]> Git Repo - linux.git/blob - include/linux/spi/spi.h
spi: Fix htmldocs build error due struct spi_replaced_transfers
[linux.git] / include / linux / spi / spi.h
1 /*
2  * Copyright (C) 2005 David Brownell
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  */
14
15 #ifndef __LINUX_SPI_H
16 #define __LINUX_SPI_H
17
18 #include <linux/device.h>
19 #include <linux/mod_devicetable.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include <linux/kthread.h>
22 #include <linux/completion.h>
23 #include <linux/scatterlist.h>
24
25 struct dma_chan;
26 struct spi_master;
27 struct spi_transfer;
28
29 /*
30  * INTERFACES between SPI master-side drivers and SPI infrastructure.
31  * (There's no SPI slave support for Linux yet...)
32  */
33 extern struct bus_type spi_bus_type;
34
35 /**
36  * struct spi_statistics - statistics for spi transfers
37  * @lock:          lock protecting this structure
38  *
39  * @messages:      number of spi-messages handled
40  * @transfers:     number of spi_transfers handled
41  * @errors:        number of errors during spi_transfer
42  * @timedout:      number of timeouts during spi_transfer
43  *
44  * @spi_sync:      number of times spi_sync is used
45  * @spi_sync_immediate:
46  *                 number of times spi_sync is executed immediately
47  *                 in calling context without queuing and scheduling
48  * @spi_async:     number of times spi_async is used
49  *
50  * @bytes:         number of bytes transferred to/from device
51  * @bytes_tx:      number of bytes sent to device
52  * @bytes_rx:      number of bytes received from device
53  *
54  * @transfer_bytes_histo:
55  *                 transfer bytes histogramm
56  *
57  * @transfers_split_maxsize:
58  *                 number of transfers that have been split because of
59  *                 maxsize limit
60  */
61 struct spi_statistics {
62         spinlock_t              lock; /* lock for the whole structure */
63
64         unsigned long           messages;
65         unsigned long           transfers;
66         unsigned long           errors;
67         unsigned long           timedout;
68
69         unsigned long           spi_sync;
70         unsigned long           spi_sync_immediate;
71         unsigned long           spi_async;
72
73         unsigned long long      bytes;
74         unsigned long long      bytes_rx;
75         unsigned long long      bytes_tx;
76
77 #define SPI_STATISTICS_HISTO_SIZE 17
78         unsigned long transfer_bytes_histo[SPI_STATISTICS_HISTO_SIZE];
79
80         unsigned long transfers_split_maxsize;
81 };
82
83 void spi_statistics_add_transfer_stats(struct spi_statistics *stats,
84                                        struct spi_transfer *xfer,
85                                        struct spi_master *master);
86
87 #define SPI_STATISTICS_ADD_TO_FIELD(stats, field, count)        \
88         do {                                                    \
89                 unsigned long flags;                            \
90                 spin_lock_irqsave(&(stats)->lock, flags);       \
91                 (stats)->field += count;                        \
92                 spin_unlock_irqrestore(&(stats)->lock, flags);  \
93         } while (0)
94
95 #define SPI_STATISTICS_INCREMENT_FIELD(stats, field)    \
96         SPI_STATISTICS_ADD_TO_FIELD(stats, field, 1)
97
98 /**
99  * struct spi_device - Master side proxy for an SPI slave device
100  * @dev: Driver model representation of the device.
101  * @master: SPI controller used with the device.
102  * @max_speed_hz: Maximum clock rate to be used with this chip
103  *      (on this board); may be changed by the device's driver.
104  *      The spi_transfer.speed_hz can override this for each transfer.
105  * @chip_select: Chipselect, distinguishing chips handled by @master.
106  * @mode: The spi mode defines how data is clocked out and in.
107  *      This may be changed by the device's driver.
108  *      The "active low" default for chipselect mode can be overridden
109  *      (by specifying SPI_CS_HIGH) as can the "MSB first" default for
110  *      each word in a transfer (by specifying SPI_LSB_FIRST).
111  * @bits_per_word: Data transfers involve one or more words; word sizes
112  *      like eight or 12 bits are common.  In-memory wordsizes are
113  *      powers of two bytes (e.g. 20 bit samples use 32 bits).
114  *      This may be changed by the device's driver, or left at the
115  *      default (0) indicating protocol words are eight bit bytes.
116  *      The spi_transfer.bits_per_word can override this for each transfer.
117  * @irq: Negative, or the number passed to request_irq() to receive
118  *      interrupts from this device.
119  * @controller_state: Controller's runtime state
120  * @controller_data: Board-specific definitions for controller, such as
121  *      FIFO initialization parameters; from board_info.controller_data
122  * @modalias: Name of the driver to use with this device, or an alias
123  *      for that name.  This appears in the sysfs "modalias" attribute
124  *      for driver coldplugging, and in uevents used for hotplugging
125  * @cs_gpio: gpio number of the chipselect line (optional, -ENOENT when
126  *      when not using a GPIO line)
127  *
128  * @statistics: statistics for the spi_device
129  *
130  * A @spi_device is used to interchange data between an SPI slave
131  * (usually a discrete chip) and CPU memory.
132  *
133  * In @dev, the platform_data is used to hold information about this
134  * device that's meaningful to the device's protocol driver, but not
135  * to its controller.  One example might be an identifier for a chip
136  * variant with slightly different functionality; another might be
137  * information about how this particular board wires the chip's pins.
