drivers/mmc/core/host.c

   1 /*
   2  *  linux/drivers/mmc/core/host.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2003 Russell King, All Rights Reserved.
   5  *  Copyright (C) 2007-2008 Pierre Ossman
   6  *  Copyright (C) 2010 Linus Walleij
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  10  * published by the Free Software Foundation.
  11  *
  12  *  MMC host class device management
  13  */
  14
  15 #include <linux/device.h>
  16 #include <linux/err.h>
  17 #include <linux/idr.h>
  18 #include <linux/of.h>
  19 #include <linux/of_gpio.h>
  20 #include <linux/pagemap.h>
  21 #include <linux/export.h>
  22 #include <linux/leds.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24 #include <linux/suspend.h>
  25
  26 #include <linux/mmc/host.h>
  27 #include <linux/mmc/card.h>
  28 #include <linux/mmc/slot-gpio.h>
  29
  30 #include "core.h"
  31 #include "host.h"
  32
  33 #define cls_dev_to_mmc_host(d)  container_of(d, struct mmc_host, class_dev)
  34
  35 static void mmc_host_classdev_release(struct device *dev)
  36 {
  37         struct mmc_host *host = cls_dev_to_mmc_host(dev);
  38         mutex_destroy(&host->slot.lock);
  39         kfree(host);
  40 }
  41
  42 static struct class mmc_host_class = {
  43         .name           = "mmc_host",
  44         .dev_release    = mmc_host_classdev_release,
  45 };
  46
  47 int mmc_register_host_class(void)
  48 {
  49         return class_register(&mmc_host_class);
  50 }
  51
  52 void mmc_unregister_host_class(void)
  53 {
  54         class_unregister(&mmc_host_class);
  55 }
  56
  57 static DEFINE_IDR(mmc_host_idr);
  58 static DEFINE_SPINLOCK(mmc_host_lock);
  59
  60 #ifdef CONFIG_MMC_CLKGATE
  61 static ssize_t clkgate_delay_show(struct device *dev,
  62                 struct device_attribute *attr, char *buf)
  63 {
  64         struct mmc_host *host = cls_dev_to_mmc_host(dev);
  65         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%lu\n", host->clkgate_delay);
  66 }
  67
  68 static ssize_t clkgate_delay_store(struct device *dev,
  69                 struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count)
  70 {
  71         struct mmc_host *host = cls_dev_to_mmc_host(dev);
  72         unsigned long flags, value;
  73
  74         if (kstrtoul(buf, 0, &value))
  75                 return -EINVAL;
  76
  77         spin_lock_irqsave(&host->clk_lock, flags);
  78         host->clkgate_delay = value;
  79         spin_unlock_irqrestore(&host->clk_lock, flags);
  80         return count;
  81 }
  82
  83 /*
  84  * Enabling clock gating will make the core call out to the host
  85  * once up and once down when it performs a request or card operation
  86  * intermingled in any fashion. The driver will see this through
  87  * set_ios() operations with ios.clock field set to 0 to gate (disable)
  88  * the block clock, and to the old frequency to enable it again.
  89  */
  90 static void mmc_host_clk_gate_delayed(struct mmc_host *host)
  91 {
  92         unsigned long tick_ns;
  93         unsigned long freq = host->ios.clock;
  94         unsigned long flags;
  95
  96         if (!freq) {
  97                 pr_debug("%s: frequency set to 0 in disable function, "
  98                          "this means the clock is already disabled.\n",
  99                          mmc_hostname(host));
 100                 return;
 101         }
 102         /*
 103          * New requests may have appeared while we were scheduling,
 104          * then there is no reason to delay the check before
 105          * clk_disable().
 106          */
 107         spin_lock_irqsave(&host->clk_lock, flags);
 108
 109         /*
 110          * Delay n bus cycles (at least 8 from MMC spec) before attempting
 111          * to disable the MCI block clock. The reference count may have
 112          * gone up again after this delay due to rescheduling!
 113          */
 114         if (!host->clk_requests) {
 115                 spin_unlock_irqrestore(&host->clk_lock, flags);
 116                 tick_ns = DIV_ROUND_UP(1000000000, freq);
 117                 ndelay(host->clk_delay * tick_ns);
 118         } else {
 119                 /* New users appeared while waiting for this work */
 120                 spin_unlock_irqrestore(&host->clk_lock, flags);
 121                 return;
 122         }
 123         mutex_lock(&host->clk_gate_mutex);
 124         spin_lock_irqsave(&host->clk_lock, flags);
 125         if (!host->clk_requests) {
 126                 spin_unlock_irqrestore(&host->clk_lock, flags);
 127                 /* This will set host->ios.clock to 0 */
 128                 mmc_gate_clock(host);
 129                 spin_lock_irqsave(&host->clk_lock, flags);
 130                 pr_debug("%s: gated MCI clock\n", mmc_hostname(host));
 131         }
 132         spin_unlock_irqrestore(&host->clk_lock, flags);
 133         mutex_unlock(&host->clk_gate_mutex);
 134 }
 135
 136 /*
 137  * Internal work. Work to disable the clock at some later point.
