]> Git Repo - J-linux.git/blob - include/linux/spi/spi.h
Merge tag 'spi-v6.11' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/broonie/spi
[J-linux.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/acpi.h>
10 #include <linux/bits.h>
11 #include <linux/completion.h>
12 #include <linux/device.h>
13 #include <linux/gpio/consumer.h>
14 #include <linux/kthread.h>
15 #include <linux/mod_devicetable.h>
16 #include <linux/overflow.h>
17 #include <linux/scatterlist.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/u64_stats_sync.h>
20
21 #include <uapi/linux/spi/spi.h>
22
23 /* Max no. of CS supported per spi device */
24 #define SPI_CS_CNT_MAX 16
25
26 struct dma_chan;
27 struct software_node;
28 struct ptp_system_timestamp;
29 struct spi_controller;
30 struct spi_transfer;
31 struct spi_controller_mem_ops;
32 struct spi_controller_mem_caps;
33 struct spi_message;
34
35 /*
36  * INTERFACES between SPI master-side drivers and SPI slave protocol handlers,
37  * and SPI infrastructure.
38  */
39 extern const struct bus_type spi_bus_type;
40
41 /**
42  * struct spi_statistics - statistics for spi transfers
43  * @syncp:         seqcount to protect members in this struct for per-cpu update
44  *                 on 32-bit systems
45  *
46  * @messages:      number of spi-messages handled
47  * @transfers:     number of spi_transfers handled
48  * @errors:        number of errors during spi_transfer
49  * @timedout:      number of timeouts during spi_transfer
50  *
51  * @spi_sync:      number of times spi_sync is used
52  * @spi_sync_immediate:
53  *                 number of times spi_sync is executed immediately
54  *                 in calling context without queuing and scheduling
55  * @spi_async:     number of times spi_async is used
56  *
57  * @bytes:         number of bytes transferred to/from device
58  * @bytes_tx:      number of bytes sent to device
59  * @bytes_rx:      number of bytes received from device
60  *
61  * @transfer_bytes_histo:
62  *                 transfer bytes histogram
63  *
64  * @transfers_split_maxsize:
65  *                 number of transfers that have been split because of
66  *                 maxsize limit
67  */
68 struct spi_statistics {
69         struct u64_stats_sync   syncp;
70
71         u64_stats_t             messages;
72         u64_stats_t             transfers;
73         u64_stats_t             errors;
74         u64_stats_t             timedout;
75
76         u64_stats_t             spi_sync;
77         u64_stats_t             spi_sync_immediate;
78         u64_stats_t             spi_async;
79
80         u64_stats_t             bytes;
81         u64_stats_t             bytes_rx;
82         u64_stats_t             bytes_tx;
83
84 #define SPI_STATISTICS_HISTO_SIZE 17
85         u64_stats_t     transfer_bytes_histo[SPI_STATISTICS_HISTO_SIZE];
86
87         u64_stats_t     transfers_split_maxsize;
88 };
89
90 #define SPI_STATISTICS_ADD_TO_FIELD(pcpu_stats, field, count)           \
91         do {                                                            \
92                 struct spi_statistics *__lstats;                        \
93                 get_cpu();                                              \
94                 __lstats = this_cpu_ptr(pcpu_stats);                    \
95                 u64_stats_update_begin(&__lstats->syncp);               \
96                 u64_stats_add(&__lstats->field, count);                 \
97                 u64_stats_update_end(&__lstats->syncp);                 \
98                 put_cpu();                                              \
99         } while (0)
100
101 #define SPI_STATISTICS_INCREMENT_FIELD(pcpu_stats, field)               \
102         do {                                                            \
103                 struct spi_statistics *__lstats;                        \
104                 get_cpu();                                              \
105                 __lstats = this_cpu_ptr(pcpu_stats);                    \
106                 u64_stats_update_begin(&__lstats->syncp);               \
107                 u64_stats_inc(&__lstats->field);                        \
108                 u64_stats_update_end(&__lstats->syncp);                 \
109                 put_cpu();                                              \
110         } while (0)
111
112 /**
113  * struct spi_delay - SPI delay information
114  * @value: Value for the delay
115  * @unit: Unit for the delay
116  */
117 struct spi_delay {
118 #define SPI_DELAY_UNIT_USECS    0
119 #define SPI_DELAY_UNIT_NSECS    1
120 #define SPI_DELAY_UNIT_SCK      2
121         u16     value;
122         u8      unit;
123 };
124
125 extern int spi_delay_to_ns(struct spi_delay *_delay, struct spi_transfer *xfer);
126 extern int spi_delay_exec(struct spi_delay *_delay, struct spi_transfer *xfer);
127 extern void spi_transfer_cs_change_delay_exec(struct spi_message *msg,
128                                                   struct spi_transfer *xfer);
129
130 /**
131  * struct spi_device - Controller side proxy for an SPI slave device
132  * @dev: Driver model representation of the device.
133  * @controller: SPI controller used with the device.
134  * @max_speed_hz: Maximum clock rate to be used with this chip
135  *      (on this board); may be changed by the device's driver.
136  *      The spi_transfer.speed_hz can override this for each transfer.
137  * @chip_select: Array of physical chipselect, spi->chipselect[i] gives
138  *      the corresponding physical CS for logical CS i.
139  * @mode: The spi mode defines how data is clocked out and in.
140  *      This may be changed by the device's driver.
141  *      The "active low" default for chipselect mode can be overridden
142  *      (by specifying SPI_CS_HIGH) as can the "MSB first" default for
143  *      each word in a transfer (by specifying SPI_LSB_FIRST).
144  * @bits_per_word: Data transfers involve one or more words; word sizes
145  *      like eight or 12 bits are common.  In-memory wordsizes are
146  *      powers of two bytes (e.g. 20 bit samples use 32 bits).
147  *      This may be changed by the device's driver, or left at the
148  *      default (0) indicating protocol words are eight bit bytes.
149  *      The spi_transfer.bits_per_word can override this for each transfer.
150  * @rt: Make the pump thread real time priority.
151  * @irq: Negative, or the number passed to request_irq() to receive
152  *      interrupts from this device.
153  * @controller_state: Controller's runtime state
154  * @controller_data: Board-specific definitions for controller, such as
155  *      FIFO initialization parameters; from board_info.controller_data
156  * @modalias: Name of the driver to use with this device, or an alias
157  *      for that name.  This appears in the sysfs "modalias" attribute
158  *      for driver coldplugging, and in uevents used for hotplugging
159  * @driver_override: If the name of a driver is written to this attribute, then
160  *      the device will bind to the named driver and only the named driver.
161  *      Do not set directly, because core frees it; use driver_set_override() to
162  *      set or clear it.
163  * @cs_gpiod: Array of GPIO descriptors of the corresponding chipselect lines
164  *      (optional, NULL when not using a GPIO line)
165  * @word_delay: delay to be inserted between consecutive
166  *      words of a transfer
167  * @cs_setup: delay to be introduced by the controller after CS is asserted
168  * @cs_hold: delay to be introduced by the controller before CS is deasserted
169  * @cs_inactive: delay to be introduced by the controller after CS is
170  *      deasserted. If @cs_change_delay is used from @spi_transfer, then the
171  *      two delays will be added up.
172  * @pcpu_statistics: statistics for the spi_device
173  * @cs_index_mask: Bit mask of the active chipselect(s) in the chipselect array
174  *
175  * A @spi_device is used to interchange data between an SPI slave
176  * (usually a discrete chip) and CPU memory.
177  *
178  * In @dev, the platform_data is used to hold information about this
179  * device that's meaningful to the device's protocol driver, but not
180  * to its controller.  One example might be an identifier for a chip
181  * variant with slightly different functionality; another might be
182  * information about how this particular board wires the chip's pins.
183  */
184 struct spi_device {
185         struct device           dev;
186         struct spi_controller   *controller;
187         u32                     max_speed_hz;
188         u8                      chip_select[SPI_CS_CNT_MAX];
189         u8                      bits_per_word;
190         bool                    rt;
191 #define SPI_NO_TX               BIT(31)         /* No transmit wire */
192 #define SPI_NO_RX               BIT(30)         /* No receive wire */
193         /*
194          * TPM specification defines flow control over SPI. Client device
195          * can insert a wait state on MISO when address is transmitted by
196          * controller on MOSI. Detecting the wait state in software is only
197          * possible for full duplex controllers. For controllers that support
198          * only half-duplex, the wait state detection needs to be implemented
199          * in hardware. TPM devices would set this flag when hardware flow
200          * control is expected from SPI controller.
201          */
202 #define SPI_TPM_HW_FLOW         BIT(29)         /* TPM HW flow control */
203         /*
204          * All bits defined above should be covered by SPI_MODE_KERNEL_MASK.
