[PATCH] migrate_pages_to() must be defined for the no swap case
[linux-2.6] / 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  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
17  */
18
19 #ifndef __LINUX_SPI_H
20 #define __LINUX_SPI_H
21
22 /*
23  * INTERFACES between SPI master-side drivers and SPI infrastructure.
24  * (There's no SPI slave support for Linux yet...)
25  */
26 extern struct bus_type spi_bus_type;
27
28 /**
29  * struct spi_device - Master side proxy for an SPI slave device
30  * @dev: Driver model representation of the device.
31  * @master: SPI controller used with the device.
32  * @max_speed_hz: Maximum clock rate to be used with this chip
33  *      (on this board); may be changed by the device's driver.
34  * @chip-select: Chipselect, distinguishing chips handled by "master".
35  * @mode: The spi mode defines how data is clocked out and in.
36  *      This may be changed by the device's driver.
37  * @bits_per_word: Data transfers involve one or more words; word sizes
38  *      like eight or 12 bits are common.  In-memory wordsizes are
39  *      powers of two bytes (e.g. 20 bit samples use 32 bits).
40  *      This may be changed by the device's driver.
41  * @irq: Negative, or the number passed to request_irq() to receive
42  *      interrupts from this device.
43  * @controller_state: Controller's runtime state
44  * @controller_data: Board-specific definitions for controller, such as
45  *      FIFO initialization parameters; from board_info.controller_data
46  *
47  * An spi_device is used to interchange data between an SPI slave
48  * (usually a discrete chip) and CPU memory.
49  *
50  * In "dev", the platform_data is used to hold information about this
51  * device that's meaningful to the device's protocol driver, but not
52  * to its controller.  One example might be an identifier for a chip
53  * variant with slightly different functionality.
54  */
55 struct spi_device {
56         struct device           dev;
57         struct spi_master       *master;
58         u32                     max_speed_hz;
59         u8                      chip_select;
60         u8                      mode;
61 #define SPI_CPHA        0x01                    /* clock phase */
62 #define SPI_CPOL        0x02                    /* clock polarity */
63 #define SPI_MODE_0      (0|0)                   /* (original MicroWire) */
64 #define SPI_MODE_1      (0|SPI_CPHA)
65 #define SPI_MODE_2      (SPI_CPOL|0)
66 #define SPI_MODE_3      (SPI_CPOL|SPI_CPHA)
67 #define SPI_CS_HIGH     0x04                    /* chipselect active high? */
68         u8                      bits_per_word;
69         int                     irq;
70         void                    *controller_state;
71         void                    *controller_data;
72         const char              *modalias;
73
74         // likely need more hooks for more protocol options affecting how
75         // the controller talks to each chip, like:
76         //  - bit order (default is wordwise msb-first)
77         //  - memory packing (12 bit samples into low bits, others zeroed)
78         //  - priority
79         //  - drop chipselect after each word
80         //  - chipselect delays
81         //  - ...
82 };
83
84 static inline struct spi_device *to_spi_device(struct device *dev)
85 {
86         return dev ? container_of(dev, struct spi_device, dev) : NULL;
87 }
88
89 /* most drivers won't need to care about device refcounting */
90 static inline struct spi_device *spi_dev_get(struct spi_device *spi)
91 {
92         return (spi && get_device(&spi->dev)) ? spi : NULL;
93 }
94
95 static inline void spi_dev_put(struct spi_device *spi)
96 {
97         if (spi)
98                 put_device(&spi->dev);
99 }
100
101 /* ctldata is for the bus_master driver's runtime state */
102 static inline void *spi_get_ctldata(struct spi_device *spi)
103 {
104         return spi->controller_state;
105 }
106
107 static inline void spi_set_ctldata(struct spi_device *spi, void *state)
108 {
109         spi->controller_state = state;
110 }
111
112
113 struct spi_message;
114
115
116
117 struct spi_driver {
118         int                     (*probe)(struct spi_device *spi);
119         int                     (*remove)(struct spi_device *spi);
120         void                    (*shutdown)(struct spi_device *spi);
121         int                     (*suspend)(struct spi_device *spi, pm_message_t mesg);
122         int                     (*resume)(struct spi_device *spi);
123         struct device_driver    driver;
124 };
125
126 static inline struct spi_driver *to_spi_driver(struct device_driver *drv)
127 {
128         return drv ? container_of(drv, struct spi_driver, driver) : NULL;
129 }
130
131 extern int spi_register_driver(struct spi_driver *sdrv);
132
133 static inline void spi_unregister_driver(struct spi_driver *sdrv)
134 {
135         if (!sdrv)
136                 return;
137         driver_unregister(&sdrv->driver);
138 }
139
140
141
142 /**
143  * struct spi_master - interface to SPI master controller
144  * @cdev: class interface to this driver
145  * @bus_num: board-specific (and often SOC-specific) identifier for a
146  *      given SPI controller.
