RTC, filesystem character device nodes, and hardware monitoring.
283  */
284 struct spi_driver {
285         const struct spi_device_id *id_table;
286         int                     (*probe)(struct spi_device *spi);
287         int                     (*remove)(struct spi_device *spi);
288         void                    (*shutdown)(struct spi_device *spi);
289         struct device_driver    driver;
290 };
291
292 static inline struct spi_driver *to_spi_driver(struct device_driver *drv)
293 {
294         return drv ? container_of(drv, struct spi_driver, driver) : NULL;
295 }
296
297 extern int __spi_register_driver(struct module *owner, struct spi_driver *sdrv);
298
299 /**
300  * spi_unregister_driver - reverse effect of spi_register_driver
301  * @sdrv: the driver to unregister
302  * Context: can sleep
303  */
304 static inline void spi_unregister_driver(struct spi_driver *sdrv)
305 {
306         if (sdrv)
307                 driver_unregister(&sdrv->driver);
308 }
309
310 extern struct spi_device *spi_new_ancillary_device(struct spi_device *spi, u8 chip_select);
311
312 /* use a define to avoid include chaining to get THIS_MODULE */
313 #define spi_register_driver(driver) \
314         __spi_register_driver(THIS_MODULE, driver)
315
316 /**
317  * module_spi_driver() - Helper macro for registering a SPI driver
318  * @__spi_driver: spi_driver struct
319  *
320  * Helper macro for SPI drivers which do not do anything special in module
321  * init/exit. This eliminates a lot of boilerplate. Each module may only
322  * use this macro once, and calling it replaces module_init() and module_exit()
323  */
324 #define module_spi_driver(__spi_driver) \
325         module_driver(__spi_driver, spi_register_driver, \
326                         spi_unregister_driver)
327
328 /**
329  * struct spi_controller - interface to SPI master or slave controller
330  * @dev: device interface to this driver
331  * @list: link with the global spi_controller list
332  * @bus_num: board-specific (and often SOC-specific) identifier for a
333  *      given SPI controller.
334  * @num_chipselect: chipselects are used to distinguish individual
335  *      SPI slaves, and are numbered from zero to num_chipselects.
336  *      each slave has a chipselect signal, but it's common that not
337  *      every chipselect is connected to a slave.
338  * @dma_alignment: SPI controller constraint on DMA buffers alignment.
339  * @mode_bits: flags understood by this controller driver
340  * @buswidth_override_bits: flags to override for this controller driver
341  * @bits_per_word_mask: A mask indicating which values of bits_per_word are
342  *      supported by the driver. Bit n indicates that a bits_per_word n+1 is
343  *      supported. If set, the SPI core will reject any transfer with an
344  *      unsupported bits_per_word. If not set, this value is simply ignored,
345  *      and it's up to the individual driver to perform any validation.
346  * @min_speed_hz: Lowest supported transfer speed
347  * @max_speed_hz: Highest supported transfer speed
348  * @flags: other constraints relevant to this driver
349  * @slave: indicates that this is an SPI slave controller
350  * @devm_allocated: whether the allocation of this struct is devres-managed
351  * @max_transfer_size: function that returns the max transfer size for
352  *      a &spi_device; may be %NULL, so the default %SIZE_MAX will be used.
353  * @max_message_size: function that returns the max message size for
354  *      a &spi_device; may be %NULL, so the default %SIZE_MAX will be used.
355  * @io_mutex: mutex for physical bus access
356  * @bus_lock_spinlock: spinlock for SPI bus locking
357  * @bus_lock_mutex: mutex for exclusion of multiple callers
358  * @bus_lock_flag: indicates that the SPI bus is locked for exclusive use
359  * @setup: updates the device mode and clocking records used by a
360  *      device's SPI controller; protocol code may call this.  This
361  *      must fail if an unrecognized or unsupported mode is requested.
362  *      It's always safe to call this unless transfers are pending on
363  *      the device whose settings are being modified.
364  * @set_cs_timing: optional hook for SPI devices to request SPI master
365  * controller for configuring specific CS setup time, hold time and inactive
366  * delay interms of clock counts
367  * @transfer: adds a message to the controller's transfer queue.
368  * @cleanup: frees controller-specific state
369  * @can_dma: determine whether this controller supports DMA
370  * @queued: whether this controller is providing an internal message queue
371  * @kworker: pointer to thread struct for message pump
372  * @pump_messages: work struct for scheduling work to the message pump
373  * @queue_lock: spinlock to syncronise access to message queue
374  * @queue: message queue
375  * @idling: the device is entering idle state
376  * @cur_msg: the currently in-flight message
377  * @cur_msg_prepared: spi_prepare_message was called for the currently
378  *                    in-flight message
379  * @cur_msg_mapped: message has been mapped for DMA
380  * @last_cs_enable: was enable true on the last call to set_cs.
381  * @last_cs_mode_high: was (mode & SPI_CS_HIGH) true on the last call to set_cs.
382  * @xfer_completion: used by core transfer_one_message()
383  * @busy: message pump is busy
384  * @running: message pump is running
385  * @rt: whether this queue is set to run as a realtime task
386  * @auto_runtime_pm: the core should ensure a runtime PM reference is held
387  *                   while the hardware is prepared, using the parent
388  *                   device for the spidev
389  * @max_dma_len: Maximum length of a DMA transfer for the device.
390  * @prepare_transfer_hardware: a message will soon arrive from the queue
391  *      so the subsystem requests the driver to prepare the transfer hardware
392  *      by issuing this call
393  * @transfer_one_message: the subsystem calls the driver to transfer a single
394  *      message while queuing transfers that arrive in the meantime. When the
395  *      driver is finished with this message, it must call
396  *      spi_finalize_current_message() so the subsystem can issue the next
397  *      message
398  * @unprepare_transfer_hardware: there are currently no more messages on the
399  *      queue so the subsystem notifies the driver that it may relax the
400  *      hardware by issuing this call
401  *
402  * @set_cs: set the logic level of the chip select line.  May be called
403  *          from interrupt context.
404  * @prepare_message: set up the controller to transfer a single message,
405  *                   for example doing DMA mapping.  Called from threaded
406  *                   context.
407  * @transfer_one: transfer a single spi_transfer.
408  *
409  *                  - return 0 if the transfer is finished,
410  *                  - return 1 if the transfer is still in progress. When
411  *                    the driver is finished with this transfer it must
412  *                    call spi_finalize_current_transfer() so the subsystem
413  *                    can issue the next transfer. Note: transfer_one and
414  *                    transfer_one_message are mutually exclusive; when both
415  *                    are set, the generic subsystem does not call your
416  *                    transfer_one callback.