205          * The SPI_MODE_KERNEL_MASK has the SPI_MODE_USER_MASK counterpart,
206          * which is defined in 'include/uapi/linux/spi/spi.h'.
207          * The bits defined here are from bit 31 downwards, while in
208          * SPI_MODE_USER_MASK are from 0 upwards.
209          * These bits must not overlap. A static assert check should make sure of that.
210          * If adding extra bits, make sure to decrease the bit index below as well.
211          */
212 #define SPI_MODE_KERNEL_MASK    (~(BIT(29) - 1))
213         u32                     mode;
214         int                     irq;
215         void                    *controller_state;
216         void                    *controller_data;
217         char                    modalias[SPI_NAME_SIZE];
218         const char              *driver_override;
219         struct gpio_desc        *cs_gpiod[SPI_CS_CNT_MAX];      /* Chip select gpio desc */
220         struct spi_delay        word_delay; /* Inter-word delay */
221         /* CS delays */
222         struct spi_delay        cs_setup;
223         struct spi_delay        cs_hold;
224         struct spi_delay        cs_inactive;
225
226         /* The statistics */
227         struct spi_statistics __percpu  *pcpu_statistics;
228
229         /* Bit mask of the chipselect(s) that the driver need to use from
230          * the chipselect array.When the controller is capable to handle
231          * multiple chip selects & memories are connected in parallel
232          * then more than one bit need to be set in cs_index_mask.
233          */
234         u32                     cs_index_mask : SPI_CS_CNT_MAX;
235
236         /*
237          * Likely need more hooks for more protocol options affecting how
238          * the controller talks to each chip, like:
239          *  - memory packing (12 bit samples into low bits, others zeroed)
240          *  - priority
241          *  - chipselect delays
242          *  - ...
243          */
244 };
245
246 /* Make sure that SPI_MODE_KERNEL_MASK & SPI_MODE_USER_MASK don't overlap */
247 static_assert((SPI_MODE_KERNEL_MASK & SPI_MODE_USER_MASK) == 0,
248               "SPI_MODE_USER_MASK & SPI_MODE_KERNEL_MASK must not overlap");
249
250 static inline struct spi_device *to_spi_device(const struct device *dev)
251 {
252         return dev ? container_of(dev, struct spi_device, dev) : NULL;
253 }
254
255 /* Most drivers won't need to care about device refcounting */
256 static inline struct spi_device *spi_dev_get(struct spi_device *spi)
257 {
258         return (spi && get_device(&spi->dev)) ? spi : NULL;
259 }
260
261 static inline void spi_dev_put(struct spi_device *spi)
262 {
263         if (spi)
264                 put_device(&spi->dev);
265 }
266
267 /* ctldata is for the bus_controller driver's runtime state */
268 static inline void *spi_get_ctldata(const struct spi_device *spi)
269 {
270         return spi->controller_state;
271 }
272
273 static inline void spi_set_ctldata(struct spi_device *spi, void *state)
274 {
275         spi->controller_state = state;
276 }
277
278 /* Device driver data */
279
280 static inline void spi_set_drvdata(struct spi_device *spi, void *data)
281 {
282         dev_set_drvdata(&spi->dev, data);
283 }
284
285 static inline void *spi_get_drvdata(const struct spi_device *spi)
286 {
287         return dev_get_drvdata(&spi->dev);
288 }
289
290 static inline u8 spi_get_chipselect(const struct spi_device *spi, u8 idx)
291 {
292         return spi->chip_select[idx];
293 }
294
295 static inline void spi_set_chipselect(struct spi_device *spi, u8 idx, u8 chipselect)
296 {
297         spi->chip_select[idx] = chipselect;
298 }
299
300 static inline struct gpio_desc *spi_get_csgpiod(const struct spi_device *spi, u8 idx)
301 {
302         return spi->cs_gpiod[idx];
303 }
304
305 static inline void spi_set_csgpiod(struct spi_device *spi, u8 idx, struct gpio_desc *csgpiod)
306 {
307         spi->cs_gpiod[idx] = csgpiod;
308 }
309
310 static inline bool spi_is_csgpiod(struct spi_device *spi)
311 {
312         u8 idx;
313
314         for (idx = 0; idx < SPI_CS_CNT_MAX; idx++) {
315                 if (spi_get_csgpiod(spi, idx))
316                         return true;
317         }
318         return false;
319 }
320
321 /**
322  * struct spi_driver - Host side "protocol" driver
323  * @id_table: List of SPI devices supported by this driver
324  * @probe: Binds this driver to the SPI device.  Drivers can verify
325  *      that the device is actually present, and may need to configure
326  *      characteristics (such as bits_per_word) which weren't needed for
327  *      the initial configuration done during system setup.
328  * @remove: Unbinds this driver from the SPI device
329  * @shutdown: Standard shutdown callback used during system state
330  *      transitions such as powerdown/halt and kexec
331  * @driver: SPI device drivers should initialize the name and owner
332  *      field of this structure.
333  *
334  * This represents the kind of device driver that uses SPI messages to
335  * interact with the hardware at the other end of a SPI link.  It's called
336  * a "protocol" driver because it works through messages rather than talking
337  * directly to SPI hardware (which is what the underlying SPI controller
338  * driver does to pass those messages).  These protocols are defined in the
339  * specification for the device(s) supported by the driver.
340  *
341  * As a rule, those device protocols represent the lowest level interface
342  * supported by a driver, and it will support upper level interfaces too.
343  * Examples of such upper levels include frameworks like MTD, networking,
344  * MMC, RTC, filesystem character device nodes, and hardware monitoring.
345  */
346 struct spi_driver {
347         const struct spi_device_id *id_table;
348         int                     (*probe)(struct spi_device *spi);
349         void                    (*remove)(struct spi_device *spi);
350         void                    (*shutdown)(struct spi_device *spi);
351         struct device_driver    driver;
352 };
353
354 static inline struct spi_driver *to_spi_driver(struct device_driver *drv)
355 {
356         return drv ? container_of(drv, struct spi_driver, driver) : NULL;
357 }
358
359 extern int __spi_register_driver(struct module *owner, struct spi_driver *sdrv);
360
361 /**
362  * spi_unregister_driver - reverse effect of spi_register_driver
363  * @sdrv: the driver to unregister
364  * Context: can sleep
365  */
366 static inline void spi_unregister_driver(struct spi_driver *sdrv)
367 {
368         if (sdrv)
369                 driver_unregister(&sdrv->driver);
370 }
371
372 extern struct spi_device *spi_new_ancillary_device(struct spi_device *spi, u8 chip_select);
373
374 /* Use a define to avoid include chaining to get THIS_MODULE */
375 #define spi_register_driver(driver) \
376         __spi_register_driver(THIS_MODULE, driver)
377
378 /**
379  * module_spi_driver() - Helper macro for registering a SPI driver
380  * @__spi_driver: spi_driver struct
381  *
382  * Helper macro for SPI drivers which do not do anything special in module
383  * init/exit. This eliminates a lot of boilerplate. Each module may only
384  * use this macro once, and calling it replaces module_init() and module_exit()
385  */
386 #define module_spi_driver(__spi_driver) \
387         module_driver(__spi_driver, spi_register_driver, \
388                         spi_unregister_driver)
389
390 /**
391  * struct spi_controller - interface to SPI master or slave controller
392  * @dev: device interface to this driver
393  * @list: link with the global spi_controller list
394  * @bus_num: board-specific (and often SOC-specific) identifier for a
395  *      given SPI controller.
396  * @num_chipselect: chipselects are used to distinguish individual
397  *      SPI slaves, and are numbered from zero to num_chipselects.
398  *      each slave has a chipselect signal, but it's common that not
399  *      every chipselect is connected to a slave.
400  * @dma_alignment: SPI controller constraint on DMA buffers alignment.
401  * @mode_bits: flags understood by this controller driver
402  * @buswidth_override_bits: flags to override for this controller driver
403  * @bits_per_word_mask: A mask indicating which values of bits_per_word are
404  *      supported by the driver. Bit n indicates that a bits_per_word n+1 is
405  *      supported. If set, the SPI core will reject any transfer with an
406  *      unsupported bits_per_word. If not set, this value is simply ignored,
407  *      and it's up to the individual driver to perform any validation.
408  * @min_speed_hz: Lowest supported transfer speed
409  * @max_speed_hz: Highest supported transfer speed
410  * @flags: other constraints relevant to this driver
411  * @slave: indicates that this is an SPI slave controller
412  * @target: indicates that this is an SPI target controller
413  * @devm_allocated: whether the allocation of this struct is devres-managed
414  * @max_transfer_size: function that returns the max transfer size for
415  *      a &spi_device; may be %NULL, so the default %SIZE_MAX will be used.