147  * @num_chipselect: chipselects are used to distinguish individual
148  *      SPI slaves, and are numbered from zero to num_chipselects.
149  *      each slave has a chipselect signal, but it's common that not
150  *      every chipselect is connected to a slave.
151  * @setup: updates the device mode and clocking records used by a
152  *      device's SPI controller; protocol code may call this.
153  * @transfer: adds a message to the controller's transfer queue.
154  * @cleanup: frees controller-specific state
155  *
156  * Each SPI master controller can communicate with one or more spi_device
157  * children.  These make a small bus, sharing MOSI, MISO and SCK signals
158  * but not chip select signals.  Each device may be configured to use a
159  * different clock rate, since those shared signals are ignored unless
160  * the chip is selected.
161  *
162  * The driver for an SPI controller manages access to those devices through
163  * a queue of spi_message transactions, copyin data between CPU memory and
164  * an SPI slave device).  For each such message it queues, it calls the
165  * message's completion function when the transaction completes.
166  */
167 struct spi_master {
168         struct class_device     cdev;
169
170         /* other than zero (== assign one dynamically), bus_num is fully
171          * board-specific.  usually that simplifies to being SOC-specific.
172          * example:  one SOC has three SPI controllers, numbered 1..3,
173          * and one board's schematics might show it using SPI-2.  software
174          * would normally use bus_num=2 for that controller.
175          */
176         u16                     bus_num;
177
178         /* chipselects will be integral to many controllers; some others
179          * might use board-specific GPIOs.
180          */
181         u16                     num_chipselect;
182
183         /* setup mode and clock, etc (spi driver may call many times) */
184         int                     (*setup)(struct spi_device *spi);
185
186         /* bidirectional bulk transfers
187          *
188          * + The transfer() method may not sleep; its main role is
189          *   just to add the message to the queue.
190          * + For now there's no remove-from-queue operation, or
191          *   any other request management
192          * + To a given spi_device, message queueing is pure fifo
193          *
194          * + The master's main job is to process its message queue,
195          *   selecting a chip then transferring data
196          * + If there are multiple spi_device children, the i/o queue
197          *   arbitration algorithm is unspecified (round robin, fifo,
198          *   priority, reservations, preemption, etc)
199          *
200          * + Chipselect stays active during the entire message
201          *   (unless modified by spi_transfer.cs_change != 0).