417  * @handle_err: the subsystem calls the driver to handle an error that occurs
418  *              in the generic implementation of transfer_one_message().
419  * @mem_ops: optimized/dedicated operations for interactions with SPI memory.
420  *           This field is optional and should only be implemented if the
421  *           controller has native support for memory like operations.
422  * @unprepare_message: undo any work done by prepare_message().
423  * @slave_abort: abort the ongoing transfer request on an SPI slave controller
424  * @cs_gpios: LEGACY: array of GPIO descs to use as chip select lines; one per
425  *      CS number. Any individual value may be -ENOENT for CS lines that
426  *      are not GPIOs (driven by the SPI controller itself). Use the cs_gpiods
427  *      in new drivers.
428  * @cs_gpiods: Array of GPIO descs to use as chip select lines; one per CS
429  *      number. Any individual value may be NULL for CS lines that
430  *      are not GPIOs (driven by the SPI controller itself).
431  * @use_gpio_descriptors: Turns on the code in the SPI core to parse and grab
432  *      GPIO descriptors rather than using global GPIO numbers grabbed by the
433  *      driver. This will fill in @cs_gpiods and @cs_gpios should not be used,
434  *      and SPI devices will have the cs_gpiod assigned rather than cs_gpio.
435  * @unused_native_cs: When cs_gpiods is used, spi_register_controller() will
436  *      fill in this field with the first unused native CS, to be used by SPI
437  *      controller drivers that need to drive a native CS when using GPIO CS.
438  * @max_native_cs: When cs_gpiods is used, and this field is filled in,
439  *      spi_register_controller() will validate all native CS (including the
440  *      unused native CS) against this value.
441  * @statistics: statistics for the spi_controller
442  * @dma_tx: DMA transmit channel
443  * @dma_rx: DMA receive channel
444  * @dummy_rx: dummy receive buffer for full-duplex devices
445  * @dummy_tx: dummy transmit buffer for full-duplex devices
446  * @fw_translate_cs: If the boot firmware uses different numbering scheme
447  *      what Linux expects, this optional hook can be used to translate
448  *      between the two.
449  * @ptp_sts_supported: If the driver sets this to true, it must provide a
450  *      time snapshot in @spi_transfer->ptp_sts as close as possible to the
451  *      moment in time when @spi_transfer->ptp_sts_word_pre and
452  *      @spi_transfer->ptp_sts_word_post were transmitted.
453  *      If the driver does not set this, the SPI core takes the snapshot as
454  *      close to the driver hand-over as possible.
455  * @irq_flags: Interrupt enable state during PTP system timestamping
456  * @fallback: fallback to pio if dma transfer return failure with
457  *      SPI_TRANS_FAIL_NO_START.
458  *
459  * Each SPI controller can communicate with one or more @spi_device
460  * children.  These make a small bus, sharing MOSI, MISO and SCK signals
461  * but not chip select signals.  Each device may be configured to use a
462  * different clock rate, since those shared signals are ignored unless
463  * the chip is selected.
464  *
465  * The driver for an SPI controller manages access to those devices through
466  * a queue of spi_message transactions, copying data between CPU memory and
467  * an SPI slave device.  For each such message it queues, it calls the
468  * message's completion function when the transaction completes.
469  */
470 struct spi_controller {
471         struct device   dev;
472
473         struct list_head list;
474
475         /* other than negative (== assign one dynamically), bus_num is fully
476          * board-specific.  usually that simplifies to being SOC-specific.
477          * example:  one SOC has three SPI controllers, numbered 0..2,
478          * and one board's schematics might show it using SPI-2.  software
479          * would normally use bus_num=2 for that controller.
480          */
481         s16                     bus_num;
482
483         /* chipselects will be integral to many controllers; some others
484          * might use board-specific GPIOs.
485          */
486         u16                     num_chipselect;
487
488         /* some SPI controllers pose alignment requirements on DMAable
489          * buffers; let protocol drivers know about these requirements.
490          */
491         u16                     dma_alignment;
492
493         /* spi_device.mode flags understood by this controller driver */
494         u32                     mode_bits;
495
496         /* spi_device.mode flags override flags for this controller */
497         u32                     buswidth_override_bits;
498
499         /* bitmask of supported bits_per_word for transfers */
500         u32                     bits_per_word_mask;
501 #define SPI_BPW_MASK(bits) BIT((bits) - 1)
502 #define SPI_BPW_RANGE_MASK(min, max) GENMASK((max) - 1, (min) - 1)
503
504         /* limits on transfer speed */
505         u32                     min_speed_hz;
506         u32                     max_speed_hz;
507
508         /* other constraints relevant to this driver */
509         u16                     flags;
510 #define SPI_CONTROLLER_HALF_DUPLEX      BIT(0)  /* can't do full duplex */
511 #define SPI_CONTROLLER_NO_RX            BIT(1)  /* can't do buffer read */
512 #define SPI_CONTROLLER_NO_TX            BIT(2)  /* can't do buffer write */
513 #define SPI_CONTROLLER_MUST_RX          BIT(3)  /* requires rx */
514 #define SPI_CONTROLLER_MUST_TX          BIT(4)  /* requires tx */
515
516 #define SPI_MASTER_GPIO_SS              BIT(5)  /* GPIO CS must select slave */
517
518         /* flag indicating if the allocation of this struct is devres-managed */
519         bool                    devm_allocated;
520
521         /* flag indicating this is an SPI slave controller */
522         bool                    slave;
523
524         /*
525          * on some hardware transfer / message size may be constrained
526          * the limit may depend on device transfer settings
527          */
528         size_t (*max_transfer_size)(struct spi_device *spi);
529         size_t (*max_message_size)(struct spi_device *spi);
530
531         /* I/O mutex */
532         struct mutex            io_mutex;
533
534         /* lock and mutex for SPI bus locking */
535         spinlock_t              bus_lock_spinlock;
536         struct mutex            bus_lock_mutex;
537
538         /* flag indicating that the SPI bus is locked for exclusive use */
539         bool                    bus_lock_flag;
540
541         /* Setup mode and clock, etc (spi driver may call many times).
542          *
543          * IMPORTANT:  this may be called when transfers to another
544          * device are active.  DO NOT UPDATE SHARED REGISTERS in ways
545          * which could break those transfers.
546          */
547         int                     (*setup)(struct spi_device *spi);
548
549         /*
550          * set_cs_timing() method is for SPI controllers that supports
551          * configuring CS timing.