416  * @max_message_size: function that returns the max message size for
417  *      a &spi_device; may be %NULL, so the default %SIZE_MAX will be used.
418  * @io_mutex: mutex for physical bus access
419  * @add_lock: mutex to avoid adding devices to the same chipselect
420  * @bus_lock_spinlock: spinlock for SPI bus locking
421  * @bus_lock_mutex: mutex for exclusion of multiple callers
422  * @bus_lock_flag: indicates that the SPI bus is locked for exclusive use
423  * @setup: updates the device mode and clocking records used by a
424  *      device's SPI controller; protocol code may call this.  This
425  *      must fail if an unrecognized or unsupported mode is requested.
426  *      It's always safe to call this unless transfers are pending on
427  *      the device whose settings are being modified.
428  * @set_cs_timing: optional hook for SPI devices to request SPI master
429  * controller for configuring specific CS setup time, hold time and inactive
430  * delay interms of clock counts
431  * @transfer: adds a message to the controller's transfer queue.
432  * @cleanup: frees controller-specific state
433  * @can_dma: determine whether this controller supports DMA
434  * @dma_map_dev: device which can be used for DMA mapping
435  * @cur_rx_dma_dev: device which is currently used for RX DMA mapping
436  * @cur_tx_dma_dev: device which is currently used for TX DMA mapping
437  * @queued: whether this controller is providing an internal message queue
438  * @kworker: pointer to thread struct for message pump
439  * @pump_messages: work struct for scheduling work to the message pump
440  * @queue_lock: spinlock to synchronise access to message queue
441  * @queue: message queue
442  * @cur_msg: the currently in-flight message
443  * @cur_msg_completion: a completion for the current in-flight message
444  * @cur_msg_incomplete: Flag used internally to opportunistically skip
445  *      the @cur_msg_completion. This flag is used to check if the driver has
446  *      already called spi_finalize_current_message().
447  * @cur_msg_need_completion: Flag used internally to opportunistically skip
448  *      the @cur_msg_completion. This flag is used to signal the context that
449  *      is running spi_finalize_current_message() that it needs to complete()
450  * @fallback: fallback to PIO if DMA transfer return failure with
451  *      SPI_TRANS_FAIL_NO_START.
452  * @last_cs_mode_high: was (mode & SPI_CS_HIGH) true on the last call to set_cs.
453  * @last_cs: the last chip_select that is recorded by set_cs, -1 on non chip
454  *           selected
455  * @last_cs_index_mask: bit mask the last chip selects that were used
456  * @xfer_completion: used by core transfer_one_message()
457  * @busy: message pump is busy
458  * @running: message pump is running
459  * @rt: whether this queue is set to run as a realtime task
460  * @auto_runtime_pm: the core should ensure a runtime PM reference is held
461  *                   while the hardware is prepared, using the parent
462  *                   device for the spidev
463  * @max_dma_len: Maximum length of a DMA transfer for the device.
464  * @prepare_transfer_hardware: a message will soon arrive from the queue
465  *      so the subsystem requests the driver to prepare the transfer hardware
466  *      by issuing this call
467  * @transfer_one_message: the subsystem calls the driver to transfer a single
468  *      message while queuing transfers that arrive in the meantime. When the
469  *      driver is finished with this message, it must call
470  *      spi_finalize_current_message() so the subsystem can issue the next
471  *      message
472  * @unprepare_transfer_hardware: there are currently no more messages on the
473  *      queue so the subsystem notifies the driver that it may relax the
474  *      hardware by issuing this call
475  *
476  * @set_cs: set the logic level of the chip select line.  May be called
477  *          from interrupt context.
478  * @optimize_message: optimize the message for reuse
479  * @unoptimize_message: release resources allocated by optimize_message
480  * @prepare_message: set up the controller to transfer a single message,
481  *                   for example doing DMA mapping.  Called from threaded
482  *                   context.
483  * @transfer_one: transfer a single spi_transfer.
484  *
485  *                  - return 0 if the transfer is finished,
486  *                  - return 1 if the transfer is still in progress. When
487  *                    the driver is finished with this transfer it must
488  *                    call spi_finalize_current_transfer() so the subsystem
489  *                    can issue the next transfer. If the transfer fails, the
490  *                    driver must set the flag SPI_TRANS_FAIL_IO to
491  *                    spi_transfer->error first, before calling
492  *                    spi_finalize_current_transfer().
493  *                    Note: transfer_one and transfer_one_message are mutually
494  *                    exclusive; when both are set, the generic subsystem does
495  *                    not call your transfer_one callback.
496  * @handle_err: the subsystem calls the driver to handle an error that occurs
497  *              in the generic implementation of transfer_one_message().
498  * @mem_ops: optimized/dedicated operations for interactions with SPI memory.
499  *           This field is optional and should only be implemented if the
500  *           controller has native support for memory like operations.
501  * @mem_caps: controller capabilities for the handling of memory operations.
502  * @unprepare_message: undo any work done by prepare_message().
503  * @slave_abort: abort the ongoing transfer request on an SPI slave controller
504  * @target_abort: abort the ongoing transfer request on an SPI target controller
505  * @cs_gpiods: Array of GPIO descriptors to use as chip select lines; one per CS
506  *      number. Any individual value may be NULL for CS lines that
507  *      are not GPIOs (driven by the SPI controller itself).
508  * @use_gpio_descriptors: Turns on the code in the SPI core to parse and grab
509  *      GPIO descriptors. This will fill in @cs_gpiods and SPI devices will have
510  *      the cs_gpiod assigned if a GPIO line is found for the chipselect.
511  * @unused_native_cs: When cs_gpiods is used, spi_register_controller() will
512  *      fill in this field with the first unused native CS, to be used by SPI
513  *      controller drivers that need to drive a native CS when using GPIO CS.
514  * @max_native_cs: When cs_gpiods is used, and this field is filled in,
515  *      spi_register_controller() will validate all native CS (including the
516  *      unused native CS) against this value.
517  * @pcpu_statistics: statistics for the spi_controller
518  * @dma_tx: DMA transmit channel
519  * @dma_rx: DMA receive channel
520  * @dummy_rx: dummy receive buffer for full-duplex devices
521  * @dummy_tx: dummy transmit buffer for full-duplex devices
522  * @fw_translate_cs: If the boot firmware uses different numbering scheme
523  *      what Linux expects, this optional hook can be used to translate
524  *      between the two.
525  * @ptp_sts_supported: If the driver sets this to true, it must provide a
526  *      time snapshot in @spi_transfer->ptp_sts as close as possible to the
527  *      moment in time when @spi_transfer->ptp_sts_word_pre and
528  *      @spi_transfer->ptp_sts_word_post were transmitted.
529  *      If the driver does not set this, the SPI core takes the snapshot as
530  *      close to the driver hand-over as possible.
531  * @irq_flags: Interrupt enable state during PTP system timestamping
532  * @queue_empty: signal green light for opportunistically skipping the queue
533  *      for spi_sync transfers.
534  * @must_async: disable all fast paths in the core
535  * @defer_optimize_message: set to true if controller cannot pre-optimize messages
536  *      and needs to defer the optimization step until the message is actually
537  *      being transferred
538  *
539  * Each SPI controller can communicate with one or more @spi_device
540  * children.  These make a small bus, sharing MOSI, MISO and SCK signals
541  * but not chip select signals.  Each device may be configured to use a
542  * different clock rate, since those shared signals are ignored unless
543  * the chip is selected.
544  *
545  * The driver for an SPI controller manages access to those devices through
546  * a queue of spi_message transactions, copying data between CPU memory and
547  * an SPI slave device.  For each such message it queues, it calls the
548  * message's completion function when the transaction completes.
549  */
550 struct spi_controller {
551         struct device   dev;
552
553         struct list_head list;
554
555         /*
556          * Other than negative (== assign one dynamically), bus_num is fully
557          * board-specific. Usually that simplifies to being SoC-specific.
558          * example: one SoC has three SPI controllers, numbered 0..2,
559          * and one board's schematics might show it using SPI-2. Software
560          * would normally use bus_num=2 for that controller.
561          */
562         s16                     bus_num;
563
564         /*
565          * Chipselects will be integral to many controllers; some others
566          * might use board-specific GPIOs.
567          */
568         u16                     num_chipselect;
569
570         /* Some SPI controllers pose alignment requirements on DMAable
571          * buffers; let protocol drivers know about these requirements.
