drivers/spi/spi.c

   1 /*
   2  * spi.c - SPI init/core code
   3  *
   4  * Copyright (C) 2005 David Brownell
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  19  */
  20
  21 #include <linux/autoconf.h>
  22 #include <linux/kernel.h>
  23 #include <linux/device.h>
  24 #include <linux/init.h>
  25 #include <linux/cache.h>
  26 #include <linux/spi/spi.h>
  27
  28
  29 /* SPI bustype and spi_master class are registered after board init code
  30  * provides the SPI device tables, ensuring that both are present by the
  31  * time controller driver registration causes spi_devices to "enumerate".
  32  */
  33 static void spidev_release(struct device *dev)
  34 {
  35         struct spi_device       *spi = to_spi_device(dev);
  36
  37         /* spi masters may cleanup for released devices */
  38         if (spi->master->cleanup)
  39                 spi->master->cleanup(spi);
  40
  41         spi_master_put(spi->master);
  42         kfree(dev);
  43 }
  44
  45 static ssize_t
  46 modalias_show(struct device *dev, struct device_attribute *a, char *buf)
  47 {
  48         const struct spi_device *spi = to_spi_device(dev);
  49
  50         return snprintf(buf, BUS_ID_SIZE + 1, "%s\n", spi->modalias);
  51 }
  52
  53 static struct device_attribute spi_dev_attrs[] = {
  54         __ATTR_RO(modalias),
  55         __ATTR_NULL,
  56 };
  57
  58 /* modalias support makes "modprobe $MODALIAS" new-style hotplug work,
  59  * and the sysfs version makes coldplug work too.
  60  */
  61
  62 static int spi_match_device(struct device *dev, struct device_driver *drv)
  63 {
  64         const struct spi_device *spi = to_spi_device(dev);
  65
  66         return strncmp(spi->modalias, drv->name, BUS_ID_SIZE) == 0;
  67 }
  68
  69 static int spi_uevent(struct device *dev, char **envp, int num_envp,
  70                 char *buffer, int buffer_size)
  71 {
  72         const struct spi_device         *spi = to_spi_device(dev);
  73
  74         envp[0] = buffer;
  75         snprintf(buffer, buffer_size, "MODALIAS=%s", spi->modalias);
  76         envp[1] = NULL;
  77         return 0;
  78 }
  79
  80 #ifdef  CONFIG_PM
  81
  82 /*
  83  * NOTE:  the suspend() method for an spi_master controller driver
  84  * should verify that all its child devices are marked as suspended;
  85  * suspend requests delivered through sysfs power/state files don't
  86  * enforce such constraints.
  87  */
  88 static int spi_suspend(struct device *dev, pm_message_t message)
  89 {
  90         int                     value;
  91         struct spi_driver       *drv = to_spi_driver(dev->driver);
  92
  93         if (!drv || !drv->suspend)
  94                 return 0;
  95
  96         /* suspend will stop irqs and dma; no more i/o */
  97         value = drv->suspend(to_spi_device(dev), message);
  98         if (value == 0)
  99                 dev->power.power_state = message;
 100         return value;
 101 }
 102
 103 static int spi_resume(struct device *dev)
 104 {
 105         int                     value;
 106         struct spi_driver       *drv = to_spi_driver(dev->driver);
 107
 108         if (!drv || !drv->resume)
 109                 return 0;
 110
 111         /* resume may restart the i/o queue */
 112         value = drv->resume(to_spi_device(dev));
 113         if (value == 0)
 114                 dev->power.power_state = PMSG_ON;
 115         return value;
 116 }
 117
 118 #else
 119 #define spi_suspend     NULL
 120 #define spi_resume      NULL
 121 #endif
 122
 123 struct bus_type spi_bus_type = {
 124         .name           = "spi",
 125         .dev_attrs      = spi_dev_attrs,
 126         .match          = spi_match_device,
 127         .uevent         = spi_uevent,
 128         .suspend        = spi_suspend,
 129         .resume         = spi_resume,
 130 };
 131 EXPORT_SYMBOL_GPL(spi_bus_type);
 132
 133
 134 static int spi_drv_probe(struct device *dev)
 135 {
 136         const struct spi_driver         *sdrv = to_spi_driver(dev->driver);
 137
 138         return sdrv->probe(to_spi_device(dev));
 139 }
 140
 141 static int spi_drv_remove(struct device *dev)
 142 {
 143         const struct spi_driver         *sdrv = to_spi_driver(dev->driver);
 144
 145         return sdrv->remove(to_spi_device(dev));
 146 }
 147
 148 static void spi_drv_shutdown(struct device *dev)
 149 {
 150         const struct spi_driver         *sdrv = to_spi_driver(dev->driver);
 151
 152         sdrv->shutdown(to_spi_device(dev));
 153 }
 154
 155 int spi_register_driver(struct spi_driver *sdrv)
 156 {
 157         sdrv->driver.bus = &spi_bus_type;
 158         if (sdrv->probe)
 159                 sdrv->driver.probe = spi_drv_probe;
 160         if (sdrv->remove)
 161                 sdrv->driver.remove = spi_drv_remove;
 162         if (sdrv->shutdown)
 163                 sdrv->driver.shutdown = spi_drv_shutdown;
 164         return driver_register(&sdrv->driver);
 165 }
 166 EXPORT_SYMBOL_GPL(spi_register_driver);
 167
 168 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 169
 170 /* SPI devices should normally not be created by SPI device drivers; that
 171  * would make them board-specific.  Similarly with SPI master drivers.