552          *
553          * This hook allows SPI client drivers to request SPI controllers
554          * to configure specific CS timing through spi_set_cs_timing() after
555          * spi_setup().
556          */
557         int (*set_cs_timing)(struct spi_device *spi);
558
559         /* bidirectional bulk transfers
560          *
561          * + The transfer() method may not sleep; its main role is
562          *   just to add the message to the queue.
563          * + For now there's no remove-from-queue operation, or
564          *   any other request management
565          * + To a given spi_device, message queueing is pure fifo
566          *
567          * + The controller's main job is to process its message queue,
568          *   selecting a chip (for masters), then transferring data
569          * + If there are multiple spi_device children, the i/o queue
570          *   arbitration algorithm is unspecified (round robin, fifo,
571          *   priority, reservations, preemption, etc)
572          *
573          * + Chipselect stays active during the entire message
574          *   (unless modified by spi_transfer.cs_change != 0).
575          * + The message transfers use clock and SPI mode parameters
576          *   previously established by setup() for this device
577          */
578         int                     (*transfer)(struct spi_device *spi,
579                                                 struct spi_message *mesg);
580
581         /* called on release() to free memory provided by spi_controller */
582         void                    (*cleanup)(struct spi_device *spi);
583
584         /*
585          * Used to enable core support for DMA handling, if can_dma()
586          * exists and returns true then the transfer will be mapped
587          * prior to transfer_one() being called.  The driver should
588          * not modify or store xfer and dma_tx and dma_rx must be set
589          * while the device is prepared.
590          */
591         bool                    (*can_dma)(struct spi_controller *ctlr,
592                                            struct spi_device *spi,
593                                            struct spi_transfer *xfer);
594         struct device *dma_map_dev;
595
596         /*
597          * These hooks are for drivers that want to use the generic
598          * controller transfer queueing mechanism. If these are used, the
599          * transfer() function above must NOT be specified by the driver.
600          * Over time we expect SPI drivers to be phased over to this API.
601          */
602         bool                            queued;
603         struct kthread_worker           *kworker;
604         struct kthread_work             pump_messages;
605         spinlock_t                      queue_lock;
606         struct list_head                queue;
607         struct spi_message              *cur_msg;
608         bool                            idling;
609         bool                            busy;
610         bool                            running;
611         bool                            rt;
612         bool                            auto_runtime_pm;
613         bool                            cur_msg_prepared;
614         bool                            cur_msg_mapped;
615         bool                            last_cs_enable;
616         bool                            last_cs_mode_high;
617         bool                            fallback;
618         struct completion               xfer_completion;
619         size_t                          max_dma_len;
620
621         int (*prepare_transfer_hardware)(struct spi_controller *ctlr);
622         int (*transfer_one_message)(struct spi_controller *ctlr,
623                                     struct spi_message *mesg);
624         int (*unprepare_transfer_hardware)(struct spi_controller *ctlr);
625         int (*prepare_message)(struct spi_controller *ctlr,
626                                struct spi_message *message);
627         int (*unprepare_message)(struct spi_controller *ctlr,
628                                  struct spi_message *message);
629         int (*slave_abort)(struct spi_controller *ctlr);
630
631         /*
632          * These hooks are for drivers that use a generic implementation
633          * of transfer_one_message() provided by the core.
634          */
635         void (*set_cs)(struct spi_device *spi, bool enable);
636         int (*transfer_one)(struct spi_controller *ctlr, struct spi_device *spi,
637                             struct spi_transfer *transfer);
638         void (*handle_err)(struct spi_controller *ctlr,
639                            struct spi_message *message);
640
641         /* Optimized handlers for SPI memory-like operations. */
642         const struct spi_controller_mem_ops *mem_ops;
643
644         /* gpio chip select */
645         int                     *cs_gpios;
646         struct gpio_desc        **cs_gpiods;
647         bool                    use_gpio_descriptors;
648         s8                      unused_native_cs;
649         s8                      max_native_cs;
650
651         /* statistics */
652         struct spi_statistics   statistics;
653
654         /* DMA channels for use with core dmaengine helpers */
655         struct dma_chan         *dma_tx;
656         struct dma_chan         *dma_rx;
657
658         /* dummy data for full duplex devices */
659         void                    *dummy_rx;
660         void                    *dummy_tx;
661
662         int (*fw_translate_cs)(struct spi_controller *ctlr, unsigned cs);
663
664         /*
665          * Driver sets this field to indicate it is able to snapshot SPI
666          * transfers (needed e.g. for reading the time of POSIX clocks)
667          */
668         bool                    ptp_sts_supported;
669
670         /* Interrupt enable state during PTP system timestamping */
671         unsigned long           irq_flags;
672 };
673
674 static inline void *spi_controller_get_devdata(struct spi_controller *ctlr)
675 {
676         return dev_get_drvdata(&ctlr->dev);
677 }
678
679 static inline void spi_controller_set_devdata(struct spi_controller *ctlr,
680                                               void *data)
681 {
682         dev_set_drvdata(&ctlr->dev, data);
683 }
684
685 static inline struct spi_controller *spi_controller_get(struct spi_controller *ctlr)
686 {
687         if (!ctlr || !get_device(&ctlr->dev))
688                 return NULL;
689         return ctlr;
690 }
691
692 static inline void spi_controller_put(struct spi_controller *ctlr)
693 {
694         if (ctlr)
695                 put_device(&ctlr->dev);
696 }
697
698 static inline bool spi_controller_is_slave(struct spi_controller *ctlr)
699 {
700         return IS_ENABLED(CONFIG_SPI_SLAVE) && ctlr->slave;
701 }
702
703 /* PM calls that need to be issued by the driver */
704 extern int spi_controller_suspend(struct spi_controller *ctlr);
705 extern int spi_controller_resume(struct spi_controller *ctlr);
706
707 /* Calls the driver make to interact with the message queue */
708 extern struct spi_message *spi_get_next_queued_message(struct spi_controller *ctlr);
709 extern void spi_finalize_current_message(struct spi_controller *ctlr);
710 extern void spi_finalize_current_transfer(struct spi_controller *ctlr);
711
712 /* Helper calls for driver to timestamp transfer */
713 void spi_take_timestamp_pre(struct spi_controller *ctlr,
714                             struct spi_transfer *xfer,