572          */
573         u16                     dma_alignment;
574
575         /* spi_device.mode flags understood by this controller driver */
576         u32                     mode_bits;
577
578         /* spi_device.mode flags override flags for this controller */
579         u32                     buswidth_override_bits;
580
581         /* Bitmask of supported bits_per_word for transfers */
582         u32                     bits_per_word_mask;
583 #define SPI_BPW_MASK(bits) BIT((bits) - 1)
584 #define SPI_BPW_RANGE_MASK(min, max) GENMASK((max) - 1, (min) - 1)
585
586         /* Limits on transfer speed */
587         u32                     min_speed_hz;
588         u32                     max_speed_hz;
589
590         /* Other constraints relevant to this driver */
591         u16                     flags;
592 #define SPI_CONTROLLER_HALF_DUPLEX      BIT(0)  /* Can't do full duplex */
593 #define SPI_CONTROLLER_NO_RX            BIT(1)  /* Can't do buffer read */
594 #define SPI_CONTROLLER_NO_TX            BIT(2)  /* Can't do buffer write */
595 #define SPI_CONTROLLER_MUST_RX          BIT(3)  /* Requires rx */
596 #define SPI_CONTROLLER_MUST_TX          BIT(4)  /* Requires tx */
597 #define SPI_CONTROLLER_GPIO_SS          BIT(5)  /* GPIO CS must select slave */
598 #define SPI_CONTROLLER_SUSPENDED        BIT(6)  /* Currently suspended */
599         /*
600          * The spi-controller has multi chip select capability and can
601          * assert/de-assert more than one chip select at once.
602          */
603 #define SPI_CONTROLLER_MULTI_CS         BIT(7)
604
605         /* Flag indicating if the allocation of this struct is devres-managed */
606         bool                    devm_allocated;
607
608         union {
609                 /* Flag indicating this is an SPI slave controller */
610                 bool                    slave;
611                 /* Flag indicating this is an SPI target controller */
612                 bool                    target;
613         };
614
615         /*
616          * On some hardware transfer / message size may be constrained
617          * the limit may depend on device transfer settings.
618          */
619         size_t (*max_transfer_size)(struct spi_device *spi);
620         size_t (*max_message_size)(struct spi_device *spi);
621
622         /* I/O mutex */
623         struct mutex            io_mutex;
624
625         /* Used to avoid adding the same CS twice */
626         struct mutex            add_lock;
627
628         /* Lock and mutex for SPI bus locking */
629         spinlock_t              bus_lock_spinlock;
630         struct mutex            bus_lock_mutex;
631
632         /* Flag indicating that the SPI bus is locked for exclusive use */
633         bool                    bus_lock_flag;
634
635         /*
636          * Setup mode and clock, etc (SPI driver may call many times).
637          *
638          * IMPORTANT:  this may be called when transfers to another
639          * device are active.  DO NOT UPDATE SHARED REGISTERS in ways
640          * which could break those transfers.
641          */
642         int                     (*setup)(struct spi_device *spi);
643
644         /*
645          * set_cs_timing() method is for SPI controllers that supports
646          * configuring CS timing.
647          *
648          * This hook allows SPI client drivers to request SPI controllers
649          * to configure specific CS timing through spi_set_cs_timing() after
650          * spi_setup().
651          */
652         int (*set_cs_timing)(struct spi_device *spi);
653
654         /*
655          * Bidirectional bulk transfers
656          *
657          * + The transfer() method may not sleep; its main role is
658          *   just to add the message to the queue.
659          * + For now there's no remove-from-queue operation, or
660          *   any other request management
661          * + To a given spi_device, message queueing is pure FIFO
662          *
663          * + The controller's main job is to process its message queue,
664          *   selecting a chip (for masters), then transferring data
665          * + If there are multiple spi_device children, the i/o queue
666          *   arbitration algorithm is unspecified (round robin, FIFO,
667          *   priority, reservations, preemption, etc)
668          *
669          * + Chipselect stays active during the entire message
670          *   (unless modified by spi_transfer.cs_change != 0).
671          * + The message transfers use clock and SPI mode parameters
672          *   previously established by setup() for this device
673          */
674         int                     (*transfer)(struct spi_device *spi,
675                                                 struct spi_message *mesg);
676
677         /* Called on release() to free memory provided by spi_controller */
678         void                    (*cleanup)(struct spi_device *spi);
679
680         /*
681          * Used to enable core support for DMA handling, if can_dma()
682          * exists and returns true then the transfer will be mapped
683          * prior to transfer_one() being called.  The driver should
684          * not modify or store xfer and dma_tx and dma_rx must be set
685          * while the device is prepared.
686          */
687         bool                    (*can_dma)(struct spi_controller *ctlr,
688                                            struct spi_device *spi,
689                                            struct spi_transfer *xfer);
690         struct device *dma_map_dev;
691         struct device *cur_rx_dma_dev;
692         struct device *cur_tx_dma_dev;
693
694         /*
695          * These hooks are for drivers that want to use the generic
696          * controller transfer queueing mechanism. If these are used, the
697          * transfer() function above must NOT be specified by the driver.
698          * Over time we expect SPI drivers to be phased over to this API.
699          */
700         bool                            queued;
701         struct kthread_worker           *kworker;
702         struct kthread_work             pump_messages;
703         spinlock_t                      queue_lock;
704         struct list_head                queue;
705         struct spi_message              *cur_msg;
706         struct completion               cur_msg_completion;
707         bool                            cur_msg_incomplete;
708         bool                            cur_msg_need_completion;
709         bool                            busy;
710         bool                            running;
711         bool                            rt;
712         bool                            auto_runtime_pm;
713         bool                            fallback;
714         bool                            last_cs_mode_high;
715         s8                              last_cs[SPI_CS_CNT_MAX];
716         u32                             last_cs_index_mask : SPI_CS_CNT_MAX;
717         struct completion               xfer_completion;
718         size_t                          max_dma_len;
719
720         int (*optimize_message)(struct spi_message *msg);
721         int (*unoptimize_message)(struct spi_message *msg);
722         int (*prepare_transfer_hardware)(struct spi_controller *ctlr);
723         int (*transfer_one_message)(struct spi_controller *ctlr,
724                                     struct spi_message *mesg);
725         int (*unprepare_transfer_hardware)(struct spi_controller *ctlr);
726         int (*prepare_message)(struct spi_controller *ctlr,
727                                struct spi_message *message);
728         int (*unprepare_message)(struct spi_controller *ctlr,
729                                  struct spi_message *message);
730         union {
731                 int (*slave_abort)(struct spi_controller *ctlr);
732                 int (*target_abort)(struct spi_controller *ctlr);
733         };
734
735         /*
736          * These hooks are for drivers that use a generic implementation
737          * of transfer_one_message() provided by the core.