 172  * Device registration normally goes into like arch/.../mach.../board-YYY.c
 173  * with other readonly (flashable) information about mainboard devices.
 174  */
 175
 176 struct boardinfo {
 177         struct list_head        list;
 178         unsigned                n_board_info;
 179         struct spi_board_info   board_info[0];
 180 };
 181
 182 static LIST_HEAD(board_list);
 183 static DECLARE_MUTEX(board_lock);
 184
 185
 186 /* On typical mainboards, this is purely internal; and it's not needed
 187  * after board init creates the hard-wired devices.  Some development
 188  * platforms may not be able to use spi_register_board_info though, and
 189  * this is exported so that for example a USB or parport based adapter
 190  * driver could add devices (which it would learn about out-of-band).
 191  */
 192 struct spi_device *spi_new_device(struct spi_master *master,
 193                                   struct spi_board_info *chip)
 194 {
 195         struct spi_device       *proxy;
 196         struct device           *dev = master->cdev.dev;
 197         int                     status;
 198
 199         /* NOTE:  caller did any chip->bus_num checks necessary */
 200
 201         if (!spi_master_get(master))
 202                 return NULL;
 203
 204         proxy = kzalloc(sizeof *proxy, GFP_KERNEL);
 205         if (!proxy) {
 206                 dev_err(dev, "can't alloc dev for cs%d\n",
 207                         chip->chip_select);
 208                 goto fail;
 209         }
 210         proxy->master = master;
 211         proxy->chip_select = chip->chip_select;
 212         proxy->max_speed_hz = chip->max_speed_hz;
 213         proxy->mode = chip->mode;
 214         proxy->irq = chip->irq;
 215         proxy->modalias = chip->modalias;
 216
 217         snprintf(proxy->dev.bus_id, sizeof proxy->dev.bus_id,
 218                         "%s.%u", master->cdev.class_id,
 219                         chip->chip_select);
 220         proxy->dev.parent = dev;
 221         proxy->dev.bus = &spi_bus_type;
 222         proxy->dev.platform_data = (void *) chip->platform_data;
 223         proxy->controller_data = chip->controller_data;
 224         proxy->controller_state = NULL;
 225         proxy->dev.release = spidev_release;
 226
 227         /* drivers may modify this default i/o setup */
 228         status = master->setup(proxy);
 229         if (status < 0) {
 230                 dev_dbg(dev, "can't %s %s, status %d\n",
 231                                 "setup", proxy->dev.bus_id, status);
 232                 goto fail;
 233         }
 234
 235         /* driver core catches callers that misbehave by defining
 236          * devices that already exist.
 237          */
 238         status = device_register(&proxy->dev);
 239         if (status < 0) {
 240                 dev_dbg(dev, "can't %s %s, status %d\n",
 241                                 "add", proxy->dev.bus_id, status);
 242                 goto fail;
 243         }
 244         dev_dbg(dev, "registered child %s\n", proxy->dev.bus_id);
 245         return proxy;
 246
 247 fail:
 248         spi_master_put(master);
 249         kfree(proxy);
 250         return NULL;
 251 }
 252 EXPORT_SYMBOL_GPL(spi_new_device);
 253
 254 /*
 255  * Board-specific early init code calls this (probably during arch_initcall)
 256  * with segments of the SPI device table.  Any device nodes are created later,
 257  * after the relevant parent SPI controller (bus_num) is defined.  We keep
 258  * this table of devices forever, so that reloading a controller driver will
 259  * not make Linux forget about these hard-wired devices.
 260  *
 261  * Other code can also call this, e.g. a particular add-on board might provide
 262  * SPI devices through its expansion connector, so code initializing that board
 263  * would naturally declare its SPI devices.