138  */
139 struct spi_device {
140         struct device           dev;
141         struct spi_master       *master;
142         u32                     max_speed_hz;
143         u8                      chip_select;
144         u8                      bits_per_word;
145         u16                     mode;
146 #define SPI_CPHA        0x01                    /* clock phase */
147 #define SPI_CPOL        0x02                    /* clock polarity */
148 #define SPI_MODE_0      (0|0)                   /* (original MicroWire) */
149 #define SPI_MODE_1      (0|SPI_CPHA)
150 #define SPI_MODE_2      (SPI_CPOL|0)
151 #define SPI_MODE_3      (SPI_CPOL|SPI_CPHA)
152 #define SPI_CS_HIGH     0x04                    /* chipselect active high? */
153 #define SPI_LSB_FIRST   0x08                    /* per-word bits-on-wire */
154 #define SPI_3WIRE       0x10                    /* SI/SO signals shared */
155 #define SPI_LOOP        0x20                    /* loopback mode */
156 #define SPI_NO_CS       0x40                    /* 1 dev/bus, no chipselect */
157 #define SPI_READY       0x80                    /* slave pulls low to pause */
158 #define SPI_TX_DUAL     0x100                   /* transmit with 2 wires */
159 #define SPI_TX_QUAD     0x200                   /* transmit with 4 wires */
160 #define SPI_RX_DUAL     0x400                   /* receive with 2 wires */
161 #define SPI_RX_QUAD     0x800                   /* receive with 4 wires */
162         int                     irq;
163         void                    *controller_state;
164         void                    *controller_data;
165         char                    modalias[SPI_NAME_SIZE];
166         int                     cs_gpio;        /* chip select gpio */
167
168         /* the statistics */
169         struct spi_statistics   statistics;
170
171         /*
172          * likely need more hooks for more protocol options affecting how
173          * the controller talks to each chip, like:
174          *  - memory packing (12 bit samples into low bits, others zeroed)
175          *  - priority
176          *  - drop chipselect after each word
177          *  - chipselect delays
178          *  - ...
179          */
180 };
181
182 static inline struct spi_device *to_spi_device(struct device *dev)
183 {
184         return dev ? container_of(dev, struct spi_device, dev) : NULL;
185 }
186
187 /* most drivers won't need to care about device refcounting */
188 static inline struct spi_device *spi_dev_get(struct spi_device *spi)
189 {
190         return (spi && get_device(&spi->dev)) ? spi : NULL;
191 }
192
193 static inline void spi_dev_put(struct spi_device *spi)
194 {
195         if (spi)
196                 put_device(&spi->dev);
197 }
198
199 /* ctldata is for the bus_master driver's runtime state */
200 static inline void *spi_get_ctldata(struct spi_device *spi)
201 {
202         return spi->controller_state;
203 }
204
205 static inline void spi_set_ctldata(struct spi_device *spi, void *state)
206 {
207         spi->controller_state = state;
208 }
209
210 /* device driver data */
211
212 static inline void spi_set_drvdata(struct spi_device *spi, void *data)
213 {
214         dev_set_drvdata(&spi->dev, data);
215 }
216
217 static inline void *spi_get_drvdata(struct spi_device *spi)
218 {
219         return dev_get_drvdata(&spi->dev);
220 }
221
222 struct spi_message;
223 struct spi_transfer;
224
225 /**
226  * struct spi_driver - Host side "protocol" driver
227  * @id_table: List of SPI devices supported by this driver
228  * @probe: Binds this driver to the spi device.  Drivers can verify
229  *      that the device is actually present, and may need to configure
230  *      characteristics (such as bits_per_word) which weren't needed for
231  *      the initial configuration done during system setup.
232  * @remove: Unbinds this driver from the spi device
233  * @shutdown: Standard shutdown callback used during system state
234  *      transitions such as powerdown/halt and kexec
235  * @driver: SPI device drivers should initialize the name and owner
236  *      field of this structure.
237  *
238  * This represents the kind of device driver that uses SPI messages to
239  * interact with the hardware at the other end of a SPI link.  It's called
240  * a "protocol" driver because it works through messages rather than talking
241  * directly to SPI hardware (which is what the underlying SPI controller
242  * driver does to pass those messages).  These protocols are defined in the
243  * specification for the device(s) supported by the driver.
244  *
245  * As a rule, those device protocols represent the lowest level interface
246  * supported by a driver, and it will support upper level interfaces too.
247  * Examples of such upper levels include frameworks like MTD, networking,
248  * MMC, RTC, filesystem character device nodes, and hardware monitoring.
249  */
250 struct spi_driver {
251         const struct spi_device_id *id_table;
252         int                     (*probe)(struct spi_device *spi);
253         int                     (*remove)(struct spi_device *spi);
254         void                    (*shutdown)(struct spi_device *spi);
255         struct device_driver    driver;
256 };
257
258 static inline struct spi_driver *to_spi_driver(struct device_driver *drv)
259 {
260         return drv ? container_of(drv, struct spi_driver, driver) : NULL;
261 }
262
263 extern int __spi_register_driver(struct module *owner, struct spi_driver *sdrv);
264
265 /**
266  * spi_unregister_driver - reverse effect of spi_register_driver
267  * @sdrv: the driver to unregister
268  * Context: can sleep
269  */
270 static inline void spi_unregister_driver(struct spi_driver *sdrv)
271 {
272         if (sdrv)
273                 driver_unregister(&sdrv->driver);
274 }
275
276 /* use a define to avoid include chaining to get THIS_MODULE */
277 #define spi_register_driver(driver) \
278         __spi_register_driver(THIS_MODULE, driver)
279
280 /**
281  * module_spi_driver() - Helper macro for registering a SPI driver
282  * @__spi_driver: spi_driver struct
283  *
284  * Helper macro for SPI drivers which do not do anything special in module
285  * init/exit. This eliminates a lot of boilerplate. Each module may only
286  * use this macro once, and calling it replaces module_init() and module_exit()
287  */
288 #define module_spi_driver(__spi_driver) \
289         module_driver(__spi_driver, spi_register_driver, \
290                         spi_unregister_driver)
291
292 /**
293  * struct spi_master - interface to SPI master controller
294  * @dev: device interface to this driver
295  * @list: link with the global spi_master list
296  * @bus_num: board-specific (and often SOC-specific) identifier for a
297  *      given SPI controller.
298  * @num_chipselect: chipselects are used to distinguish individual
299  *      SPI slaves, and are numbered from zero to num_chipselects.
300  *      each slave has a chipselect signal, but it's common that not
301  *      every chipselect is connected to a slave.
302  * @dma_alignment: SPI controller constraint on DMA buffers alignment.