202          * + The message transfers use clock and SPI mode parameters
203          *   previously established by setup() for this device
204          */
205         int                     (*transfer)(struct spi_device *spi,
206                                                 struct spi_message *mesg);
207
208         /* called on release() to free memory provided by spi_master */
209         void                    (*cleanup)(const struct spi_device *spi);
210 };
211
212 static inline void *spi_master_get_devdata(struct spi_master *master)
213 {
214         return class_get_devdata(&master->cdev);
215 }
216
217 static inline void spi_master_set_devdata(struct spi_master *master, void *data)
218 {
219         class_set_devdata(&master->cdev, data);
220 }
221
222 static inline struct spi_master *spi_master_get(struct spi_master *master)
223 {
224         if (!master || !class_device_get(&master->cdev))
225                 return NULL;
226         return master;
227 }
228
229 static inline void spi_master_put(struct spi_master *master)
230 {
231         if (master)
232                 class_device_put(&master->cdev);
233 }
234
235
236 /* the spi driver core manages memory for the spi_master classdev */
237 extern struct spi_master *
238 spi_alloc_master(struct device *host, unsigned size);
239
240 extern int spi_register_master(struct spi_master *master);
241 extern void spi_unregister_master(struct spi_master *master);
242
243 extern struct spi_master *spi_busnum_to_master(u16 busnum);
244
245 /*---------------------------------------------------------------------------*/
246
247 /*
248  * I/O INTERFACE between SPI controller and protocol drivers
249  *
250  * Protocol drivers use a queue of spi_messages, each transferring data
251  * between the controller and memory buffers.
252  *
253  * The spi_messages themselves consist of a series of read+write transfer
254  * segments.  Those segments always read the same number of bits as they
255  * write; but one or the other is easily ignored by passing a null buffer
256  * pointer.  (This is unlike most types of I/O API, because SPI hardware
257  * is full duplex.)
258  *
259  * NOTE:  Allocation of spi_transfer and spi_message memory is entirely
260  * up to the protocol driver, which guarantees the integrity of both (as
261  * well as the data buffers) for as long as the message is queued.
262  */
263
264 /**
265  * struct spi_transfer - a read/write buffer pair
266  * @tx_buf: data to be written (dma-safe memory), or NULL
267  * @rx_buf: data to be read (dma-safe memory), or NULL
268  * @tx_dma: DMA address of tx_buf, if spi_message.is_dma_mapped
269  * @rx_dma: DMA address of rx_buf, if spi_message.is_dma_mapped
270  * @len: size of rx and tx buffers (in bytes)
271  * @cs_change: affects chipselect after this transfer completes
272  * @delay_usecs: microseconds to delay after this transfer before
273  *      (optionally) changing the chipselect status, then starting
274  *      the next transfer or completing this spi_message.
275  * @transfer_list: transfers are sequenced through spi_message.transfers
276  *
277  * SPI transfers always write the same number of bytes as they read.
278  * Protocol drivers should always provide rx_buf and/or tx_buf.
279  * In some cases, they may also want to provide DMA addresses for
280  * the data being transferred; that may reduce overhead, when the
281  * underlying driver uses dma.
282  *
283  * If the transmit buffer is null, undefined data will be shifted out
284  * while filling rx_buf.  If the receive buffer is null, the data
285  * shifted in will be discarded.  Only "len" bytes shift out (or in).
286  * It's an error to try to shift out a partial word.  (For example, by
287  * shifting out three bytes with word size of sixteen or twenty bits;
288  * the former uses two bytes per word, the latter uses four bytes.)
289  *
290  * All SPI transfers start with the relevant chipselect active.  Normally
291  * it stays selected until after the last transfer in a message.  Drivers
292  * can affect the chipselect signal using cs_change:
293  *
294  * (i) If the transfer isn't the last one in the message, this flag is
295  * used to make the chipselect briefly go inactive in the middle of the
296  * message.  Toggling chipselect in this way may be needed to terminate
297  * a chip command, letting a single spi_message perform all of group of
298  * chip transactions together.
299  *
300  * (ii) When the transfer is the last one in the message, the chip may
301  * stay selected until the next transfer.  This is purely a performance
302  * hint; the controller driver may need to select a different device
303  * for the next message.
304  *
305  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
306  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
307  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
308  * insulate against future API updates.  After you submit a message
309  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
310  */
311 struct spi_transfer {
312         /* it's ok if tx_buf == rx_buf (right?)