715                             size_t progress, bool irqs_off);
716 void spi_take_timestamp_post(struct spi_controller *ctlr,
717                              struct spi_transfer *xfer,
718                              size_t progress, bool irqs_off);
719
720 /* the spi driver core manages memory for the spi_controller classdev */
721 extern struct spi_controller *__spi_alloc_controller(struct device *host,
722                                                 unsigned int size, bool slave);
723
724 static inline struct spi_controller *spi_alloc_master(struct device *host,
725                                                       unsigned int size)
726 {
727         return __spi_alloc_controller(host, size, false);
728 }
729
730 static inline struct spi_controller *spi_alloc_slave(struct device *host,
731                                                      unsigned int size)
732 {
733         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SPI_SLAVE))
734                 return NULL;
735
736         return __spi_alloc_controller(host, size, true);
737 }
738
739 struct spi_controller *__devm_spi_alloc_controller(struct device *dev,
740                                                    unsigned int size,
741                                                    bool slave);
742
743 static inline struct spi_controller *devm_spi_alloc_master(struct device *dev,
744                                                            unsigned int size)
745 {
746         return __devm_spi_alloc_controller(dev, size, false);
747 }
748
749 static inline struct spi_controller *devm_spi_alloc_slave(struct device *dev,
750                                                           unsigned int size)
751 {
752         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SPI_SLAVE))
753                 return NULL;
754
755         return __devm_spi_alloc_controller(dev, size, true);
756 }
757
758 extern int spi_register_controller(struct spi_controller *ctlr);
759 extern int devm_spi_register_controller(struct device *dev,
760                                         struct spi_controller *ctlr);
761 extern void spi_unregister_controller(struct spi_controller *ctlr);
762
763 extern struct spi_controller *spi_busnum_to_master(u16 busnum);
764
765 /*
766  * SPI resource management while processing a SPI message
767  */
768
769 typedef void (*spi_res_release_t)(struct spi_controller *ctlr,
770                                   struct spi_message *msg,
771                                   void *res);
772
773 /**
774  * struct spi_res - spi resource management structure
775  * @entry:   list entry
776  * @release: release code called prior to freeing this resource
777  * @data:    extra data allocated for the specific use-case
778  *
779  * this is based on ideas from devres, but focused on life-cycle
780  * management during spi_message processing
781  */
782 struct spi_res {
783         struct list_head        entry;
784         spi_res_release_t       release;
785         unsigned long long      data[]; /* guarantee ull alignment */
786 };
787
788 extern void *spi_res_alloc(struct spi_device *spi,
789                            spi_res_release_t release,
790                            size_t size, gfp_t gfp);
791 extern void spi_res_add(struct spi_message *message, void *res);
792 extern void spi_res_free(void *res);
793
794 extern void spi_res_release(struct spi_controller *ctlr,
795                             struct spi_message *message);
796
797 /*---------------------------------------------------------------------------*/
798
799 /*
800  * I/O INTERFACE between SPI controller and protocol drivers
801  *
802  * Protocol drivers use a queue of spi_messages, each transferring data
803  * between the controller and memory buffers.
804  *
805  * The spi_messages themselves consist of a series of read+write transfer
806  * segments.  Those segments always read the same number of bits as they
807  * write; but one or the other is easily ignored by passing a null buffer
808  * pointer.  (This is unlike most types of I/O API, because SPI hardware
809  * is full duplex.)
810  *
811  * NOTE:  Allocation of spi_transfer and spi_message memory is entirely
812  * up to the protocol driver, which guarantees the integrity of both (as
813  * well as the data buffers) for as long as the message is queued.
814  */
815
816 /**
817  * struct spi_transfer - a read/write buffer pair
818  * @tx_buf: data to be written (dma-safe memory), or NULL
819  * @rx_buf: data to be read (dma-safe memory), or NULL
820  * @tx_dma: DMA address of tx_buf, if @spi_message.is_dma_mapped
821  * @rx_dma: DMA address of rx_buf, if @spi_message.is_dma_mapped
822  * @tx_nbits: number of bits used for writing. If 0 the default
823  *      (SPI_NBITS_SINGLE) is used.
824  * @rx_nbits: number of bits used for reading. If 0 the default
825  *      (SPI_NBITS_SINGLE) is used.
826  * @len: size of rx and tx buffers (in bytes)
827  * @speed_hz: Select a speed other than the device default for this
828  *      transfer. If 0 the default (from @spi_device) is used.
829  * @bits_per_word: select a bits_per_word other than the device default
830  *      for this transfer. If 0 the default (from @spi_device) is used.
831  * @dummy_data: indicates transfer is dummy bytes transfer.
832  * @cs_change: affects chipselect after this transfer completes
833  * @cs_change_delay: delay between cs deassert and assert when
834  *      @cs_change is set and @spi_transfer is not the last in @spi_message
835  * @delay: delay to be introduced after this transfer before
836  *      (optionally) changing the chipselect status, then starting
837  *      the next transfer or completing this @spi_message.
838  * @word_delay: inter word delay to be introduced after each word size
839  *      (set by bits_per_word) transmission.
840  * @effective_speed_hz: the effective SCK-speed that was used to
841  *      transfer this transfer. Set to 0 if the spi bus driver does
842  *      not support it.
843  * @transfer_list: transfers are sequenced through @spi_message.transfers
844  * @tx_sg: Scatterlist for transmit, currently not for client use
845  * @rx_sg: Scatterlist for receive, currently not for client use
846  * @ptp_sts_word_pre: The word (subject to bits_per_word semantics) offset
847  *      within @tx_buf for which the SPI device is requesting that the time
848  *      snapshot for this transfer begins. Upon completing the SPI transfer,
849  *      this value may have changed compared to what was requested, depending
850  *      on the available snapshotting resolution (DMA transfer,
851  *      @ptp_sts_supported is false, etc).
852  * @ptp_sts_word_post: See @ptp_sts_word_post. The two can be equal (meaning
853  *      that a single byte should be snapshotted).
854  *      If the core takes care of the timestamp (if @ptp_sts_supported is false
855  *      for this controller), it will set @ptp_sts_word_pre to 0, and
856  *      @ptp_sts_word_post to the length of the transfer. This is done
857  *      purposefully (instead of setting to spi_transfer->len - 1) to denote
858  *      that a transfer-level snapshot taken from within the driver may still
859  *      be of higher quality.
860  * @ptp_sts: Pointer to a memory location held by the SPI slave device where a
861  *      PTP system timestamp structure may lie. If drivers use PIO or their
862  *      hardware has some sort of assist for retrieving exact transfer timing,
863  *      they can (and should) assert @ptp_sts_supported and populate this
864  *      structure using the ptp_read_system_*ts helper functions.