303  * @mode_bits: flags understood by this controller driver
304  * @bits_per_word_mask: A mask indicating which values of bits_per_word are
305  *      supported by the driver. Bit n indicates that a bits_per_word n+1 is
306  *      supported. If set, the SPI core will reject any transfer with an
307  *      unsupported bits_per_word. If not set, this value is simply ignored,
308  *      and it's up to the individual driver to perform any validation.
309  * @min_speed_hz: Lowest supported transfer speed
310  * @max_speed_hz: Highest supported transfer speed
311  * @flags: other constraints relevant to this driver
312  * @bus_lock_spinlock: spinlock for SPI bus locking
313  * @bus_lock_mutex: mutex for SPI bus locking
314  * @bus_lock_flag: indicates that the SPI bus is locked for exclusive use
315  * @setup: updates the device mode and clocking records used by a
316  *      device's SPI controller; protocol code may call this.  This
317  *      must fail if an unrecognized or unsupported mode is requested.
318  *      It's always safe to call this unless transfers are pending on
319  *      the device whose settings are being modified.
320  * @transfer: adds a message to the controller's transfer queue.
321  * @cleanup: frees controller-specific state
322  * @can_dma: determine whether this master supports DMA
323  * @queued: whether this master is providing an internal message queue
324  * @kworker: thread struct for message pump
325  * @kworker_task: pointer to task for message pump kworker thread
326  * @pump_messages: work struct for scheduling work to the message pump
327  * @queue_lock: spinlock to syncronise access to message queue
328  * @queue: message queue
329  * @idling: the device is entering idle state
330  * @cur_msg: the currently in-flight message
331  * @cur_msg_prepared: spi_prepare_message was called for the currently
332  *                    in-flight message
333  * @cur_msg_mapped: message has been mapped for DMA
334  * @xfer_completion: used by core transfer_one_message()
335  * @busy: message pump is busy
336  * @running: message pump is running
337  * @rt: whether this queue is set to run as a realtime task
338  * @auto_runtime_pm: the core should ensure a runtime PM reference is held
339  *                   while the hardware is prepared, using the parent
340  *                   device for the spidev
341  * @max_dma_len: Maximum length of a DMA transfer for the device.
342  * @prepare_transfer_hardware: a message will soon arrive from the queue
343  *      so the subsystem requests the driver to prepare the transfer hardware
344  *      by issuing this call
345  * @transfer_one_message: the subsystem calls the driver to transfer a single
346  *      message while queuing transfers that arrive in the meantime. When the
347  *      driver is finished with this message, it must call
348  *      spi_finalize_current_message() so the subsystem can issue the next
349  *      message
350  * @unprepare_transfer_hardware: there are currently no more messages on the
351  *      queue so the subsystem notifies the driver that it may relax the
352  *      hardware by issuing this call
353  * @set_cs: set the logic level of the chip select line.  May be called
354  *          from interrupt context.
355  * @prepare_message: set up the controller to transfer a single message,
356  *                   for example doing DMA mapping.  Called from threaded
357  *                   context.
358  * @transfer_one: transfer a single spi_transfer.
359  *                  - return 0 if the transfer is finished,
360  *                  - return 1 if the transfer is still in progress. When
361  *                    the driver is finished with this transfer it must
362  *                    call spi_finalize_current_transfer() so the subsystem
363  *                    can issue the next transfer. Note: transfer_one and
364  *                    transfer_one_message are mutually exclusive; when both
365  *                    are set, the generic subsystem does not call your
366  *                    transfer_one callback.
367  * @handle_err: the subsystem calls the driver to handle an error that occurs
368  *              in the generic implementation of transfer_one_message().
369  * @unprepare_message: undo any work done by prepare_message().
370  * @cs_gpios: Array of GPIOs to use as chip select lines; one per CS
371  *      number. Any individual value may be -ENOENT for CS lines that
372  *      are not GPIOs (driven by the SPI controller itself).
373  * @statistics: statistics for the spi_master
374  * @dma_tx: DMA transmit channel
375  * @dma_rx: DMA receive channel
376  * @dummy_rx: dummy receive buffer for full-duplex devices
377  * @dummy_tx: dummy transmit buffer for full-duplex devices
378  *
379  * Each SPI master controller can communicate with one or more @spi_device
380  * children.  These make a small bus, sharing MOSI, MISO and SCK signals
381  * but not chip select signals.  Each device may be configured to use a
382  * different clock rate, since those shared signals are ignored unless
383  * the chip is selected.
384  *
385  * The driver for an SPI controller manages access to those devices through
386  * a queue of spi_message transactions, copying data between CPU memory and
387  * an SPI slave device.  For each such message it queues, it calls the
388  * message's completion function when the transaction completes.
389  */
390 struct spi_master {
391         struct device   dev;
392
393         struct list_head list;
394
395         /* other than negative (== assign one dynamically), bus_num is fully
396          * board-specific.  usually that simplifies to being SOC-specific.
397          * example:  one SOC has three SPI controllers, numbered 0..2,
398          * and one board's schematics might show it using SPI-2.  software
399          * would normally use bus_num=2 for that controller.
400          */
401         s16                     bus_num;
402
403         /* chipselects will be integral to many controllers; some others
404          * might use board-specific GPIOs.
405          */
406         u16                     num_chipselect;
407
408         /* some SPI controllers pose alignment requirements on DMAable
409          * buffers; let protocol drivers know about these requirements.
410          */
411         u16                     dma_alignment;
412
413         /* spi_device.mode flags understood by this controller driver */
414         u16                     mode_bits;
415
416         /* bitmask of supported bits_per_word for transfers */
417         u32                     bits_per_word_mask;
418 #define SPI_BPW_MASK(bits) BIT((bits) - 1)
419 #define SPI_BIT_MASK(bits) (((bits) == 32) ? ~0U : (BIT(bits) - 1))
420 #define SPI_BPW_RANGE_MASK(min, max) (SPI_BIT_MASK(max) - SPI_BIT_MASK(min - 1))
421
422         /* limits on transfer speed */
423         u32                     min_speed_hz;
424         u32                     max_speed_hz;
425
426         /* other constraints relevant to this driver */
427         u16                     flags;
428 #define SPI_MASTER_HALF_DUPLEX  BIT(0)          /* can't do full duplex */
429 #define SPI_MASTER_NO_RX        BIT(1)          /* can't do buffer read */
430 #define SPI_MASTER_NO_TX        BIT(2)          /* can't do buffer write */
431 #define SPI_MASTER_MUST_RX      BIT(3)          /* requires rx */
432 #define SPI_MASTER_MUST_TX      BIT(4)          /* requires tx */
433
434         /*
435          * on some hardware transfer size may be constrained
436          * the limit may depend on device transfer settings
437          */
438         size_t (*max_transfer_size)(struct spi_device *spi);
439
440         /* lock and mutex for SPI bus locking */
441         spinlock_t              bus_lock_spinlock;
442         struct mutex            bus_lock_mutex;
443
444         /* flag indicating that the SPI bus is locked for exclusive use */
445         bool                    bus_lock_flag;
446
447         /* Setup mode and clock, etc (spi driver may call many times).