738          */
739         void (*set_cs)(struct spi_device *spi, bool enable);
740         int (*transfer_one)(struct spi_controller *ctlr, struct spi_device *spi,
741                             struct spi_transfer *transfer);
742         void (*handle_err)(struct spi_controller *ctlr,
743                            struct spi_message *message);
744
745         /* Optimized handlers for SPI memory-like operations. */
746         const struct spi_controller_mem_ops *mem_ops;
747         const struct spi_controller_mem_caps *mem_caps;
748
749         /* GPIO chip select */
750         struct gpio_desc        **cs_gpiods;
751         bool                    use_gpio_descriptors;
752         s8                      unused_native_cs;
753         s8                      max_native_cs;
754
755         /* Statistics */
756         struct spi_statistics __percpu  *pcpu_statistics;
757
758         /* DMA channels for use with core dmaengine helpers */
759         struct dma_chan         *dma_tx;
760         struct dma_chan         *dma_rx;
761
762         /* Dummy data for full duplex devices */
763         void                    *dummy_rx;
764         void                    *dummy_tx;
765
766         int (*fw_translate_cs)(struct spi_controller *ctlr, unsigned cs);
767
768         /*
769          * Driver sets this field to indicate it is able to snapshot SPI
770          * transfers (needed e.g. for reading the time of POSIX clocks)
771          */
772         bool                    ptp_sts_supported;
773
774         /* Interrupt enable state during PTP system timestamping */
775         unsigned long           irq_flags;
776
777         /* Flag for enabling opportunistic skipping of the queue in spi_sync */
778         bool                    queue_empty;
779         bool                    must_async;
780         bool                    defer_optimize_message;
781 };
782
783 static inline void *spi_controller_get_devdata(struct spi_controller *ctlr)
784 {
785         return dev_get_drvdata(&ctlr->dev);
786 }
787
788 static inline void spi_controller_set_devdata(struct spi_controller *ctlr,
789                                               void *data)
790 {
791         dev_set_drvdata(&ctlr->dev, data);
792 }
793
794 static inline struct spi_controller *spi_controller_get(struct spi_controller *ctlr)
795 {
796         if (!ctlr || !get_device(&ctlr->dev))
797                 return NULL;
798         return ctlr;
799 }
800
801 static inline void spi_controller_put(struct spi_controller *ctlr)
802 {
803         if (ctlr)
804                 put_device(&ctlr->dev);
805 }
806
807 static inline bool spi_controller_is_slave(struct spi_controller *ctlr)
808 {
809         return IS_ENABLED(CONFIG_SPI_SLAVE) && ctlr->slave;
810 }
811
812 static inline bool spi_controller_is_target(struct spi_controller *ctlr)
813 {
814         return IS_ENABLED(CONFIG_SPI_SLAVE) && ctlr->target;
815 }
816
817 /* PM calls that need to be issued by the driver */
818 extern int spi_controller_suspend(struct spi_controller *ctlr);
819 extern int spi_controller_resume(struct spi_controller *ctlr);
820
821 /* Calls the driver make to interact with the message queue */
822 extern struct spi_message *spi_get_next_queued_message(struct spi_controller *ctlr);
823 extern void spi_finalize_current_message(struct spi_controller *ctlr);
824 extern void spi_finalize_current_transfer(struct spi_controller *ctlr);
825
826 /* Helper calls for driver to timestamp transfer */
827 void spi_take_timestamp_pre(struct spi_controller *ctlr,
828                             struct spi_transfer *xfer,
829                             size_t progress, bool irqs_off);
830 void spi_take_timestamp_post(struct spi_controller *ctlr,
831                              struct spi_transfer *xfer,
832                              size_t progress, bool irqs_off);
833
834 /* The SPI driver core manages memory for the spi_controller classdev */
835 extern struct spi_controller *__spi_alloc_controller(struct device *host,
836                                                 unsigned int size, bool slave);
837
838 static inline struct spi_controller *spi_alloc_master(struct device *host,
839                                                       unsigned int size)
840 {
841         return __spi_alloc_controller(host, size, false);
842 }
843
844 static inline struct spi_controller *spi_alloc_slave(struct device *host,
845                                                      unsigned int size)
846 {
847         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SPI_SLAVE))
848                 return NULL;
849
850         return __spi_alloc_controller(host, size, true);
851 }
852
853 static inline struct spi_controller *spi_alloc_host(struct device *dev,
854                                                     unsigned int size)
855 {
856         return __spi_alloc_controller(dev, size, false);
857 }
858
859 static inline struct spi_controller *spi_alloc_target(struct device *dev,
860                                                       unsigned int size)
861 {
862         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SPI_SLAVE))
863                 return NULL;
864
865         return __spi_alloc_controller(dev, size, true);
866 }
867
868 struct spi_controller *__devm_spi_alloc_controller(struct device *dev,
869                                                    unsigned int size,
870                                                    bool slave);
871
872 static inline struct spi_controller *devm_spi_alloc_master(struct device *dev,
873                                                            unsigned int size)
874 {
875         return __devm_spi_alloc_controller(dev, size, false);
876 }
877
878 static inline struct spi_controller *devm_spi_alloc_slave(struct device *dev,
879                                                           unsigned int size)
880 {
881         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SPI_SLAVE))
882                 return NULL;
883
884         return __devm_spi_alloc_controller(dev, size, true);
885 }
886
887 static inline struct spi_controller *devm_spi_alloc_host(struct device *dev,
888                                                          unsigned int size)
889 {
890         return __devm_spi_alloc_controller(dev, size, false);
891 }
892
893 static inline struct spi_controller *devm_spi_alloc_target(struct device *dev,
894                                                            unsigned int size)
895 {
896         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SPI_SLAVE))
897                 return NULL;
898
899         return __devm_spi_alloc_controller(dev, size, true);
900 }
901
902 extern int spi_register_controller(struct spi_controller *ctlr);
903 extern int devm_spi_register_controller(struct device *dev,
904                                         struct spi_controller *ctlr);
905 extern void spi_unregister_controller(struct spi_controller *ctlr);
906
907 #if IS_ENABLED(CONFIG_ACPI)
908 extern struct spi_controller *acpi_spi_find_controller_by_adev(struct acpi_device *adev);
909 extern struct spi_device *acpi_spi_device_alloc(struct spi_controller *ctlr,
910                                                 struct acpi_device *adev,
911                                                 int index);
912 int acpi_spi_count_resources(struct acpi_device *adev);
913 #endif
914
915 /*
916  * SPI resource management while processing a SPI message
917  */
918
919 typedef void (*spi_res_release_t)(struct spi_controller *ctlr,
920                                   struct spi_message *msg,
921                                   void *res);
922
923 /**
924  * struct spi_res - SPI resource management structure
925  * @entry:   list entry
926  * @release: release code called prior to freeing this resource
927  * @data:    extra data allocated for the specific use-case
928  *
929  * This is based on ideas from devres, but focused on life-cycle
930  * management during spi_message processing.
931  */
932 struct spi_res {
933         struct list_head        entry;
934         spi_res_release_t       release;
935         unsigned long long      data[]; /* Guarantee ull alignment */
936 };
937
938 /*---------------------------------------------------------------------------*/
939
940 /*
941  * I/O INTERFACE between SPI controller and protocol drivers
942  *
943  * Protocol drivers use a queue of spi_messages, each transferring data
944  * between the controller and memory buffers.
945  *
946  * The spi_messages themselves consist of a series of read+write transfer
947  * segments.  Those segments always read the same number of bits as they
948  * write; but one or the other is easily ignored by passing a NULL buffer
949  * pointer.  (This is unlike most types of I/O API, because SPI hardware
950  * is full duplex.)
951  *
952  * NOTE:  Allocation of spi_transfer and spi_message memory is entirely
953  * up to the protocol driver, which guarantees the integrity of both (as
954  * well as the data buffers) for as long as the message is queued.
955  */
956
957 /**
958  * struct spi_transfer - a read/write buffer pair
959  * @tx_buf: data to be written (DMA-safe memory), or NULL
960  * @rx_buf: data to be read (DMA-safe memory), or NULL
961  * @tx_dma: DMA address of tx_buf, currently not for client use
962  * @rx_dma: DMA address of rx_buf, currently not for client use
963  * @tx_nbits: number of bits used for writing. If 0 the default
964  *      (SPI_NBITS_SINGLE) is used.
965  * @rx_nbits: number of bits used for reading. If 0 the default
966  *      (SPI_NBITS_SINGLE) is used.
967  * @len: size of rx and tx buffers (in bytes)
968  * @speed_hz: Select a speed other than the device default for this
969  *      transfer. If 0 the default (from @spi_device) is used.
970  * @bits_per_word: select a bits_per_word other than the device default
971  *      for this transfer. If 0 the default (from @spi_device) is used.
972  * @dummy_data: indicates transfer is dummy bytes transfer.
973  * @cs_off: performs the transfer with chipselect off.
974  * @cs_change: affects chipselect after this transfer completes
975  * @cs_change_delay: delay between cs deassert and assert when
976  *      @cs_change is set and @spi_transfer is not the last in @spi_message
977  * @delay: delay to be introduced after this transfer before
978  *      (optionally) changing the chipselect status, then starting
979  *      the next transfer or completing this @spi_message.
980  * @word_delay: inter word delay to be introduced after each word size
981  *      (set by bits_per_word) transmission.
982  * @effective_speed_hz: the effective SCK-speed that was used to
983  *      transfer this transfer. Set to 0 if the SPI bus driver does
984  *      not support it.
985  * @transfer_list: transfers are sequenced through @spi_message.transfers
986  * @tx_sg_mapped: If true, the @tx_sg is mapped for DMA
987  * @rx_sg_mapped: If true, the @rx_sg is mapped for DMA
988  * @tx_sg: Scatterlist for transmit, currently not for client use
989  * @rx_sg: Scatterlist for receive, currently not for client use
990  * @ptp_sts_word_pre: The word (subject to bits_per_word semantics) offset
991  *      within @tx_buf for which the SPI device is requesting that the time
992  *      snapshot for this transfer begins. Upon completing the SPI transfer,
993  *      this value may have changed compared to what was requested, depending
994  *      on the available snapshotting resolution (DMA transfer,
995  *      @ptp_sts_supported is false, etc).
996  * @ptp_sts_word_post: See @ptp_sts_word_post. The two can be equal (meaning
997  *      that a single byte should be snapshotted).
998  *      If the core takes care of the timestamp (if @ptp_sts_supported is false
999  *      for this controller), it will set @ptp_sts_word_pre to 0, and
1000  *      @ptp_sts_word_post to the length of the transfer. This is done
1001  *      purposefully (instead of setting to spi_transfer->len - 1) to denote
1002  *      that a transfer-level snapshot taken from within the driver may still
1003  *      be of higher quality.
1004  * @ptp_sts: Pointer to a memory location held by the SPI slave device where a
1005  *      PTP system timestamp structure may lie. If drivers use PIO or their
1006  *      hardware has some sort of assist for retrieving exact transfer timing,
1007  *      they can (and should) assert @ptp_sts_supported and populate this
1008  *      structure using the ptp_read_system_*ts helper functions.