865  *      The timestamp must represent the time at which the SPI slave device has
866  *      processed the word, i.e. the "pre" timestamp should be taken before
867  *      transmitting the "pre" word, and the "post" timestamp after receiving
868  *      transmit confirmation from the controller for the "post" word.
869  * @timestamped: true if the transfer has been timestamped
870  * @error: Error status logged by spi controller driver.
871  *
872  * SPI transfers always write the same number of bytes as they read.
873  * Protocol drivers should always provide @rx_buf and/or @tx_buf.
874  * In some cases, they may also want to provide DMA addresses for
875  * the data being transferred; that may reduce overhead, when the
876  * underlying driver uses dma.
877  *
878  * If the transmit buffer is null, zeroes will be shifted out
879  * while filling @rx_buf.  If the receive buffer is null, the data
880  * shifted in will be discarded.  Only "len" bytes shift out (or in).
881  * It's an error to try to shift out a partial word.  (For example, by
882  * shifting out three bytes with word size of sixteen or twenty bits;
883  * the former uses two bytes per word, the latter uses four bytes.)
884  *
885  * In-memory data values are always in native CPU byte order, translated
886  * from the wire byte order (big-endian except with SPI_LSB_FIRST).  So
887  * for example when bits_per_word is sixteen, buffers are 2N bytes long
888  * (@len = 2N) and hold N sixteen bit words in CPU byte order.
889  *
890  * When the word size of the SPI transfer is not a power-of-two multiple
891  * of eight bits, those in-memory words include extra bits.  In-memory
892  * words are always seen by protocol drivers as right-justified, so the
893  * undefined (rx) or unused (tx) bits are always the most significant bits.
894  *
895  * All SPI transfers start with the relevant chipselect active.  Normally
896  * it stays selected until after the last transfer in a message.  Drivers
897  * can affect the chipselect signal using cs_change.
898  *
899  * (i) If the transfer isn't the last one in the message, this flag is
900  * used to make the chipselect briefly go inactive in the middle of the
901  * message.  Toggling chipselect in this way may be needed to terminate
902  * a chip command, letting a single spi_message perform all of group of
903  * chip transactions together.
904  *
905  * (ii) When the transfer is the last one in the message, the chip may
906  * stay selected until the next transfer.  On multi-device SPI busses
907  * with nothing blocking messages going to other devices, this is just
908  * a performance hint; starting a message to another device deselects
909  * this one.  But in other cases, this can be used to ensure correctness.
910  * Some devices need protocol transactions to be built from a series of
911  * spi_message submissions, where the content of one message is determined
912  * by the results of previous messages and where the whole transaction
913  * ends when the chipselect goes intactive.
914  *
915  * When SPI can transfer in 1x,2x or 4x. It can get this transfer information
916  * from device through @tx_nbits and @rx_nbits. In Bi-direction, these
917  * two should both be set. User can set transfer mode with SPI_NBITS_SINGLE(1x)
918  * SPI_NBITS_DUAL(2x) and SPI_NBITS_QUAD(4x) to support these three transfer.
919  *
920  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
921  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
922  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
923  * insulate against future API updates.  After you submit a message
924  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
925  */
926 struct spi_transfer {
927         /* it's ok if tx_buf == rx_buf (right?)
928          * for MicroWire, one buffer must be null
929          * buffers must work with dma_*map_single() calls, unless
930          *   spi_message.is_dma_mapped reports a pre-existing mapping
931          */
932         const void      *tx_buf;
933         void            *rx_buf;
934         unsigned        len;
935
936         dma_addr_t      tx_dma;
937         dma_addr_t      rx_dma;
938         struct sg_table tx_sg;
939         struct sg_table rx_sg;
940
941         unsigned        dummy_data:1;
942         unsigned        cs_change:1;
943         unsigned        tx_nbits:3;
944         unsigned        rx_nbits:3;
945 #define SPI_NBITS_SINGLE        0x01 /* 1bit transfer */
946 #define SPI_NBITS_DUAL          0x02 /* 2bits transfer */
947 #define SPI_NBITS_QUAD          0x04 /* 4bits transfer */
948         u8              bits_per_word;
949         struct spi_delay        delay;
950         struct spi_delay        cs_change_delay;
951         struct spi_delay        word_delay;
952         u32             speed_hz;
953
954         u32             effective_speed_hz;
955
956         unsigned int    ptp_sts_word_pre;
957         unsigned int    ptp_sts_word_post;
958
959         struct ptp_system_timestamp *ptp_sts;
960
961         bool            timestamped;
962
963         struct list_head transfer_list;
964
965 #define SPI_TRANS_FAIL_NO_START BIT(0)
966         u16             error;
967 };
968
969 /**
970  * struct spi_message - one multi-segment SPI transaction
971  * @transfers: list of transfer segments in this transaction
972  * @spi: SPI device to which the transaction is queued
973  * @is_dma_mapped: if true, the caller provided both dma and cpu virtual
974  *      addresses for each transfer buffer
975  * @complete: called to report transaction completions
976  * @context: the argument to complete() when it's called
977  * @frame_length: the total number of bytes in the message
978  * @actual_length: the total number of bytes that were transferred in all
979  *      successful segments
980  * @status: zero for success, else negative errno
981  * @queue: for use by whichever driver currently owns the message
982  * @state: for use by whichever driver currently owns the message
983  * @resources: for resource management when the spi message is processed
984  *
985  * A @spi_message is used to execute an atomic sequence of data transfers,
986  * each represented by a struct spi_transfer.  The sequence is "atomic"
987  * in the sense that no other spi_message may use that SPI bus until that
988  * sequence completes.  On some systems, many such sequences can execute as
989  * a single programmed DMA transfer.  On all systems, these messages are
990  * queued, and might complete after transactions to other devices.  Messages
991  * sent to a given spi_device are always executed in FIFO order.
992  *
993  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
994  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
995  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
996  * insulate against future API updates.  After you submit a message
997  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
998  */
999 struct spi_message {
1000         struct list_head        transfers;
1001
1002         struct spi_device       *spi;
1003
1004         unsigned                is_dma_mapped:1;
1005
1006         /* REVISIT:  we might want a flag affecting the behavior of the
1007          * last transfer ... allowing things like "read 16 bit length L"
1008          * immediately followed by "read L bytes".  Basically imposing
1009          * a specific message scheduling algorithm.
1010          *
1011          * Some controller drivers (message-at-a-time queue processing)
1012          * could provide that as their default scheduling algorithm.  But
1013          * others (with multi-message pipelines) could need a flag to
1014          * tell them about such special cases.