448          *
449          * IMPORTANT:  this may be called when transfers to another
450          * device are active.  DO NOT UPDATE SHARED REGISTERS in ways
451          * which could break those transfers.
452          */
453         int                     (*setup)(struct spi_device *spi);
454
455         /* bidirectional bulk transfers
456          *
457          * + The transfer() method may not sleep; its main role is
458          *   just to add the message to the queue.
459          * + For now there's no remove-from-queue operation, or
460          *   any other request management
461          * + To a given spi_device, message queueing is pure fifo
462          *
463          * + The master's main job is to process its message queue,
464          *   selecting a chip then transferring data
465          * + If there are multiple spi_device children, the i/o queue
466          *   arbitration algorithm is unspecified (round robin, fifo,
467          *   priority, reservations, preemption, etc)
468          *
469          * + Chipselect stays active during the entire message
470          *   (unless modified by spi_transfer.cs_change != 0).
471          * + The message transfers use clock and SPI mode parameters
472          *   previously established by setup() for this device
473          */
474         int                     (*transfer)(struct spi_device *spi,
475                                                 struct spi_message *mesg);
476
477         /* called on release() to free memory provided by spi_master */
478         void                    (*cleanup)(struct spi_device *spi);
479
480         /*
481          * Used to enable core support for DMA handling, if can_dma()
482          * exists and returns true then the transfer will be mapped
483          * prior to transfer_one() being called.  The driver should
484          * not modify or store xfer and dma_tx and dma_rx must be set
485          * while the device is prepared.
486          */
487         bool                    (*can_dma)(struct spi_master *master,
488                                            struct spi_device *spi,
489                                            struct spi_transfer *xfer);
490
491         /*
492          * These hooks are for drivers that want to use the generic
493          * master transfer queueing mechanism. If these are used, the
494          * transfer() function above must NOT be specified by the driver.
495          * Over time we expect SPI drivers to be phased over to this API.
496          */
497         bool                            queued;
498         struct kthread_worker           kworker;
499         struct task_struct              *kworker_task;
500         struct kthread_work             pump_messages;
501         spinlock_t                      queue_lock;
502         struct list_head                queue;
503         struct spi_message              *cur_msg;
504         bool                            idling;
505         bool                            busy;
506         bool                            running;
507         bool                            rt;
508         bool                            auto_runtime_pm;
509         bool                            cur_msg_prepared;
510         bool                            cur_msg_mapped;
511         struct completion               xfer_completion;
512         size_t                          max_dma_len;
513
514         int (*prepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master);
515         int (*transfer_one_message)(struct spi_master *master,
516                                     struct spi_message *mesg);
517         int (*unprepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master);
518         int (*prepare_message)(struct spi_master *master,
519                                struct spi_message *message);
520         int (*unprepare_message)(struct spi_master *master,
521                                  struct spi_message *message);
522
523         /*
524          * These hooks are for drivers that use a generic implementation
525          * of transfer_one_message() provied by the core.
526          */
527         void (*set_cs)(struct spi_device *spi, bool enable);
528         int (*transfer_one)(struct spi_master *master, struct spi_device *spi,
529                             struct spi_transfer *transfer);
530         void (*handle_err)(struct spi_master *master,
531                            struct spi_message *message);
532
533         /* gpio chip select */
534         int                     *cs_gpios;
535
536         /* statistics */
537         struct spi_statistics   statistics;
538
539         /* DMA channels for use with core dmaengine helpers */
540         struct dma_chan         *dma_tx;
541         struct dma_chan         *dma_rx;
542
543         /* dummy data for full duplex devices */
544         void                    *dummy_rx;
545         void                    *dummy_tx;
546 };
547
548 static inline void *spi_master_get_devdata(struct spi_master *master)
549 {
550         return dev_get_drvdata(&master->dev);
551 }
552
553 static inline void spi_master_set_devdata(struct spi_master *master, void *data)
554 {
555         dev_set_drvdata(&master->dev, data);
556 }
557
558 static inline struct spi_master *spi_master_get(struct spi_master *master)
559 {
560         if (!master || !get_device(&master->dev))
561                 return NULL;
562         return master;
563 }
564
565 static inline void spi_master_put(struct spi_master *master)
566 {
567         if (master)
568                 put_device(&master->dev);
569 }
570
571 /* PM calls that need to be issued by the driver */
572 extern int spi_master_suspend(struct spi_master *master);
573 extern int spi_master_resume(struct spi_master *master);
574
575 /* Calls the driver make to interact with the message queue */
576 extern struct spi_message *spi_get_next_queued_message(struct spi_master *master);
577 extern void spi_finalize_current_message(struct spi_master *master);
578 extern void spi_finalize_current_transfer(struct spi_master *master);
579
580 /* the spi driver core manages memory for the spi_master classdev */
581 extern struct spi_master *
582 spi_alloc_master(struct device *host, unsigned size);
583
584 extern int spi_register_master(struct spi_master *master);
585 extern int devm_spi_register_master(struct device *dev,
586                                     struct spi_master *master);
587 extern void spi_unregister_master(struct spi_master *master);
588
589 extern struct spi_master *spi_busnum_to_master(u16 busnum);
590
591 /*
592  * SPI resource management while processing a SPI message
593  */
594
595 /**
596  * struct spi_res - spi resource management structure
597  * @entry:   list entry
598  * @release: release code called prior to freeing this resource
599  * @data:    extra data allocated for the specific use-case
600  *
601  * this is based on ideas from devres, but focused on life-cycle
602  * management during spi_message processing
603  */
604 typedef void (*spi_res_release_t)(struct spi_master *master,
605                                   struct spi_message *msg,
606                                   void *res);
607 struct spi_res {
608         struct list_head        entry;
609         spi_res_release_t       release;
610         unsigned long long      data[]; /* guarantee ull alignment */
611 };
612
613 extern void *spi_res_alloc(struct spi_device *spi,
614                            spi_res_release_t release,
615                            size_t size, gfp_t gfp);
616 extern void spi_res_add(struct spi_message *message, void *res);
617 extern void spi_res_free(void *res);
618
619 extern void spi_res_release(struct spi_master *master,
620                             struct spi_message *message);
621
622 /*---------------------------------------------------------------------------*/
623
624 /*
625  * I/O INTERFACE between SPI controller and protocol drivers
626  *
627  * Protocol drivers use a queue of spi_messages, each transferring data
628  * between the controller and memory buffers.