 264  *
 265  * The board info passed can safely be __initdata ... but be careful of
 266  * any embedded pointers (platform_data, etc), they're copied as-is.
 267  */
 268 int __init
 269 spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n)
 270 {
 271         struct boardinfo        *bi;
 272
 273         bi = kmalloc(sizeof(*bi) + n * sizeof *info, GFP_KERNEL);
 274         if (!bi)
 275                 return -ENOMEM;
 276         bi->n_board_info = n;
 277         memcpy(bi->board_info, info, n * sizeof *info);
 278
 279         down(&board_lock);
 280         list_add_tail(&bi->list, &board_list);
 281         up(&board_lock);
 282         return 0;
 283 }
 284
 285 /* FIXME someone should add support for a __setup("spi", ...) that
 286  * creates board info from kernel command lines
 287  */
 288
 289 static void __init_or_module
 290 scan_boardinfo(struct spi_master *master)
 291 {
 292         struct boardinfo        *bi;
 293         struct device           *dev = master->cdev.dev;
 294
 295         down(&board_lock);
 296         list_for_each_entry(bi, &board_list, list) {
 297                 struct spi_board_info   *chip = bi->board_info;
 298                 unsigned                n;
 299
 300                 for (n = bi->n_board_info; n > 0; n--, chip++) {
 301                         if (chip->bus_num != master->bus_num)
 302                                 continue;
 303                         /* some controllers only have one chip, so they
 304                          * might not use chipselects.  otherwise, the
 305                          * chipselects are numbered 0..max.
 306                          */
 307                         if (chip->chip_select >= master->num_chipselect
 308                                         && master->num_chipselect) {
 309                                 dev_dbg(dev, "cs%d > max %d\n",
 310                                         chip->chip_select,
 311                                         master->num_chipselect);
 312                                 continue;
 313                         }
 314                         (void) spi_new_device(master, chip);
 315                 }
 316         }
 317         up(&board_lock);
 318 }
 319
 320 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 321
 322 static void spi_master_release(struct class_device *cdev)
 323 {
 324         struct spi_master *master;
 325
 326         master = container_of(cdev, struct spi_master, cdev);
 327         kfree(master);
 328 }
 329
 330 static struct class spi_master_class = {
 331         .name           = "spi_master",
 332         .owner          = THIS_MODULE,
 333         .release        = spi_master_release,
 334 };
 335
 336
 337 /**
 338  * spi_alloc_master - allocate SPI master controller
 339  * @dev: the controller, possibly using the platform_bus
 340  * @size: how much driver-private data to preallocate; the pointer to this
 341  *      memory is in the class_data field of the returned class_device,
 342  *      accessible with spi_master_get_devdata().
 343  *
 344  * This call is used only by SPI master controller drivers, which are the
 345  * only ones directly touching chip registers.  It's how they allocate
 346  * an spi_master structure, prior to calling spi_register_master().
 347  *
 348  * This must be called from context that can sleep.  It returns the SPI
 349  * master structure on success, else NULL.
 350  *
 351  * The caller is responsible for assigning the bus number and initializing
 352  * the master's methods before calling spi_register_master(); and (after errors
 353  * adding the device) calling spi_master_put() to prevent a memory leak.
 354  */
 355 struct spi_master *spi_alloc_master(struct device *dev, unsigned size)
 356 {
 357         struct spi_master       *master;
 358
 359         if (!dev)
 360                 return NULL;
 361
 362         master = kzalloc(size + sizeof *master, GFP_KERNEL);
 363         if (!master)
 364                 return NULL;
 365
 366         class_device_initialize(&master->cdev);
 367         master->cdev.class = &spi_master_class;
 368         master->cdev.dev = get_device(dev);
 369         spi_master_set_devdata(master, &master[1]);
 370
 371         return master;
 372 }
 373 EXPORT_SYMBOL_GPL(spi_alloc_master);
 374
 375 /**
 376  * spi_register_master - register SPI master controller
 377  * @master: initialized master, originally from spi_alloc_master()
 378  *
 379  * SPI master controllers connect to their drivers using some non-SPI bus,
 380  * such as the platform bus.  The final stage of probe() in that code
 381  * includes calling spi_register_master() to hook up to this SPI bus glue.
 382  *
 383  * SPI controllers use board specific (often SOC specific) bus numbers,
 384  * and board-specific addressing for SPI devices combines those numbers
 385  * with chip select numbers.  Since SPI does not directly support dynamic
 386  * device identification, boards need configuration tables telling which
 387  * chip is at which address.