1015          */
1016
1017         /* completion is reported through a callback */
1018         void                    (*complete)(void *context);
1019         void                    *context;
1020         unsigned                frame_length;
1021         unsigned                actual_length;
1022         int                     status;
1023
1024         /* for optional use by whatever driver currently owns the
1025          * spi_message ...  between calls to spi_async and then later
1026          * complete(), that's the spi_controller controller driver.
1027          */
1028         struct list_head        queue;
1029         void                    *state;
1030
1031         /* list of spi_res reources when the spi message is processed */
1032         struct list_head        resources;
1033 };
1034
1035 static inline void spi_message_init_no_memset(struct spi_message *m)
1036 {
1037         INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
1038         INIT_LIST_HEAD(&m->resources);
1039 }
1040
1041 static inline void spi_message_init(struct spi_message *m)
1042 {
1043         memset(m, 0, sizeof *m);
1044         spi_message_init_no_memset(m);
1045 }
1046
1047 static inline void
1048 spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m)
1049 {
1050         list_add_tail(&t->transfer_list, &m->transfers);
1051 }
1052
1053 static inline void
1054 spi_transfer_del(struct spi_transfer *t)
1055 {
1056         list_del(&t->transfer_list);
1057 }
1058
1059 static inline int
1060 spi_transfer_delay_exec(struct spi_transfer *t)
1061 {
1062         return spi_delay_exec(&t->delay, t);
1063 }
1064
1065 /**
1066  * spi_message_init_with_transfers - Initialize spi_message and append transfers
1067  * @m: spi_message to be initialized
1068  * @xfers: An array of spi transfers
1069  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
1070  *
1071  * This function initializes the given spi_message and adds each spi_transfer in
1072  * the given array to the message.
1073  */
1074 static inline void
1075 spi_message_init_with_transfers(struct spi_message *m,
1076 struct spi_transfer *xfers, unsigned int num_xfers)
1077 {
1078         unsigned int i;
1079
1080         spi_message_init(m);
1081         for (i = 0; i < num_xfers; ++i)
1082                 spi_message_add_tail(&xfers[i], m);
1083 }
1084
1085 /* It's fine to embed message and transaction structures in other data
1086  * structures so long as you don't free them while they're in use.
1087  */
1088
1089 static inline struct spi_message *spi_message_alloc(unsigned ntrans, gfp_t flags)
1090 {
1091         struct spi_message *m;
1092
1093         m = kzalloc(sizeof(struct spi_message)
1094                         + ntrans * sizeof(struct spi_transfer),
1095                         flags);
1096         if (m) {
1097                 unsigned i;
1098                 struct spi_transfer *t = (struct spi_transfer *)(m + 1);
1099
1100                 spi_message_init_no_memset(m);
1101                 for (i = 0; i < ntrans; i++, t++)
1102                         spi_message_add_tail(t, m);
1103         }
1104         return m;
1105 }
1106
1107 static inline void spi_message_free(struct spi_message *m)
1108 {
1109         kfree(m);
1110 }
1111
1112 extern int spi_setup(struct spi_device *spi);
1113 extern int spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
1114 extern int spi_async_locked(struct spi_device *spi,
1115                             struct spi_message *message);
1116 extern int spi_slave_abort(struct spi_device *spi);
1117
1118 static inline size_t
1119 spi_max_message_size(struct spi_device *spi)
1120 {
1121         struct spi_controller *ctlr = spi->controller;
1122
1123         if (!ctlr->max_message_size)
1124                 return SIZE_MAX;
1125         return ctlr->max_message_size(spi);
1126 }
1127
1128 static inline size_t
1129 spi_max_transfer_size(struct spi_device *spi)
1130 {
1131         struct spi_controller *ctlr = spi->controller;
1132         size_t tr_max = SIZE_MAX;
1133         size_t msg_max = spi_max_message_size(spi);
1134
1135         if (ctlr->max_transfer_size)
1136                 tr_max = ctlr->max_transfer_size(spi);
1137
1138         /* transfer size limit must not be greater than messsage size limit */
1139         return min(tr_max, msg_max);
1140 }
1141
1142 /**
1143  * spi_is_bpw_supported - Check if bits per word is supported
1144  * @spi: SPI device
1145  * @bpw: Bits per word
1146  *
1147  * This function checks to see if the SPI controller supports @bpw.
1148  *
1149  * Returns:
1150  * True if @bpw is supported, false otherwise.
1151  */
1152 static inline bool spi_is_bpw_supported(struct spi_device *spi, u32 bpw)
1153 {
1154         u32 bpw_mask = spi->master->bits_per_word_mask;
1155
1156         if (bpw == 8 || (bpw <= 32 && bpw_mask & SPI_BPW_MASK(bpw)))
1157                 return true;
1158
1159         return false;
1160 }
1161
1162 /*---------------------------------------------------------------------------*/
1163
1164 /* SPI transfer replacement methods which make use of spi_res */
1165
1166 struct spi_replaced_transfers;
1167 typedef void (*spi_replaced_release_t)(struct spi_controller *ctlr,
1168                                        struct spi_message *msg,
1169                                        struct spi_replaced_transfers *res);
1170 /**
1171  * struct spi_replaced_transfers - structure describing the spi_transfer
1172  *                                 replacements that have occurred
1173  *                                 so that they can get reverted
1174  * @release:            some extra release code to get executed prior to
1175  *                      relasing this structure
1176  * @extradata:          pointer to some extra data if requested or NULL
1177  * @replaced_transfers: transfers that have been replaced and which need
1178  *                      to get restored
1179  * @replaced_after:     the transfer after which the @replaced_transfers
1180  *                      are to get re-inserted
1181  * @inserted:           number of transfers inserted
1182  * @inserted_transfers: array of spi_transfers of array-size @inserted,
1183  *                      that have been replacing replaced_transfers
1184  *
1185  * note: that @extradata will point to @inserted_transfers[@inserted]
1186  * if some extra allocation is requested, so alignment will be the same
1187  * as for spi_transfers
1188  */
1189 struct spi_replaced_transfers {
1190         spi_replaced_release_t release;
1191         void *extradata;
1192         struct list_head replaced_transfers;
1193         struct list_head *replaced_after;
1194         size_t inserted;
1195         struct spi_transfer inserted_transfers[];
1196 };
1197
1198 extern struct spi_replaced_transfers *spi_replace_transfers(
1199         struct spi_message *msg,
1200         struct spi_transfer *xfer_first,
1201         size_t remove,
1202         size_t insert,
1203         spi_replaced_release_t release,
1204         size_t extradatasize,
1205         gfp_t gfp);
1206
1207 /*---------------------------------------------------------------------------*/
1208
1209 /* SPI transfer transformation methods */
1210
1211 extern int spi_split_transfers_maxsize(struct spi_controller *ctlr,
1212                                        struct spi_message *msg,
1213                                        size_t maxsize,
1214                                        gfp_t gfp);
1215
1216 /*---------------------------------------------------------------------------*/
1217
1218 /* All these synchronous SPI transfer routines are utilities layered
1219  * over the core async transfer primitive.  Here, "synchronous" means
1220  * they will sleep uninterruptibly until the async transfer completes.