629  *
630  * The spi_messages themselves consist of a series of read+write transfer
631  * segments.  Those segments always read the same number of bits as they
632  * write; but one or the other is easily ignored by passing a null buffer
633  * pointer.  (This is unlike most types of I/O API, because SPI hardware
634  * is full duplex.)
635  *
636  * NOTE:  Allocation of spi_transfer and spi_message memory is entirely
637  * up to the protocol driver, which guarantees the integrity of both (as
638  * well as the data buffers) for as long as the message is queued.
639  */
640
641 /**
642  * struct spi_transfer - a read/write buffer pair
643  * @tx_buf: data to be written (dma-safe memory), or NULL
644  * @rx_buf: data to be read (dma-safe memory), or NULL
645  * @tx_dma: DMA address of tx_buf, if @spi_message.is_dma_mapped
646  * @rx_dma: DMA address of rx_buf, if @spi_message.is_dma_mapped
647  * @tx_nbits: number of bits used for writing. If 0 the default
648  *      (SPI_NBITS_SINGLE) is used.
649  * @rx_nbits: number of bits used for reading. If 0 the default
650  *      (SPI_NBITS_SINGLE) is used.
651  * @len: size of rx and tx buffers (in bytes)
652  * @speed_hz: Select a speed other than the device default for this
653  *      transfer. If 0 the default (from @spi_device) is used.
654  * @bits_per_word: select a bits_per_word other than the device default
655  *      for this transfer. If 0 the default (from @spi_device) is used.
656  * @cs_change: affects chipselect after this transfer completes
657  * @delay_usecs: microseconds to delay after this transfer before
658  *      (optionally) changing the chipselect status, then starting
659  *      the next transfer or completing this @spi_message.
660  * @transfer_list: transfers are sequenced through @spi_message.transfers
661  * @tx_sg: Scatterlist for transmit, currently not for client use
662  * @rx_sg: Scatterlist for receive, currently not for client use
663  *
664  * SPI transfers always write the same number of bytes as they read.
665  * Protocol drivers should always provide @rx_buf and/or @tx_buf.
666  * In some cases, they may also want to provide DMA addresses for
667  * the data being transferred; that may reduce overhead, when the
668  * underlying driver uses dma.
669  *
670  * If the transmit buffer is null, zeroes will be shifted out
671  * while filling @rx_buf.  If the receive buffer is null, the data
672  * shifted in will be discarded.  Only "len" bytes shift out (or in).
673  * It's an error to try to shift out a partial word.  (For example, by
674  * shifting out three bytes with word size of sixteen or twenty bits;
675  * the former uses two bytes per word, the latter uses four bytes.)
676  *
677  * In-memory data values are always in native CPU byte order, translated
678  * from the wire byte order (big-endian except with SPI_LSB_FIRST).  So
679  * for example when bits_per_word is sixteen, buffers are 2N bytes long
680  * (@len = 2N) and hold N sixteen bit words in CPU byte order.
681  *
682  * When the word size of the SPI transfer is not a power-of-two multiple
683  * of eight bits, those in-memory words include extra bits.  In-memory
684  * words are always seen by protocol drivers as right-justified, so the
685  * undefined (rx) or unused (tx) bits are always the most significant bits.
686  *
687  * All SPI transfers start with the relevant chipselect active.  Normally
688  * it stays selected until after the last transfer in a message.  Drivers
689  * can affect the chipselect signal using cs_change.
690  *
691  * (i) If the transfer isn't the last one in the message, this flag is
692  * used to make the chipselect briefly go inactive in the middle of the
693  * message.  Toggling chipselect in this way may be needed to terminate
694  * a chip command, letting a single spi_message perform all of group of
695  * chip transactions together.
696  *
697  * (ii) When the transfer is the last one in the message, the chip may
698  * stay selected until the next transfer.  On multi-device SPI busses
699  * with nothing blocking messages going to other devices, this is just
700  * a performance hint; starting a message to another device deselects
701  * this one.  But in other cases, this can be used to ensure correctness.
702  * Some devices need protocol transactions to be built from a series of
703  * spi_message submissions, where the content of one message is determined
704  * by the results of previous messages and where the whole transaction
705  * ends when the chipselect goes intactive.
706  *
707  * When SPI can transfer in 1x,2x or 4x. It can get this transfer information
708  * from device through @tx_nbits and @rx_nbits. In Bi-direction, these
709  * two should both be set. User can set transfer mode with SPI_NBITS_SINGLE(1x)
710  * SPI_NBITS_DUAL(2x) and SPI_NBITS_QUAD(4x) to support these three transfer.
711  *
712  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
713  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
714  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
715  * insulate against future API updates.  After you submit a message
716  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
717  */
718 struct spi_transfer {
719         /* it's ok if tx_buf == rx_buf (right?)