1009  *      The timestamp must represent the time at which the SPI slave device has
1010  *      processed the word, i.e. the "pre" timestamp should be taken before
1011  *      transmitting the "pre" word, and the "post" timestamp after receiving
1012  *      transmit confirmation from the controller for the "post" word.
1013  * @timestamped: true if the transfer has been timestamped
1014  * @error: Error status logged by SPI controller driver.
1015  *
1016  * SPI transfers always write the same number of bytes as they read.
1017  * Protocol drivers should always provide @rx_buf and/or @tx_buf.
1018  * In some cases, they may also want to provide DMA addresses for
1019  * the data being transferred; that may reduce overhead, when the
1020  * underlying driver uses DMA.
1021  *
1022  * If the transmit buffer is NULL, zeroes will be shifted out
1023  * while filling @rx_buf.  If the receive buffer is NULL, the data
1024  * shifted in will be discarded.  Only "len" bytes shift out (or in).
1025  * It's an error to try to shift out a partial word.  (For example, by
1026  * shifting out three bytes with word size of sixteen or twenty bits;
1027  * the former uses two bytes per word, the latter uses four bytes.)
1028  *
1029  * In-memory data values are always in native CPU byte order, translated
1030  * from the wire byte order (big-endian except with SPI_LSB_FIRST).  So
1031  * for example when bits_per_word is sixteen, buffers are 2N bytes long
1032  * (@len = 2N) and hold N sixteen bit words in CPU byte order.
1033  *
1034  * When the word size of the SPI transfer is not a power-of-two multiple
1035  * of eight bits, those in-memory words include extra bits.  In-memory
1036  * words are always seen by protocol drivers as right-justified, so the
1037  * undefined (rx) or unused (tx) bits are always the most significant bits.
1038  *
1039  * All SPI transfers start with the relevant chipselect active.  Normally
1040  * it stays selected until after the last transfer in a message.  Drivers
1041  * can affect the chipselect signal using cs_change.
1042  *
1043  * (i) If the transfer isn't the last one in the message, this flag is
1044  * used to make the chipselect briefly go inactive in the middle of the
1045  * message.  Toggling chipselect in this way may be needed to terminate
1046  * a chip command, letting a single spi_message perform all of group of
1047  * chip transactions together.
1048  *
1049  * (ii) When the transfer is the last one in the message, the chip may
1050  * stay selected until the next transfer.  On multi-device SPI busses
1051  * with nothing blocking messages going to other devices, this is just
1052  * a performance hint; starting a message to another device deselects
1053  * this one.  But in other cases, this can be used to ensure correctness.
1054  * Some devices need protocol transactions to be built from a series of
1055  * spi_message submissions, where the content of one message is determined
1056  * by the results of previous messages and where the whole transaction
1057  * ends when the chipselect goes inactive.
1058  *
1059  * When SPI can transfer in 1x,2x or 4x. It can get this transfer information
1060  * from device through @tx_nbits and @rx_nbits. In Bi-direction, these
1061  * two should both be set. User can set transfer mode with SPI_NBITS_SINGLE(1x)
1062  * SPI_NBITS_DUAL(2x) and SPI_NBITS_QUAD(4x) to support these three transfer.
1063  *
1064  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
1065  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
1066  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
1067  * insulate against future API updates.  After you submit a message
1068  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
1069  */
1070 struct spi_transfer {
1071         /*
1072          * It's okay if tx_buf == rx_buf (right?).
1073          * For MicroWire, one buffer must be NULL.
1074          * Buffers must work with dma_*map_single() calls.
1075          */
1076         const void      *tx_buf;
1077         void            *rx_buf;
1078         unsigned        len;
1079
1080 #define SPI_TRANS_FAIL_NO_START BIT(0)
1081 #define SPI_TRANS_FAIL_IO       BIT(1)
1082         u16             error;
1083
1084         bool            tx_sg_mapped;
1085         bool            rx_sg_mapped;
1086
1087         struct sg_table tx_sg;
1088         struct sg_table rx_sg;
1089         dma_addr_t      tx_dma;
1090         dma_addr_t      rx_dma;
1091
1092         unsigned        dummy_data:1;
1093         unsigned        cs_off:1;
1094         unsigned        cs_change:1;
1095         unsigned        tx_nbits:4;
1096         unsigned        rx_nbits:4;
1097         unsigned        timestamped:1;
1098 #define SPI_NBITS_SINGLE        0x01 /* 1-bit transfer */
1099 #define SPI_NBITS_DUAL          0x02 /* 2-bit transfer */
1100 #define SPI_NBITS_QUAD          0x04 /* 4-bit transfer */
1101 #define SPI_NBITS_OCTAL 0x08 /* 8-bit transfer */
1102         u8              bits_per_word;
1103         struct spi_delay        delay;
1104         struct spi_delay        cs_change_delay;
1105         struct spi_delay        word_delay;
1106         u32             speed_hz;
1107
1108         u32             effective_speed_hz;
1109
1110         unsigned int    ptp_sts_word_pre;
1111         unsigned int    ptp_sts_word_post;
1112
1113         struct ptp_system_timestamp *ptp_sts;
1114
1115         struct list_head transfer_list;
1116 };
1117
1118 /**
1119  * struct spi_message - one multi-segment SPI transaction
1120  * @transfers: list of transfer segments in this transaction
1121  * @spi: SPI device to which the transaction is queued
1122  * @pre_optimized: peripheral driver pre-optimized the message
1123  * @optimized: the message is in the optimized state
1124  * @prepared: spi_prepare_message was called for the this message
1125  * @status: zero for success, else negative errno
1126  * @complete: called to report transaction completions
1127  * @context: the argument to complete() when it's called
1128  * @frame_length: the total number of bytes in the message
1129  * @actual_length: the total number of bytes that were transferred in all
1130  *      successful segments
1131  * @queue: for use by whichever driver currently owns the message
1132  * @state: for use by whichever driver currently owns the message
1133  * @opt_state: for use by whichever driver currently owns the message
1134  * @resources: for resource management when the SPI message is processed
1135  *
1136  * A @spi_message is used to execute an atomic sequence of data transfers,
1137  * each represented by a struct spi_transfer.  The sequence is "atomic"
1138  * in the sense that no other spi_message may use that SPI bus until that
1139  * sequence completes.  On some systems, many such sequences can execute as
1140  * a single programmed DMA transfer.  On all systems, these messages are
1141  * queued, and might complete after transactions to other devices.  Messages
1142  * sent to a given spi_device are always executed in FIFO order.
1143  *
1144  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
1145  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
1146  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
1147  * insulate against future API updates.  After you submit a message
1148  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
1149  */
1150 struct spi_message {
1151         struct list_head        transfers;
1152
1153         struct spi_device       *spi;
1154
1155         /* spi_optimize_message() was called for this message */
1156         bool                    pre_optimized;
1157         /* __spi_optimize_message() was called for this message */
1158         bool                    optimized;
1159
1160         /* spi_prepare_message() was called for this message */
1161         bool                    prepared;
1162
1163         /*
1164          * REVISIT: we might want a flag affecting the behavior of the
1165          * last transfer ... allowing things like "read 16 bit length L"
1166          * immediately followed by "read L bytes".  Basically imposing
1167          * a specific message scheduling algorithm.
1168          *
1169          * Some controller drivers (message-at-a-time queue processing)
1170          * could provide that as their default scheduling algorithm.  But
1171          * others (with multi-message pipelines) could need a flag to
1172          * tell them about such special cases.
1173          */
1174
1175         /* Completion is reported through a callback */
1176         int                     status;
1177         void                    (*complete)(void *context);
1178         void                    *context;
1179         unsigned                frame_length;
1180         unsigned                actual_length;
1181
1182         /*
1183          * For optional use by whatever driver currently owns the
1184          * spi_message ...  between calls to spi_async and then later
1185          * complete(), that's the spi_controller controller driver.
1186          */
1187         struct list_head        queue;
1188         void                    *state;
1189         /*
1190          * Optional state for use by controller driver between calls to
1191          * __spi_optimize_message() and __spi_unoptimize_message().