313          * for MicroWire, one buffer must be null
314          * buffers must work with dma_*map_single() calls, unless
315          *   spi_message.is_dma_mapped reports a pre-existing mapping
316          */
317         const void      *tx_buf;
318         void            *rx_buf;
319         unsigned        len;
320
321         dma_addr_t      tx_dma;
322         dma_addr_t      rx_dma;
323
324         unsigned        cs_change:1;
325         u16             delay_usecs;
326
327         struct list_head transfer_list;
328 };
329
330 /**
331  * struct spi_message - one multi-segment SPI transaction
332  * @transfers: list of transfer segments in this transaction
333  * @spi: SPI device to which the transaction is queued
334  * @is_dma_mapped: if true, the caller provided both dma and cpu virtual
335  *      addresses for each transfer buffer
336  * @complete: called to report transaction completions
337  * @context: the argument to complete() when it's called
338  * @actual_length: the total number of bytes that were transferred in all
339  *      successful segments
340  * @status: zero for success, else negative errno
341  * @queue: for use by whichever driver currently owns the message
342  * @state: for use by whichever driver currently owns the message
343  *
344  * An spi_message is used to execute an atomic sequence of data transfers,
345  * each represented by a struct spi_transfer.  The sequence is "atomic"
346  * in the sense that no other spi_message may use that SPI bus until that
347  * sequence completes.  On some systems, many such sequences can execute as
348  * as single programmed DMA transfer.  On all systems, these messages are
349  * queued, and might complete after transactions to other devices.  Messages
350  * sent to a given spi_device are alway executed in FIFO order.
351  *
352  * The code that submits an spi_message (and its spi_transfers)
353  * to the lower layers is responsible for managing its memory.
354  * Zero-initialize every field you don't set up explicitly, to
355  * insulate against future API updates.  After you submit a message
356  * and its transfers, ignore them until its completion callback.
357  */
358 struct spi_message {
359         struct list_head        transfers;
360
361         struct spi_device       *spi;
362
363         unsigned                is_dma_mapped:1;
364
365         /* REVISIT:  we might want a flag affecting the behavior of the
366          * last transfer ... allowing things like "read 16 bit length L"
367          * immediately followed by "read L bytes".  Basically imposing
368          * a specific message scheduling algorithm.
369          *
370          * Some controller drivers (message-at-a-time queue processing)
371          * could provide that as their default scheduling algorithm.  But
372          * others (with multi-message pipelines) could need a flag to
373          * tell them about such special cases.
374          */
375
376         /* completion is reported through a callback */
377         void                    (*complete)(void *context);
378         void                    *context;
379         unsigned                actual_length;
380         int                     status;
381
382         /* for optional use by whatever driver currently owns the
383          * spi_message ...  between calls to spi_async and then later
384          * complete(), that's the spi_master controller driver.
385          */
386         struct list_head        queue;
387         void                    *state;
388 };
389
390 static inline void spi_message_init(struct spi_message *m)
391 {
392         memset(m, 0, sizeof *m);
393         INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
394 }
395
396 static inline void
397 spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m)
398 {
399         list_add_tail(&t->transfer_list, &m->transfers);
400 }
401
402 static inline void
403 spi_transfer_del(struct spi_transfer *t)
404 {
405         list_del(&t->transfer_list);
406 }
407
408 /* It's fine to embed message and transaction structures in other data
409  * structures so long as you don't free them while they're in use.
410  */
411
412 static inline struct spi_message *spi_message_alloc(unsigned ntrans, gfp_t flags)
413 {
414         struct spi_message *m;
415
416         m = kzalloc(sizeof(struct spi_message)
417                         + ntrans * sizeof(struct spi_transfer),
418                         flags);
419         if (m) {
420                 int i;
421                 struct spi_transfer *t = (struct spi_transfer *)(m + 1);
422
423                 INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
424                 for (i = 0; i < ntrans; i++, t++)
425                         spi_message_add_tail(t, m);
426         }
427         return m;
428 }
429
430 static inline void spi_message_free(struct spi_message *m)
431 {
432         kfree(m);
433 }
434
435 /**
436  * spi_setup -- setup SPI mode and clock rate
437  * @spi: the device whose settings are being modified
438  *
439  * SPI protocol drivers may need to update the transfer mode if the
440  * device doesn't work with the mode 0 default.  They may likewise need
441  * to update clock rates or word sizes from initial values.  This function
442  * changes those settings, and must be called from a context that can sleep.