720          * for MicroWire, one buffer must be null
721          * buffers must work with dma_*map_single() calls, unless
722          *   spi_message.is_dma_mapped reports a pre-existing mapping
723          */
724         const void      *tx_buf;
725         void            *rx_buf;
726         unsigned        len;
727
728         dma_addr_t      tx_dma;
729         dma_addr_t      rx_dma;
730         struct sg_table tx_sg;
731         struct sg_table rx_sg;
732
733         unsigned        cs_change:1;
734         unsigned        tx_nbits:3;
735         unsigned        rx_nbits:3;
736 #define SPI_NBITS_SINGLE        0x01 /* 1bit transfer */
737 #define SPI_NBITS_DUAL          0x02 /* 2bits transfer */
738 #define SPI_NBITS_QUAD          0x04 /* 4bits transfer */
739         u8              bits_per_word;
740         u16             delay_usecs;
741         u32             speed_hz;
742
743         struct list_head transfer_list;
744 };
745
746 /**
747  * struct spi_message - one multi-segment SPI transaction
748  * @transfers: list of transfer segments in this transaction
749  * @spi: SPI device to which the transaction is queued
750  * @is_dma_mapped: if true, the caller provided both dma and cpu virtual
751  *      addresses for each transfer buffer
752  * @complete: called to report transaction completions
753  * @context: the argument to complete() when it's called
754  * @frame_length: the total number of bytes in the message
755  * @actual_length: the total number of bytes that were transferred in all
756  *      successful segments
757  * @status: zero for success, else negative errno
758  * @queue: for use by whichever driver currently owns the message
759  * @state: for use by whichever driver currently owns the message
760  * @resources: for resource management when the spi message is processed
761  *
762  * A @spi_message is used to execute an atomic sequence of data transfers,
763  * each represented by a struct spi_transfer.  The sequence is "atomic"
764  * in the sense that no other spi_message may use that SPI bus until that
765  * sequence completes.  On some systems, many such sequences can execute as
766  * as single programmed DMA transfer.  On all systems, these messages are
767  * queued, and might complete after transactions to other devices.  Messages
768  * sent to a given spi_device are always executed in FIFO order.
769  *
770  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
771  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
772  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
773  * insulate against future API updates.  After you submit a message
774  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
775  */
776 struct spi_message {
777         struct list_head        transfers;
778
779         struct spi_device       *spi;
780
781         unsigned                is_dma_mapped:1;
782
783         /* REVISIT:  we might want a flag affecting the behavior of the
784          * last transfer ... allowing things like "read 16 bit length L"
785          * immediately followed by "read L bytes".  Basically imposing
786          * a specific message scheduling algorithm.
787          *
788          * Some controller drivers (message-at-a-time queue processing)
789          * could provide that as their default scheduling algorithm.  But
790          * others (with multi-message pipelines) could need a flag to
791          * tell them about such special cases.
792          */
793
794         /* completion is reported through a callback */
795         void                    (*complete)(void *context);
796         void                    *context;
797         unsigned                frame_length;
798         unsigned                actual_length;
799         int                     status;
800
801         /* for optional use by whatever driver currently owns the
802          * spi_message ...  between calls to spi_async and then later
803          * complete(), that's the spi_master controller driver.
804          */
805         struct list_head        queue;
806         void                    *state;
807
808         /* list of spi_res reources when the spi message is processed */
809         struct list_head        resources;
810 };
811
812 static inline void spi_message_init_no_memset(struct spi_message *m)
813 {
814         INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
815         INIT_LIST_HEAD(&m->resources);
816 }
817
818 static inline void spi_message_init(struct spi_message *m)
819 {
820         memset(m, 0, sizeof *m);
821         spi_message_init_no_memset(m);
822 }
823
824 static inline void
825 spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m)
826 {
827         list_add_tail(&t->transfer_list, &m->transfers);
828 }
829
830 static inline void
831 spi_transfer_del(struct spi_transfer *t)
832 {
833         list_del(&t->transfer_list);
834 }
835
836 /**
837  * spi_message_init_with_transfers - Initialize spi_message and append transfers
838  * @m: spi_message to be initialized
839  * @xfers: An array of spi transfers
840  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
841  *
842  * This function initializes the given spi_message and adds each spi_transfer in
843  * the given array to the message.
844  */
845 static inline void
846 spi_message_init_with_transfers(struct spi_message *m,
847 struct spi_transfer *xfers, unsigned int num_xfers)
848 {
849         unsigned int i;
850
851         spi_message_init(m);
852         for (i = 0; i < num_xfers; ++i)
853                 spi_message_add_tail(&xfers[i], m);
854 }
855
856 /* It's fine to embed message and transaction structures in other data
857  * structures so long as you don't free them while they're in use.