1192          */
1193         void                    *opt_state;
1194
1195         /* List of spi_res resources when the SPI message is processed */
1196         struct list_head        resources;
1197 };
1198
1199 static inline void spi_message_init_no_memset(struct spi_message *m)
1200 {
1201         INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
1202         INIT_LIST_HEAD(&m->resources);
1203 }
1204
1205 static inline void spi_message_init(struct spi_message *m)
1206 {
1207         memset(m, 0, sizeof *m);
1208         spi_message_init_no_memset(m);
1209 }
1210
1211 static inline void
1212 spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m)
1213 {
1214         list_add_tail(&t->transfer_list, &m->transfers);
1215 }
1216
1217 static inline void
1218 spi_transfer_del(struct spi_transfer *t)
1219 {
1220         list_del(&t->transfer_list);
1221 }
1222
1223 static inline int
1224 spi_transfer_delay_exec(struct spi_transfer *t)
1225 {
1226         return spi_delay_exec(&t->delay, t);
1227 }
1228
1229 /**
1230  * spi_message_init_with_transfers - Initialize spi_message and append transfers
1231  * @m: spi_message to be initialized
1232  * @xfers: An array of SPI transfers
1233  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
1234  *
1235  * This function initializes the given spi_message and adds each spi_transfer in
1236  * the given array to the message.
1237  */
1238 static inline void
1239 spi_message_init_with_transfers(struct spi_message *m,
1240 struct spi_transfer *xfers, unsigned int num_xfers)
1241 {
1242         unsigned int i;
1243
1244         spi_message_init(m);
1245         for (i = 0; i < num_xfers; ++i)
1246                 spi_message_add_tail(&xfers[i], m);
1247 }
1248
1249 /*
1250  * It's fine to embed message and transaction structures in other data
1251  * structures so long as you don't free them while they're in use.
1252  */
1253 static inline struct spi_message *spi_message_alloc(unsigned ntrans, gfp_t flags)
1254 {
1255         struct spi_message_with_transfers {
1256                 struct spi_message m;
1257                 struct spi_transfer t[];
1258         } *mwt;
1259         unsigned i;
1260
1261         mwt = kzalloc(struct_size(mwt, t, ntrans), flags);
1262         if (!mwt)
1263                 return NULL;
1264
1265         spi_message_init_no_memset(&mwt->m);
1266         for (i = 0; i < ntrans; i++)
1267                 spi_message_add_tail(&mwt->t[i], &mwt->m);
1268
1269         return &mwt->m;
1270 }
1271
1272 static inline void spi_message_free(struct spi_message *m)
1273 {
1274         kfree(m);
1275 }
1276
1277 extern int spi_optimize_message(struct spi_device *spi, struct spi_message *msg);
1278 extern void spi_unoptimize_message(struct spi_message *msg);
1279 extern int devm_spi_optimize_message(struct device *dev, struct spi_device *spi,
1280                                      struct spi_message *msg);
1281
1282 extern int spi_setup(struct spi_device *spi);
1283 extern int spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
1284 extern int spi_slave_abort(struct spi_device *spi);
1285 extern int spi_target_abort(struct spi_device *spi);
1286
1287 static inline size_t
1288 spi_max_message_size(struct spi_device *spi)
1289 {
1290         struct spi_controller *ctlr = spi->controller;
1291
1292         if (!ctlr->max_message_size)
1293                 return SIZE_MAX;
1294         return ctlr->max_message_size(spi);
1295 }
1296
1297 static inline size_t
1298 spi_max_transfer_size(struct spi_device *spi)
1299 {
1300         struct spi_controller *ctlr = spi->controller;
1301         size_t tr_max = SIZE_MAX;
1302         size_t msg_max = spi_max_message_size(spi);
1303
1304         if (ctlr->max_transfer_size)
1305                 tr_max = ctlr->max_transfer_size(spi);
1306
1307         /* Transfer size limit must not be greater than message size limit */
1308         return min(tr_max, msg_max);
1309 }
1310
1311 /**
1312  * spi_is_bpw_supported - Check if bits per word is supported
1313  * @spi: SPI device
1314  * @bpw: Bits per word
1315  *
1316  * This function checks to see if the SPI controller supports @bpw.
1317  *
1318  * Returns:
1319  * True if @bpw is supported, false otherwise.
1320  */
1321 static inline bool spi_is_bpw_supported(struct spi_device *spi, u32 bpw)
1322 {
1323         u32 bpw_mask = spi->controller->bits_per_word_mask;
1324
1325         if (bpw == 8 || (bpw <= 32 && bpw_mask & SPI_BPW_MASK(bpw)))
1326                 return true;
1327
1328         return false;
1329 }
1330
1331 /**
1332  * spi_controller_xfer_timeout - Compute a suitable timeout value
1333  * @ctlr: SPI device
1334  * @xfer: Transfer descriptor
1335  *
1336  * Compute a relevant timeout value for the given transfer. We derive the time
1337  * that it would take on a single data line and take twice this amount of time
1338  * with a minimum of 500ms to avoid false positives on loaded systems.
1339  *
1340  * Returns: Transfer timeout value in milliseconds.
1341  */
1342 static inline unsigned int spi_controller_xfer_timeout(struct spi_controller *ctlr,
1343                                                        struct spi_transfer *xfer)
1344 {
1345         return max(xfer->len * 8 * 2 / (xfer->speed_hz / 1000), 500U);
1346 }
1347
1348 /*---------------------------------------------------------------------------*/
1349
1350 /* SPI transfer replacement methods which make use of spi_res */
1351
1352 struct spi_replaced_transfers;
1353 typedef void (*spi_replaced_release_t)(struct spi_controller *ctlr,
1354                                        struct spi_message *msg,
1355                                        struct spi_replaced_transfers *res);
1356 /**
1357  * struct spi_replaced_transfers - structure describing the spi_transfer
1358  *                                 replacements that have occurred
1359  *                                 so that they can get reverted
1360  * @release:            some extra release code to get executed prior to
1361  *                      releasing this structure
1362  * @extradata:          pointer to some extra data if requested or NULL
1363  * @replaced_transfers: transfers that have been replaced and which need
1364  *                      to get restored
1365  * @replaced_after:     the transfer after which the @replaced_transfers
1366  *                      are to get re-inserted
1367  * @inserted:           number of transfers inserted
1368  * @inserted_transfers: array of spi_transfers of array-size @inserted,
1369  *                      that have been replacing replaced_transfers
1370  *
1371  * Note: that @extradata will point to @inserted_transfers[@inserted]
1372  * if some extra allocation is requested, so alignment will be the same
1373  * as for spi_transfers.
1374  */
1375 struct spi_replaced_transfers {
1376         spi_replaced_release_t release;
1377         void *extradata;
1378         struct list_head replaced_transfers;
1379         struct list_head *replaced_after;
1380         size_t inserted;
1381         struct spi_transfer inserted_transfers[];
1382 };
1383
1384 /*---------------------------------------------------------------------------*/
1385
1386 /* SPI transfer transformation methods */
1387
1388 extern int spi_split_transfers_maxsize(struct spi_controller *ctlr,
1389                                        struct spi_message *msg,
1390                                        size_t maxsize);
1391 extern int spi_split_transfers_maxwords(struct spi_controller *ctlr,
1392                                         struct spi_message *msg,
1393                                         size_t maxwords);
1394
1395 /*---------------------------------------------------------------------------*/
1396
1397 /*
1398  * All these synchronous SPI transfer routines are utilities layered
1399  * over the core async transfer primitive.  Here, "synchronous" means
1400  * they will sleep uninterruptibly until the async transfer completes.
1401  */
1402
1403 extern int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
1404 extern int spi_sync_locked(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
1405 extern int spi_bus_lock(struct spi_controller *ctlr);
1406 extern int spi_bus_unlock(struct spi_controller *ctlr);
1407
1408 /**
1409  * spi_sync_transfer - synchronous SPI data transfer
1410  * @spi: device with which data will be exchanged
1411  * @xfers: An array of spi_transfers
1412  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
1413  * Context: can sleep
1414  *
1415  * Does a synchronous SPI data transfer of the given spi_transfer array.
1416  *
1417  * For more specific semantics see spi_sync().
1418  *
1419  * Return: zero on success, else a negative error code.
1420  */
1421 static inline int
1422 spi_sync_transfer(struct spi_device *spi, struct spi_transfer *xfers,
1423         unsigned int num_xfers)
1424 {
1425         struct spi_message msg;
1426
1427         spi_message_init_with_transfers(&msg, xfers, num_xfers);
1428
1429         return spi_sync(spi, &msg);
1430 }
1431
1432 /**
1433  * spi_write - SPI synchronous write
1434  * @spi: device to which data will be written
1435  * @buf: data buffer
1436  * @len: data buffer size
1437  * Context: can sleep
1438  *
1439  * This function writes the buffer @buf.
1440  * Callable only from contexts that can sleep.
1441  *
1442  * Return: zero on success, else a negative error code.
1443  */
1444 static inline int
1445 spi_write(struct spi_device *spi, const void *buf, size_t len)
1446 {
1447         struct spi_transfer     t = {
1448                         .tx_buf         = buf,
1449                         .len            = len,
1450                 };
1451
1452         return spi_sync_transfer(spi, &t, 1);
1453 }
1454
1455 /**
1456  * spi_read - SPI synchronous read
1457  * @spi: device from which data will be read
1458  * @buf: data buffer
1459  * @len: data buffer size
1460  * Context: can sleep
1461  *
1462  * This function reads the buffer @buf.