443  * The changes take effect the next time the device is selected and data
444  * is transferred to or from it.
445  */
446 static inline int
447 spi_setup(struct spi_device *spi)
448 {
449         return spi->master->setup(spi);
450 }
451
452
453 /**
454  * spi_async -- asynchronous SPI transfer
455  * @spi: device with which data will be exchanged
456  * @message: describes the data transfers, including completion callback
457  *
458  * This call may be used in_irq and other contexts which can't sleep,
459  * as well as from task contexts which can sleep.
460  *
461  * The completion callback is invoked in a context which can't sleep.
462  * Before that invocation, the value of message->status is undefined.
463  * When the callback is issued, message->status holds either zero (to
464  * indicate complete success) or a negative error code.  After that
465  * callback returns, the driver which issued the transfer request may
466  * deallocate the associated memory; it's no longer in use by any SPI
467  * core or controller driver code.
468  *
469  * Note that although all messages to a spi_device are handled in
470  * FIFO order, messages may go to different devices in other orders.
471  * Some device might be higher priority, or have various "hard" access
472  * time requirements, for example.
473  *
474  * On detection of any fault during the transfer, processing of
475  * the entire message is aborted, and the device is deselected.
476  * Until returning from the associated message completion callback,
477  * no other spi_message queued to that device will be processed.
478  * (This rule applies equally to all the synchronous transfer calls,
479  * which are wrappers around this core asynchronous primitive.)
480  */
481 static inline int
482 spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)
483 {
484         message->spi = spi;
485         return spi->master->transfer(spi, message);
486 }
487
488 /*---------------------------------------------------------------------------*/
489
490 /* All these synchronous SPI transfer routines are utilities layered
491  * over the core async transfer primitive.  Here, "synchronous" means
492  * they will sleep uninterruptibly until the async transfer completes.
493  */
494
495 extern int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
496
497 /**
498  * spi_write - SPI synchronous write
499  * @spi: device to which data will be written
500  * @buf: data buffer
501  * @len: data buffer size
502  *
503  * This writes the buffer and returns zero or a negative error code.
504  * Callable only from contexts that can sleep.
505  */
506 static inline int
507 spi_write(struct spi_device *spi, const u8 *buf, size_t len)
508 {
509         struct spi_transfer     t = {
510                         .tx_buf         = buf,
511                         .len            = len,
512                 };
513         struct spi_message      m;
514
515         spi_message_init(&m);
516         spi_message_add_tail(&t, &m);
517         return spi_sync(spi, &m);
518 }
519
520 /**
521  * spi_read - SPI synchronous read
522  * @spi: device from which data will be read
523  * @buf: data buffer
524  * @len: data buffer size
525  *
526  * This writes the buffer and returns zero or a negative error code.
527  * Callable only from contexts that can sleep.
528  */
529 static inline int
530 spi_read(struct spi_device *spi, u8 *buf, size_t len)
531 {
532         struct spi_transfer     t = {
533                         .rx_buf         = buf,
534                         .len            = len,
535                 };
536         struct spi_message      m;
537
538         spi_message_init(&m);
539         spi_message_add_tail(&t, &m);
540         return spi_sync(spi, &m);
541 }
542
543 /* this copies txbuf and rxbuf data; for small transfers only! */
544 extern int spi_write_then_read(struct spi_device *spi,
545                 const u8 *txbuf, unsigned n_tx,
546                 u8 *rxbuf, unsigned n_rx);
547
548 /**
549  * spi_w8r8 - SPI synchronous 8 bit write followed by 8 bit read
550  * @spi: device with which data will be exchanged
551  * @cmd: command to be written before data is read back
552  *
553  * This returns the (unsigned) eight bit number returned by the
554  * device, or else a negative error code.  Callable only from
555  * contexts that can sleep.