 388  *
 389  * This must be called from context that can sleep.  It returns zero on
 390  * success, else a negative error code (dropping the master's refcount).
 391  * After a successful return, the caller is responsible for calling
 392  * spi_unregister_master().
 393  */
 394 int spi_register_master(struct spi_master *master)
 395 {
 396         static atomic_t         dyn_bus_id = ATOMIC_INIT((1<<16) - 1);
 397         struct device           *dev = master->cdev.dev;
 398         int                     status = -ENODEV;
 399         int                     dynamic = 0;
 400
 401         if (!dev)
 402                 return -ENODEV;
 403
 404         /* convention:  dynamically assigned bus IDs count down from the max */
 405         if (master->bus_num < 0) {
 406                 master->bus_num = atomic_dec_return(&dyn_bus_id);
 407                 dynamic = 1;
 408         }
 409
 410         /* register the device, then userspace will see it.
 411          * registration fails if the bus ID is in use.
 412          */
 413         snprintf(master->cdev.class_id, sizeof master->cdev.class_id,
 414                 "spi%u", master->bus_num);
 415         status = class_device_add(&master->cdev);
 416         if (status < 0)
 417                 goto done;
 418         dev_dbg(dev, "registered master %s%s\n", master->cdev.class_id,
 419                         dynamic ? " (dynamic)" : "");
 420
 421         /* populate children from any spi device tables */
 422         scan_boardinfo(master);
 423         status = 0;
 424 done:
 425         return status;
 426 }
 427 EXPORT_SYMBOL_GPL(spi_register_master);
 428
 429
 430 static int __unregister(struct device *dev, void *unused)
 431 {
 432         /* note: before about 2.6.14-rc1 this would corrupt memory: */
 433         spi_unregister_device(to_spi_device(dev));
 434         return 0;
 435 }
 436
 437 /**
 438  * spi_unregister_master - unregister SPI master controller
 439  * @master: the master being unregistered
 440  *
 441  * This call is used only by SPI master controller drivers, which are the
 442  * only ones directly touching chip registers.
 443  *
 444  * This must be called from context that can sleep.
 445  */
 446 void spi_unregister_master(struct spi_master *master)
 447 {
 448         int dummy;
 449
 450         dummy = device_for_each_child(master->cdev.dev, NULL, __unregister);
 451         class_device_unregister(&master->cdev);
 452 }
 453 EXPORT_SYMBOL_GPL(spi_unregister_master);
 454
 455 /**
 456  * spi_busnum_to_master - look up master associated with bus_num
 457  * @bus_num: the master's bus number
 458  *
 459  * This call may be used with devices that are registered after
 460  * arch init time.  It returns a refcounted pointer to the relevant
 461  * spi_master (which the caller must release), or NULL if there is
 462  * no such master registered.
 463  */
 464 struct spi_master *spi_busnum_to_master(u16 bus_num)
 465 {
 466         struct class_device     *cdev;
 467         struct spi_master       *master = NULL;
 468         struct spi_master       *m;
 469
 470         down(&spi_master_class.sem);
 471         list_for_each_entry(cdev, &spi_master_class.children, node) {
 472                 m = container_of(cdev, struct spi_master, cdev);
 473                 if (m->bus_num == bus_num) {
 474                         master = spi_master_get(m);
 475                         break;
 476                 }
 477         }
 478         up(&spi_master_class.sem);
 479         return master;
 480 }
 481 EXPORT_SYMBOL_GPL(spi_busnum_to_master);
 482
 483
 484 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 485
 486 static void spi_complete(void *arg)
 487 {
 488         complete(arg);
 489 }
 490
 491 /**
 492  * spi_sync - blocking/synchronous SPI data transfers
 493  * @spi: device with which data will be exchanged
 494  * @message: describes the data transfers
 495  *
 496  * This call may only be used from a context that may sleep.  The sleep
 497  * is non-interruptible, and has no timeout.  Low-overhead controller
 498  * drivers may DMA directly into and out of the message buffers.
 499  *
 500  * Note that the SPI device's chip select is active during the message,
 501  * and then is normally disabled between messages.  Drivers for some
 502  * frequently-used devices may want to minimize costs of selecting a chip,
 503  * by leaving it selected in anticipation that the next message will go
 504  * to the same chip.  (That may increase power usage.)
 505  *
 506  * Also, the caller is guaranteeing that the memory associated with the
 507  * message will not be freed before this call returns.
 508  *
 509  * The return value is a negative error code if the message could not be
 510  * submitted, else zero.  When the value is zero, then message->status is
 511  * also defined:  it's the completion code for the transfer, either zero
 512  * or a negative error code from the controller driver.