1221  */
1222
1223 extern int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
1224 extern int spi_sync_locked(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
1225 extern int spi_bus_lock(struct spi_controller *ctlr);
1226 extern int spi_bus_unlock(struct spi_controller *ctlr);
1227
1228 /**
1229  * spi_sync_transfer - synchronous SPI data transfer
1230  * @spi: device with which data will be exchanged
1231  * @xfers: An array of spi_transfers
1232  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
1233  * Context: can sleep
1234  *
1235  * Does a synchronous SPI data transfer of the given spi_transfer array.
1236  *
1237  * For more specific semantics see spi_sync().
1238  *
1239  * Return: zero on success, else a negative error code.
1240  */
1241 static inline int
1242 spi_sync_transfer(struct spi_device *spi, struct spi_transfer *xfers,
1243         unsigned int num_xfers)
1244 {
1245         struct spi_message msg;
1246
1247         spi_message_init_with_transfers(&msg, xfers, num_xfers);
1248
1249         return spi_sync(spi, &msg);
1250 }
1251
1252 /**
1253  * spi_write - SPI synchronous write
1254  * @spi: device to which data will be written
1255  * @buf: data buffer
1256  * @len: data buffer size
1257  * Context: can sleep
1258  *
1259  * This function writes 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_write(struct spi_device *spi, const void *buf, size_t len)
1266 {
1267         struct spi_transfer     t = {
1268                         .tx_buf         = buf,
1269                         .len            = len,
1270                 };
1271
1272         return spi_sync_transfer(spi, &t, 1);
1273 }
1274
1275 /**
1276  * spi_read - SPI synchronous read
1277  * @spi: device from which data will be read
1278  * @buf: data buffer
1279  * @len: data buffer size
1280  * Context: can sleep
1281  *
1282  * This function reads the buffer @buf.
1283  * Callable only from contexts that can sleep.
1284  *
1285  * Return: zero on success, else a negative error code.
1286  */
1287 static inline int
1288 spi_read(struct spi_device *spi, void *buf, size_t len)
1289 {
1290         struct spi_transfer     t = {
1291                         .rx_buf         = buf,
1292                         .len            = len,
1293                 };
1294
1295         return spi_sync_transfer(spi, &t, 1);
1296 }
1297
1298 /* this copies txbuf and rxbuf data; for small transfers only! */
1299 extern int spi_write_then_read(struct spi_device *spi,
1300                 const void *txbuf, unsigned n_tx,
1301                 void *rxbuf, unsigned n_rx);
1302
1303 /**
1304  * spi_w8r8 - SPI synchronous 8 bit write followed by 8 bit read
1305  * @spi: device with which data will be exchanged
1306  * @cmd: command to be written before data is read back
1307  * Context: can sleep
1308  *
1309  * Callable only from contexts that can sleep.
1310  *
1311  * Return: the (unsigned) eight bit number returned by the
1312  * device, or else a negative error code.
1313  */
1314 static inline ssize_t spi_w8r8(struct spi_device *spi, u8 cmd)
1315 {
1316         ssize_t                 status;
1317         u8                      result;
1318
1319         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 1);
1320
1321         /* return negative errno or unsigned value */
1322         return (status < 0) ? status : result;
1323 }
1324
1325 /**
1326  * spi_w8r16 - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit read
1327  * @spi: device with which data will be exchanged
1328  * @cmd: command to be written before data is read back
1329  * Context: can sleep
1330  *
1331  * The number is returned in wire-order, which is at least sometimes
1332  * big-endian.
1333  *
1334  * Callable only from contexts that can sleep.
1335  *
1336  * Return: the (unsigned) sixteen bit number returned by the
1337  * device, or else a negative error code.
1338  */
1339 static inline ssize_t spi_w8r16(struct spi_device *spi, u8 cmd)
1340 {
1341         ssize_t                 status;
1342         u16                     result;
1343
1344         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 2);
1345
1346         /* return negative errno or unsigned value */
1347         return (status < 0) ? status : result;
1348 }
1349
1350 /**
1351  * spi_w8r16be - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit big-endian read
1352  * @spi: device with which data will be exchanged
1353  * @cmd: command to be written before data is read back
1354  * Context: can sleep
1355  *
1356  * This function is similar to spi_w8r16, with the exception that it will
1357  * convert the read 16 bit data word from big-endian to native endianness.
1358  *
1359  * Callable only from contexts that can sleep.
1360  *
1361  * Return: the (unsigned) sixteen bit number returned by the device in cpu
1362  * endianness, or else a negative error code.
1363  */
1364 static inline ssize_t spi_w8r16be(struct spi_device *spi, u8 cmd)
1365
1366 {
1367         ssize_t status;
1368         __be16 result;
1369
1370         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 2);
1371         if (status < 0)
1372                 return status;
1373
1374         return be16_to_cpu(result);
1375 }
1376
1377 /*---------------------------------------------------------------------------*/
1378
1379 /*
1380  * INTERFACE between board init code and SPI infrastructure.
1381  *
1382  * No SPI driver ever sees these SPI device table segments, but
1383  * it's how the SPI core (or adapters that get hotplugged) grows
1384  * the driver model tree.
1385  *
1386  * As a rule, SPI devices can't be probed.  Instead, board init code
1387  * provides a table listing the devices which are present, with enough
1388  * information to bind and set up the device's driver.  There's basic
1389  * support for nonstatic configurations too; enough to handle adding
1390  * parport adapters, or microcontrollers acting as USB-to-SPI bridges.
1391  */
1392
1393 /**
1394  * struct spi_board_info - board-specific template for a SPI device
1395  * @modalias: Initializes spi_device.modalias; identifies the driver.
1396  * @platform_data: Initializes spi_device.platform_data; the particular
1397  *      data stored there is driver-specific.