556  */
557 static inline ssize_t spi_w8r8(struct spi_device *spi, u8 cmd)
558 {
559         ssize_t                 status;
560         u8                      result;
561
562         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 1);
563
564         /* return negative errno or unsigned value */
565         return (status < 0) ? status : result;
566 }
567
568 /**
569  * spi_w8r16 - SPI synchronous 8 bit write followed by 16 bit read
570  * @spi: device with which data will be exchanged
571  * @cmd: command to be written before data is read back
572  *
573  * This returns the (unsigned) sixteen bit number returned by the
574  * device, or else a negative error code.  Callable only from
575  * contexts that can sleep.
576  *
577  * The number is returned in wire-order, which is at least sometimes
578  * big-endian.
579  */
580 static inline ssize_t spi_w8r16(struct spi_device *spi, u8 cmd)
581 {
582         ssize_t                 status;
583         u16                     result;
584
585         status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, (u8 *) &result, 2);
586
587         /* return negative errno or unsigned value */
588         return (status < 0) ? status : result;
589 }
590
591 /*---------------------------------------------------------------------------*/
592
593 /*
594  * INTERFACE between board init code and SPI infrastructure.
595  *
596  * No SPI driver ever sees these SPI device table segments, but
597  * it's how the SPI core (or adapters that get hotplugged) grows
598  * the driver model tree.
599  *
600  * As a rule, SPI devices can't be probed.  Instead, board init code
601  * provides a table listing the devices which are present, with enough
602  * information to bind and set up the device's driver.  There's basic
603  * support for nonstatic configurations too; enough to handle adding
604  * parport adapters, or microcontrollers acting as USB-to-SPI bridges.
605  */
606
607 /* board-specific information about each SPI device */
608 struct spi_board_info {
609         /* the device name and module name are coupled, like platform_bus;
610          * "modalias" is normally the driver name.
611          *
612          * platform_data goes to spi_device.dev.platform_data,
613          * controller_data goes to spi_device.controller_data,
614          * irq is copied too
615          */
616         char            modalias[KOBJ_NAME_LEN];
617         const void      *platform_data;
618         void            *controller_data;
619         int             irq;
620
621         /* slower signaling on noisy or low voltage boards */
622         u32             max_speed_hz;
623
624
625         /* bus_num is board specific and matches the bus_num of some
626          * spi_master that will probably be registered later.
627          *
628          * chip_select reflects how this chip is wired to that master;
629          * it's less than num_chipselect.
630          */
631         u16             bus_num;
632         u16             chip_select;
633
634         /* ... may need additional spi_device chip config data here.
635          * avoid stuff protocol drivers can set; but include stuff
636          * needed to behave without being bound to a driver:
637          *  - chipselect polarity
638          *  - quirks like clock rate mattering when not selected
639          */
640 };
641
642 #ifdef  CONFIG_SPI
643 extern int
644 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n);
645 #else
646 /* board init code may ignore whether SPI is configured or not */
647 static inline int
648 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n)
649         { return 0; }
650 #endif
651
652
653 /* If you're hotplugging an adapter with devices (parport, usb, etc)
654  * use spi_new_device() to describe each device.  You can also call
655  * spi_unregister_device() to start making that device vanish, but
656  * normally that would be handled by spi_unregister_master().
657  */
658 extern struct spi_device *
659 spi_new_device(struct spi_master *, struct spi_board_info *);
660
661 static inline void
662 spi_unregister_device(struct spi_device *spi)
663 {
664         if (spi)
665                 device_unregister(&spi->dev);
666 }
667
668 #endif /* __LINUX_SPI_H */