858  */
859
860 static inline struct spi_message *spi_message_alloc(unsigned ntrans, gfp_t flags)
861 {
862         struct spi_message *m;
863
864         m = kzalloc(sizeof(struct spi_message)
865                         + ntrans * sizeof(struct spi_transfer),
866                         flags);
867         if (m) {
868                 unsigned i;
869                 struct spi_transfer *t = (struct spi_transfer *)(m + 1);
870
871                 INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
872                 for (i = 0; i < ntrans; i++, t++)
873                         spi_message_add_tail(t, m);
874         }
875         return m;
876 }
877
878 static inline void spi_message_free(struct spi_message *m)
879 {
880         kfree(m);
881 }
882
883 extern int spi_setup(struct spi_device *spi);
884 extern int spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
885 extern int spi_async_locked(struct spi_device *spi,
886                             struct spi_message *message);
887
888 static inline size_t
889 spi_max_transfer_size(struct spi_device *spi)
890 {
891         struct spi_master *master = spi->master;
892         if (!master->max_transfer_size)
893                 return SIZE_MAX;
894         return master->max_transfer_size(spi);
895 }
896
897 /*---------------------------------------------------------------------------*/
898
899 /* SPI transfer replacement methods which make use of spi_res */
900
901 struct spi_replaced_transfers;
902 typedef void (*spi_replaced_release_t)(struct spi_master *master,
903                                        struct spi_message *msg,
904                                        struct spi_replaced_transfers *res);
905 /**
906  * struct spi_replaced_transfers - structure describing the spi_transfer
907  *                                 replacements that have occurred
908  *                                 so that they can get reverted
909  * @release:            some extra release code to get executed prior to
910  *                      relasing this structure
911  * @extradata:          pointer to some extra data if requested or NULL
912  * @replaced_transfers: transfers that have been replaced and which need
913  *                      to get restored
914  * @replaced_after:     the transfer after which the @replaced_transfers
915  *                      are to get re-inserted
916  * @inserted:           number of transfers inserted
917  * @inserted_transfers: array of spi_transfers of array-size @inserted,
918  *                      that have been replacing replaced_transfers
919  *
920  * note: that @extradata will point to @inserted_transfers[@inserted]
921  * if some extra allocation is requested, so alignment will be the same
922  * as for spi_transfers
923  */
924 struct spi_replaced_transfers {
925         spi_replaced_release_t release;
926         void *extradata;
927         struct list_head replaced_transfers;
928         struct list_head *replaced_after;
929         size_t inserted;
930         struct spi_transfer inserted_transfers[];
931 };
932
933 extern struct spi_replaced_transfers *spi_replace_transfers(
934         struct spi_message *msg,
935         struct spi_transfer *xfer_first,
936         size_t remove,
937         size_t insert,
938         spi_replaced_release_t release,
939         size_t extradatasize,
940         gfp_t gfp);
941
942 /*---------------------------------------------------------------------------*/
943
944 /* SPI transfer transformation methods */
945
946 extern int spi_split_transfers_maxsize(struct spi_master *master,
947                                        struct spi_message *msg,
948                                        size_t maxsize,
949                                        gfp_t gfp);
950
951 /*---------------------------------------------------------------------------*/
952
953 /* All these synchronous SPI transfer routines are utilities layered
954  * over the core async transfer primitive.  Here, "synchronous" means
955  * they will sleep uninterruptibly until the async transfer completes.
956  */
957
958 extern int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
959 extern int spi_sync_locked(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
960 extern int spi_bus_lock(struct spi_master *master);
961 extern int spi_bus_unlock(struct spi_master *master);
962
963 /**
964  * spi_write - SPI synchronous write
965  * @spi: device to which data will be written
966  * @buf: data buffer
967  * @len: data buffer size
968  * Context: can sleep
969  *
970  * This function writes the buffer @buf.
971  * Callable only from contexts that can sleep.
972  *
973  * Return: zero on success, else a negative error code.
974  */
975 static inline int
976 spi_write(struct spi_device *spi, const void *buf, size_t len)
977 {
978         struct spi_transfer     t = {
979                         .tx_buf         = buf,
980                         .len            = len,
981                 };
982         struct spi_message      m;
983
984         spi_message_init(&m);
985         spi_message_add_tail(&t, &m);
986         return spi_sync(spi, &m);
987 }
988
989 /**
990  * spi_read - SPI synchronous read
991  * @spi: device from which data will be read
992  * @buf: data buffer
993  * @len: data buffer size
994  * Context: can sleep
995  *
996  * This function reads the buffer @buf.
997  * Callable only from contexts that can sleep.
998  *
999  * Return: zero on success, else a negative error code.
1000  */
1001 static inline int
1002 spi_read(struct spi_device *spi, void *buf, size_t len)
1003 {
1004         struct spi_transfer     t = {
1005                         .rx_buf         = buf,
1006                         .len            = len,
1007                 };
1008         struct spi_message      m;
1009
1010         spi_message_init(&m);
1011         spi_message_add_tail(&t, &m);
1012         return spi_sync(spi, &m);
1013 }
1014
1015 /**
1016  * spi_sync_transfer - synchronous SPI data transfer
1017  * @spi: device with which data will be exchanged
1018  * @xfers: An array of spi_transfers
1019  * @num_xfers: Number of items in the xfer array
1020  * Context: can sleep
1021  *
1022  * Does a synchronous SPI data transfer of the given spi_transfer array.
1023  *
1024  * For more specific semantics see spi_sync().
1025  *
1026  * Return: Return: zero on success, else a negative error code.
1027  */
1028 static inline int
1029 spi_sync_transfer(struct spi_device *spi, struct spi_transfer *xfers,
1030         unsigned int num_xfers)
1031 {
1032         struct spi_message msg;
1033
1034         spi_message_init_with_transfers(&msg, xfers, num_xfers);
1035
1036         return spi_sync(spi, &msg);
1037 }
1038
1039 /* this copies txbuf and rxbuf data; for small transfers only! */
1040 extern int spi_write_then_read(struct spi_device *spi,
1041                 const void *txbuf, unsigned n_tx,
1042                 void *rxbuf, unsigned n_rx);
1043
1044 /**
1045  * spi_w8r8 - SPI synchronous 8 bit write followed by 8 bit read
1046  * @spi: device with which data will be exchanged
1047  * @cmd: command to be written before data is read back
1048  * Context: can sleep
1049  *
1050  * Callable only from contexts that can sleep.
1051  *
1052  * Return: the (unsigned) eight bit number returned by the
1053  * device, or else a negative error code.
1054  */
1055 static inline ssize_t spi_w8r8(struct spi_device *spi, u8 cmd)
1056 {
1057         ssize_t                 status;
1058         u8                      result;
1059
1060         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 1);
1061
1062         /* return negative errno or unsigned value */
1063         return (status < 0) ? status : result;
1064 }
1065
1066 /**
1067  * spi_w8r16 - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit read
1068  * @spi: device with which data will be exchanged
1069  * @cmd: command to be written before data is read back
1070  * Context: can sleep
1071  *
1072  * The number is returned in wire-order, which is at least sometimes
1073  * big-endian.
1074  *
1075  * Callable only from contexts that can sleep.
1076  *
1077  * Return: the (unsigned) sixteen bit number returned by the
1078  * device, or else a negative error code.
1079  */
1080 static inline ssize_t spi_w8r16(struct spi_device *spi, u8 cmd)
1081 {
1082         ssize_t                 status;
1083         u16                     result;
1084
1085         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 2);
1086
1087         /* return negative errno or unsigned value */
1088         return (status < 0) ? status : result;
1089 }
1090
1091 /**
1092  * spi_w8r16be - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit big-endian read
1093  * @spi: device with which data will be exchanged
1094  * @cmd: command to be written before data is read back
1095  * Context: can sleep
1096  *
1097  * This function is similar to spi_w8r16, with the exception that it will
1098  * convert the read 16 bit data word from big-endian to native endianness.