 513  */
 514 int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)
 515 {
 516         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(done);
 517         int status;
 518
 519         message->complete = spi_complete;
 520         message->context = &done;
 521         status = spi_async(spi, message);
 522         if (status == 0)
 523                 wait_for_completion(&done);
 524         message->context = NULL;
 525         return status;
 526 }
 527 EXPORT_SYMBOL_GPL(spi_sync);
 528
 529 /* portable code must never pass more than 32 bytes */
 530 #define SPI_BUFSIZ      max(32,SMP_CACHE_BYTES)
 531
 532 static u8       *buf;
 533
 534 /**
 535  * spi_write_then_read - SPI synchronous write followed by read
 536  * @spi: device with which data will be exchanged
 537  * @txbuf: data to be written (need not be dma-safe)
 538  * @n_tx: size of txbuf, in bytes
 539  * @rxbuf: buffer into which data will be read
 540  * @n_rx: size of rxbuf, in bytes (need not be dma-safe)
 541  *
 542  * This performs a half duplex MicroWire style transaction with the
 543  * device, sending txbuf and then reading rxbuf.  The return value
 544  * is zero for success, else a negative errno status code.
 545  * This call may only be used from a context that may sleep.
 546  *
 547  * Parameters to this routine are always copied using a small buffer;
 548  * performance-sensitive or bulk transfer code should instead use
 549  * spi_{async,sync}() calls with dma-safe buffers.
 550  */
 551 int spi_write_then_read(struct spi_device *spi,
 552                 const u8 *txbuf, unsigned n_tx,
 553                 u8 *rxbuf, unsigned n_rx)
 554 {
 555         static DECLARE_MUTEX(lock);
 556
 557         int                     status;
 558         struct spi_message      message;
 559         struct spi_transfer     x[2];
 560         u8                      *local_buf;
 561
 562         /* Use preallocated DMA-safe buffer.  We can't avoid copying here,
 563          * (as a pure convenience thing), but we can keep heap costs
 564          * out of the hot path ...
 565          */
 566         if ((n_tx + n_rx) > SPI_BUFSIZ)
 567                 return -EINVAL;
 568
 569         spi_message_init(&message);
 570         memset(x, 0, sizeof x);
 571         if (n_tx) {
 572                 x[0].len = n_tx;
 573                 spi_message_add_tail(&x[0], &message);
 574         }
 575         if (n_rx) {
 576                 x[1].len = n_rx;
 577                 spi_message_add_tail(&x[1], &message);
 578         }
 579
 580         /* ... unless someone else is using the pre-allocated buffer */
 581         if (down_trylock(&lock)) {
 582                 local_buf = kmalloc(SPI_BUFSIZ, GFP_KERNEL);
 583                 if (!local_buf)
 584                         return -ENOMEM;
 585         } else
 586                 local_buf = buf;
 587
 588         memcpy(local_buf, txbuf, n_tx);
 589         x[0].tx_buf = local_buf;
 590         x[1].rx_buf = local_buf + n_tx;
 591
 592         /* do the i/o */
 593         status = spi_sync(spi, &message);
 594         if (status == 0) {
 595                 memcpy(rxbuf, x[1].rx_buf, n_rx);
 596                 status = message.status;
 597         }
 598
 599         if (x[0].tx_buf == buf)
 600                 up(&lock);
 601         else
 602                 kfree(local_buf);
 603
 604         return status;
 605 }
 606 EXPORT_SYMBOL_GPL(spi_write_then_read);
 607
 608 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 609
 610 static int __init spi_init(void)
 611 {
 612         int     status;
 613
 614         buf = kmalloc(SPI_BUFSIZ, GFP_KERNEL);
 615         if (!buf) {
 616                 status = -ENOMEM;
 617                 goto err0;
 618         }
 619
 620         status = bus_register(&spi_bus_type);
 621         if (status < 0)
 622                 goto err1;
 623
 624         status = class_register(&spi_master_class);
 625         if (status < 0)
 626                 goto err2;
 627         return 0;
 628
 629 err2:
 630         bus_unregister(&spi_bus_type);
 631 err1:
 632         kfree(buf);
 633         buf = NULL;
 634 err0:
 635         return status;
 636 }
 637
 638 /* board_info is normally registered in arch_initcall(),
 639  * but even essential drivers wait till later
 640  *
 641  * REVISIT only boardinfo really needs static linking. the rest (device and
 642  * driver registration) _could_ be dynamically linked (modular) ... costs
 643  * include needing to have boardinfo data structures be much more public.
 644  */
 645 subsys_initcall(spi_init);
 646