1398  * @swnode: Software node for the device.
1399  * @controller_data: Initializes spi_device.controller_data; some
1400  *      controllers need hints about hardware setup, e.g. for DMA.
1401  * @irq: Initializes spi_device.irq; depends on how the board is wired.
1402  * @max_speed_hz: Initializes spi_device.max_speed_hz; based on limits
1403  *      from the chip datasheet and board-specific signal quality issues.
1404  * @bus_num: Identifies which spi_controller parents the spi_device; unused
1405  *      by spi_new_device(), and otherwise depends on board wiring.
1406  * @chip_select: Initializes spi_device.chip_select; depends on how
1407  *      the board is wired.
1408  * @mode: Initializes spi_device.mode; based on the chip datasheet, board
1409  *      wiring (some devices support both 3WIRE and standard modes), and
1410  *      possibly presence of an inverter in the chipselect path.
1411  *
1412  * When adding new SPI devices to the device tree, these structures serve
1413  * as a partial device template.  They hold information which can't always
1414  * be determined by drivers.  Information that probe() can establish (such
1415  * as the default transfer wordsize) is not included here.
1416  *
1417  * These structures are used in two places.  Their primary role is to
1418  * be stored in tables of board-specific device descriptors, which are
1419  * declared early in board initialization and then used (much later) to
1420  * populate a controller's device tree after the that controller's driver
1421  * initializes.  A secondary (and atypical) role is as a parameter to
1422  * spi_new_device() call, which happens after those controller drivers
1423  * are active in some dynamic board configuration models.
1424  */
1425 struct spi_board_info {
1426         /* the device name and module name are coupled, like platform_bus;
1427          * "modalias" is normally the driver name.
1428          *
1429          * platform_data goes to spi_device.dev.platform_data,
1430          * controller_data goes to spi_device.controller_data,
1431          * irq is copied too
1432          */
1433         char            modalias[SPI_NAME_SIZE];
1434         const void      *platform_data;
1435         const struct software_node *swnode;
1436         void            *controller_data;
1437         int             irq;
1438
1439         /* slower signaling on noisy or low voltage boards */
1440         u32             max_speed_hz;
1441
1442
1443         /* bus_num is board specific and matches the bus_num of some
1444          * spi_controller that will probably be registered later.
1445          *
1446          * chip_select reflects how this chip is wired to that master;
1447          * it's less than num_chipselect.
1448          */
1449         u16             bus_num;
1450         u16             chip_select;
1451
1452         /* mode becomes spi_device.mode, and is essential for chips
1453          * where the default of SPI_CS_HIGH = 0 is wrong.
1454          */
1455         u32             mode;
1456
1457         /* ... may need additional spi_device chip config data here.
1458          * avoid stuff protocol drivers can set; but include stuff
1459          * needed to behave without being bound to a driver:
1460          *  - quirks like clock rate mattering when not selected
1461          */
1462 };
1463
1464 #ifdef  CONFIG_SPI
1465 extern int
1466 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n);
1467 #else
1468 /* board init code may ignore whether SPI is configured or not */
1469 static inline int
1470 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n)
1471         { return 0; }
1472 #endif
1473
1474 /* If you're hotplugging an adapter with devices (parport, usb, etc)
1475  * use spi_new_device() to describe each device.  You can also call
1476  * spi_unregister_device() to start making that device vanish, but
1477  * normally that would be handled by spi_unregister_controller().
1478  *
1479  * You can also use spi_alloc_device() and spi_add_device() to use a two
1480  * stage registration sequence for each spi_device.  This gives the caller
1481  * some more control over the spi_device structure before it is registered,
1482  * but requires that caller to initialize fields that would otherwise
1483  * be defined using the board info.
1484  */
1485 extern struct spi_device *
1486 spi_alloc_device(struct spi_controller *ctlr);
1487
1488 extern int
1489 spi_add_device(struct spi_device *spi);
1490
1491 extern struct spi_device *
1492 spi_new_device(struct spi_controller *, struct spi_board_info *);
1493
1494 extern void spi_unregister_device(struct spi_device *spi);
1495
1496 extern const struct spi_device_id *
1497 spi_get_device_id(const struct spi_device *sdev);
1498
1499 static inline bool
1500 spi_transfer_is_last(struct spi_controller *ctlr, struct spi_transfer *xfer)
1501 {
1502         return list_is_last(&xfer->transfer_list, &ctlr->cur_msg->transfers);
1503 }
1504
1505 /* OF support code */
1506 #if IS_ENABLED(CONFIG_OF)
1507
1508 /* must call put_device() when done with returned spi_device device */
1509 extern struct spi_device *
1510 of_find_spi_device_by_node(struct device_node *node);
1511
1512 #else
1513
1514 static inline struct spi_device *
1515 of_find_spi_device_by_node(struct device_node *node)
1516 {
1517         return NULL;
1518 }
1519
1520 #endif /* IS_ENABLED(CONFIG_OF) */
1521
1522 /* Compatibility layer */
1523 #define spi_master                      spi_controller
1524
1525 #define SPI_MASTER_HALF_DUPLEX          SPI_CONTROLLER_HALF_DUPLEX
1526 #define SPI_MASTER_NO_RX                SPI_CONTROLLER_NO_RX
1527 #define SPI_MASTER_NO_TX                SPI_CONTROLLER_NO_TX
1528 #define SPI_MASTER_MUST_RX              SPI_CONTROLLER_MUST_RX
1529 #define SPI_MASTER_MUST_TX              SPI_CONTROLLER_MUST_TX
1530
1531 #define spi_master_get_devdata(_ctlr)   spi_controller_get_devdata(_ctlr)
1532 #define spi_master_set_devdata(_ctlr, _data)    \
1533         spi_controller_set_devdata(_ctlr, _data)
1534 #define spi_master_get(_ctlr)           spi_controller_get(_ctlr)
1535 #define spi_master_put(_ctlr)           spi_controller_put(_ctlr)
1536 #define spi_master_suspend(_ctlr)       spi_controller_suspend(_ctlr)
1537 #define spi_master_resume(_ctlr)        spi_controller_resume(_ctlr)
1538
1539 #define spi_register_master(_ctlr)      spi_register_controller(_ctlr)
1540 #define devm_spi_register_master(_dev, _ctlr) \
1541         devm_spi_register_controller(_dev, _ctlr)
1542 #define spi_unregister_master(_ctlr)    spi_unregister_controller(_ctlr)
1543
1544 #endif /* __LINUX_SPI_H */