1463  * Callable only from contexts that can sleep.
1464  *
1465  * Return: zero on success, else a negative error code.
1466  */
1467 static inline int
1468 spi_read(struct spi_device *spi, void *buf, size_t len)
1469 {
1470         struct spi_transfer     t = {
1471                         .rx_buf         = buf,
1472                         .len            = len,
1473                 };
1474
1475         return spi_sync_transfer(spi, &t, 1);
1476 }
1477
1478 /* This copies txbuf and rxbuf data; for small transfers only! */
1479 extern int spi_write_then_read(struct spi_device *spi,
1480                 const void *txbuf, unsigned n_tx,
1481                 void *rxbuf, unsigned n_rx);
1482
1483 /**
1484  * spi_w8r8 - SPI synchronous 8 bit write followed by 8 bit read
1485  * @spi: device with which data will be exchanged
1486  * @cmd: command to be written before data is read back
1487  * Context: can sleep
1488  *
1489  * Callable only from contexts that can sleep.
1490  *
1491  * Return: the (unsigned) eight bit number returned by the
1492  * device, or else a negative error code.
1493  */
1494 static inline ssize_t spi_w8r8(struct spi_device *spi, u8 cmd)
1495 {
1496         ssize_t                 status;
1497         u8                      result;
1498
1499         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 1);
1500
1501         /* Return negative errno or unsigned value */
1502         return (status < 0) ? status : result;
1503 }
1504
1505 /**
1506  * spi_w8r16 - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit read
1507  * @spi: device with which data will be exchanged
1508  * @cmd: command to be written before data is read back
1509  * Context: can sleep
1510  *
1511  * The number is returned in wire-order, which is at least sometimes
1512  * big-endian.
1513  *
1514  * Callable only from contexts that can sleep.
1515  *
1516  * Return: the (unsigned) sixteen bit number returned by the
1517  * device, or else a negative error code.
1518  */
1519 static inline ssize_t spi_w8r16(struct spi_device *spi, u8 cmd)
1520 {
1521         ssize_t                 status;
1522         u16                     result;
1523
1524         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 2);
1525
1526         /* Return negative errno or unsigned value */
1527         return (status < 0) ? status : result;
1528 }
1529
1530 /**
1531  * spi_w8r16be - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit big-endian read
1532  * @spi: device with which data will be exchanged
1533  * @cmd: command to be written before data is read back
1534  * Context: can sleep
1535  *
1536  * This function is similar to spi_w8r16, with the exception that it will
1537  * convert the read 16 bit data word from big-endian to native endianness.
1538  *
1539  * Callable only from contexts that can sleep.
1540  *
1541  * Return: the (unsigned) sixteen bit number returned by the device in CPU
1542  * endianness, or else a negative error code.
1543  */
1544 static inline ssize_t spi_w8r16be(struct spi_device *spi, u8 cmd)
1545
1546 {
1547         ssize_t status;
1548         __be16 result;
1549
1550         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 2);
1551         if (status < 0)
1552                 return status;
1553
1554         return be16_to_cpu(result);
1555 }
1556
1557 /*---------------------------------------------------------------------------*/
1558
1559 /*
1560  * INTERFACE between board init code and SPI infrastructure.
1561  *
1562  * No SPI driver ever sees these SPI device table segments, but
1563  * it's how the SPI core (or adapters that get hotplugged) grows
1564  * the driver model tree.
1565  *
1566  * As a rule, SPI devices can't be probed.  Instead, board init code
1567  * provides a table listing the devices which are present, with enough
1568  * information to bind and set up the device's driver.  There's basic
1569  * support for non-static configurations too; enough to handle adding
1570  * parport adapters, or microcontrollers acting as USB-to-SPI bridges.
1571  */
1572
1573 /**
1574  * struct spi_board_info - board-specific template for a SPI device
1575  * @modalias: Initializes spi_device.modalias; identifies the driver.
1576  * @platform_data: Initializes spi_device.platform_data; the particular
1577  *      data stored there is driver-specific.
1578  * @swnode: Software node for the device.
1579  * @controller_data: Initializes spi_device.controller_data; some
1580  *      controllers need hints about hardware setup, e.g. for DMA.
1581  * @irq: Initializes spi_device.irq; depends on how the board is wired.
1582  * @max_speed_hz: Initializes spi_device.max_speed_hz; based on limits
1583  *      from the chip datasheet and board-specific signal quality issues.
1584  * @bus_num: Identifies which spi_controller parents the spi_device; unused
1585  *      by spi_new_device(), and otherwise depends on board wiring.
1586  * @chip_select: Initializes spi_device.chip_select; depends on how
1587  *      the board is wired.
1588  * @mode: Initializes spi_device.mode; based on the chip datasheet, board
1589  *      wiring (some devices support both 3WIRE and standard modes), and
1590  *      possibly presence of an inverter in the chipselect path.
1591  *
1592  * When adding new SPI devices to the device tree, these structures serve
1593  * as a partial device template.  They hold information which can't always
1594  * be determined by drivers.  Information that probe() can establish (such
1595  * as the default transfer wordsize) is not included here.
1596  *
1597  * These structures are used in two places.  Their primary role is to
1598  * be stored in tables of board-specific device descriptors, which are
1599  * declared early in board initialization and then used (much later) to
1600  * populate a controller's device tree after the that controller's driver
1601  * initializes.  A secondary (and atypical) role is as a parameter to
1602  * spi_new_device() call, which happens after those controller drivers
1603  * are active in some dynamic board configuration models.
1604  */
1605 struct spi_board_info {
1606         /*
1607          * The device name and module name are coupled, like platform_bus;
1608          * "modalias" is normally the driver name.
1609          *
1610          * platform_data goes to spi_device.dev.platform_data,
1611          * controller_data goes to spi_device.controller_data,
1612          * IRQ is copied too.
1613          */
1614         char            modalias[SPI_NAME_SIZE];
1615         const void      *platform_data;
1616         const struct software_node *swnode;
1617         void            *controller_data;
1618         int             irq;
1619
1620         /* Slower signaling on noisy or low voltage boards */
1621         u32             max_speed_hz;
1622
1623
1624         /*
1625          * bus_num is board specific and matches the bus_num of some
1626          * spi_controller that will probably be registered later.
1627          *
1628          * chip_select reflects how this chip is wired to that master;
1629          * it's less than num_chipselect.
1630          */
1631         u16             bus_num;
1632         u16             chip_select;
1633
1634         /*
1635          * mode becomes spi_device.mode, and is essential for chips
1636          * where the default of SPI_CS_HIGH = 0 is wrong.
1637          */
1638         u32             mode;
1639
1640         /*
1641          * ... may need additional spi_device chip config data here.
1642          * avoid stuff protocol drivers can set; but include stuff
1643          * needed to behave without being bound to a driver:
1644          *  - quirks like clock rate mattering when not selected
1645          */
1646 };
1647
1648 #ifdef  CONFIG_SPI
1649 extern int
1650 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n);
1651 #else
1652 /* Board init code may ignore whether SPI is configured or not */
1653 static inline int
1654 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n)
1655         { return 0; }
1656 #endif
1657
1658 /*
1659  * If you're hotplugging an adapter with devices (parport, USB, etc)
1660  * use spi_new_device() to describe each device.  You can also call
1661  * spi_unregister_device() to start making that device vanish, but
1662  * normally that would be handled by spi_unregister_controller().
1663  *
1664  * You can also use spi_alloc_device() and spi_add_device() to use a two
1665  * stage registration sequence for each spi_device. This gives the caller
1666  * some more control over the spi_device structure before it is registered,
1667  * but requires that caller to initialize fields that would otherwise
1668  * be defined using the board info.
1669  */
1670 extern struct spi_device *
1671 spi_alloc_device(struct spi_controller *ctlr);
1672
1673 extern int
1674 spi_add_device(struct spi_device *spi);
1675
1676 extern struct spi_device *
1677 spi_new_device(struct spi_controller *, struct spi_board_info *);
1678
1679 extern void spi_unregister_device(struct spi_device *spi);
1680
1681 extern const struct spi_device_id *
1682 spi_get_device_id(const struct spi_device *sdev);
1683
1684 extern const void *
1685 spi_get_device_match_data(const struct spi_device *sdev);
1686
1687 static inline bool
1688 spi_transfer_is_last(struct spi_controller *ctlr, struct spi_transfer *xfer)
1689 {
1690         return list_is_last(&xfer->transfer_list, &ctlr->cur_msg->transfers);
1691 }
1692
1693 #endif /* __LINUX_SPI_H */
This page took 0.123567 seconds and 4 git commands to generate.