1099  *
1100  * Callable only from contexts that can sleep.
1101  *
1102  * Return: the (unsigned) sixteen bit number returned by the device in cpu
1103  * endianness, or else a negative error code.
1104  */
1105 static inline ssize_t spi_w8r16be(struct spi_device *spi, u8 cmd)
1106
1107 {
1108         ssize_t status;
1109         __be16 result;
1110
1111         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 2);
1112         if (status < 0)
1113                 return status;
1114
1115         return be16_to_cpu(result);
1116 }
1117
1118 /*---------------------------------------------------------------------------*/
1119
1120 /*
1121  * INTERFACE between board init code and SPI infrastructure.
1122  *
1123  * No SPI driver ever sees these SPI device table segments, but
1124  * it's how the SPI core (or adapters that get hotplugged) grows
1125  * the driver model tree.
1126  *
1127  * As a rule, SPI devices can't be probed.  Instead, board init code
1128  * provides a table listing the devices which are present, with enough
1129  * information to bind and set up the device's driver.  There's basic
1130  * support for nonstatic configurations too; enough to handle adding
1131  * parport adapters, or microcontrollers acting as USB-to-SPI bridges.
1132  */
1133
1134 /**
1135  * struct spi_board_info - board-specific template for a SPI device
1136  * @modalias: Initializes spi_device.modalias; identifies the driver.
1137  * @platform_data: Initializes spi_device.platform_data; the particular
1138  *      data stored there is driver-specific.
1139  * @controller_data: Initializes spi_device.controller_data; some
1140  *      controllers need hints about hardware setup, e.g. for DMA.
1141  * @irq: Initializes spi_device.irq; depends on how the board is wired.
1142  * @max_speed_hz: Initializes spi_device.max_speed_hz; based on limits
1143  *      from the chip datasheet and board-specific signal quality issues.
1144  * @bus_num: Identifies which spi_master parents the spi_device; unused
1145  *      by spi_new_device(), and otherwise depends on board wiring.
1146  * @chip_select: Initializes spi_device.chip_select; depends on how
1147  *      the board is wired.
1148  * @mode: Initializes spi_device.mode; based on the chip datasheet, board
1149  *      wiring (some devices support both 3WIRE and standard modes), and
1150  *      possibly presence of an inverter in the chipselect path.
1151  *
1152  * When adding new SPI devices to the device tree, these structures serve
1153  * as a partial device template.  They hold information which can't always
1154  * be determined by drivers.  Information that probe() can establish (such
1155  * as the default transfer wordsize) is not included here.
1156  *
1157  * These structures are used in two places.  Their primary role is to
1158  * be stored in tables of board-specific device descriptors, which are
1159  * declared early in board initialization and then used (much later) to
1160  * populate a controller's device tree after the that controller's driver
1161  * initializes.  A secondary (and atypical) role is as a parameter to
1162  * spi_new_device() call, which happens after those controller drivers
1163  * are active in some dynamic board configuration models.
1164  */
1165 struct spi_board_info {
1166         /* the device name and module name are coupled, like platform_bus;
1167          * "modalias" is normally the driver name.
1168          *
1169          * platform_data goes to spi_device.dev.platform_data,
1170          * controller_data goes to spi_device.controller_data,
1171          * irq is copied too
1172          */
1173         char            modalias[SPI_NAME_SIZE];
1174         const void      *platform_data;
1175         void            *controller_data;
1176         int             irq;
1177
1178         /* slower signaling on noisy or low voltage boards */
1179         u32             max_speed_hz;
1180
1181
1182         /* bus_num is board specific and matches the bus_num of some
1183          * spi_master that will probably be registered later.
1184          *
1185          * chip_select reflects how this chip is wired to that master;
1186          * it's less than num_chipselect.
1187          */
1188         u16             bus_num;
1189         u16             chip_select;
1190
1191         /* mode becomes spi_device.mode, and is essential for chips
1192          * where the default of SPI_CS_HIGH = 0 is wrong.
1193          */
1194         u16             mode;
1195
1196         /* ... may need additional spi_device chip config data here.
1197          * avoid stuff protocol drivers can set; but include stuff
1198          * needed to behave without being bound to a driver:
1199          *  - quirks like clock rate mattering when not selected
1200          */
1201 };
1202
1203 #ifdef  CONFIG_SPI
1204 extern int
1205 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n);
1206 #else
1207 /* board init code may ignore whether SPI is configured or not */
1208 static inline int
1209 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n)
1210         { return 0; }
1211 #endif
1212
1213
1214 /* If you're hotplugging an adapter with devices (parport, usb, etc)
1215  * use spi_new_device() to describe each device.  You can also call
1216  * spi_unregister_device() to start making that device vanish, but
1217  * normally that would be handled by spi_unregister_master().
1218  *
1219  * You can also use spi_alloc_device() and spi_add_device() to use a two
1220  * stage registration sequence for each spi_device.  This gives the caller
1221  * some more control over the spi_device structure before it is registered,
1222  * but requires that caller to initialize fields that would otherwise
1223  * be defined using the board info.
1224  */
1225 extern struct spi_device *
1226 spi_alloc_device(struct spi_master *master);
1227
1228 extern int
1229 spi_add_device(struct spi_device *spi);
1230
1231 extern struct spi_device *
1232 spi_new_device(struct spi_master *, struct spi_board_info *);
1233
1234 extern void spi_unregister_device(struct spi_device *spi);
1235
1236 extern const struct spi_device_id *
1237 spi_get_device_id(const struct spi_device *sdev);
1238
1239 static inline bool
1240 spi_transfer_is_last(struct spi_master *master, struct spi_transfer *xfer)
1241 {
1242         return list_is_last(&xfer->transfer_list, &master->cur_msg->transfers);
1243 }
1244
1245 #endif /* __LINUX_SPI_H */
This page took 0.118118 seconds and 4 git commands to generate.