 138  */
 139 static void mmc_host_clk_gate_work(struct work_struct *work)
 140 {
 141         struct mmc_host *host = container_of(work, struct mmc_host,
 142                                               clk_gate_work.work);
 143
 144         mmc_host_clk_gate_delayed(host);
 145 }
 146
 147 /**
 148  *      mmc_host_clk_hold - ungate hardware MCI clocks
 149  *      @host: host to ungate.
 150  *
 151  *      Makes sure the host ios.clock is restored to a non-zero value
 152  *      past this call. Increase clock reference count and ungate clock
 153  *      if we're the first user.
 154  */
 155 void mmc_host_clk_hold(struct mmc_host *host)
 156 {
 157         unsigned long flags;
 158
 159         /* cancel any clock gating work scheduled by mmc_host_clk_release() */
 160         cancel_delayed_work_sync(&host->clk_gate_work);
 161         mutex_lock(&host->clk_gate_mutex);
 162         spin_lock_irqsave(&host->clk_lock, flags);
 163         if (host->clk_gated) {
 164                 spin_unlock_irqrestore(&host->clk_lock, flags);
 165                 mmc_ungate_clock(host);
 166                 spin_lock_irqsave(&host->clk_lock, flags);
 167                 pr_debug("%s: ungated MCI clock\n", mmc_hostname(host));
 168         }
 169         host->clk_requests++;
 170         spin_unlock_irqrestore(&host->clk_lock, flags);
 171         mutex_unlock(&host->clk_gate_mutex);
 172 }
 173
 174 /**
 175  *      mmc_host_may_gate_card - check if this card may be gated
 176  *      @card: card to check.
 177  */
 178 static bool mmc_host_may_gate_card(struct mmc_card *card)
 179 {
 180         /* If there is no card we may gate it */
 181         if (!card)
 182                 return true;
 183         /*
 184          * Don't gate SDIO cards! These need to be clocked at all times
 185          * since they may be independent systems generating interrupts
 186          * and other events. The clock requests counter from the core will
 187          * go down to zero since the core does not need it, but we will not
 188          * gate the clock, because there is somebody out there that may still
 189          * be using it.
 190          */
 191         return !(card->quirks & MMC_QUIRK_BROKEN_CLK_GATING);
 192 }
 193
 194 /**
 195  *      mmc_host_clk_release - gate off hardware MCI clocks
 196  *      @host: host to gate.
 197  *
 198  *      Calls the host driver with ios.clock set to zero as often as possible
 199  *      in order to gate off hardware MCI clocks. Decrease clock reference
 200  *      count and schedule disabling of clock.
 201  */
 202 void mmc_host_clk_release(struct mmc_host *host)
 203 {
 204         unsigned long flags;
 205
 206         spin_lock_irqsave(&host->clk_lock, flags);
 207         host->clk_requests--;
 208         if (mmc_host_may_gate_card(host->card) &&
 209             !host->clk_requests)
 210                 schedule_delayed_work(&host->clk_gate_work,
 211                                       msecs_to_jiffies(host->clkgate_delay));
 212         spin_unlock_irqrestore(&host->clk_lock, flags);
 213 }
 214
 215 /**
 216  *      mmc_host_clk_rate - get current clock frequency setting
 217  *      @host: host to get the clock frequency for.
 218  *
 219  *      Returns current clock frequency regardless of gating.
 220  */
 221 unsigned int mmc_host_clk_rate(struct mmc_host *host)
 222 {
 223         unsigned long freq;
 224         unsigned long flags;
 225
 226         spin_lock_irqsave(&host->clk_lock, flags);
 227         if (host->clk_gated)
 228                 freq = host->clk_old;
 229         else
 230                 freq = host->ios.clock;
 231         spin_unlock_irqrestore(&host->clk_lock, flags);
 232         return freq;
 233 }
 234
 235 /**
 236  *      mmc_host_clk_init - set up clock gating code
 237  *      @host: host with potential clock to control
 238  */
 239 static inline void mmc_host_clk_init(struct mmc_host *host)
 240 {
 241         host->clk_requests = 0;
 242         /* Hold MCI clock for 8 cycles by default */
 243         host->clk_delay = 8;
 244         /*
 245          * Default clock gating delay is 0ms to avoid wasting power.
 246          * This value can be tuned by writing into sysfs entry.
 247          */
 248         host->clkgate_delay = 0;
 249         host->clk_gated = false;
 250         INIT_DELAYED_WORK(&host->clk_gate_work, mmc_host_clk_gate_work);
 251         spin_lock_init(&host->clk_lock);
 252         mutex_init(&host->clk_gate_mutex);
 253 }
 254
 255 /**
 256  *      mmc_host_clk_exit - shut down clock gating code
 257  *      @host: host with potential clock to control
 258  */
 259 static inline void mmc_host_clk_exit(struct mmc_host *host)
 260 {
 261         /*
 262          * Wait for any outstanding gate and then make sure we're
 263          * ungated before exiting.
 264          */
 265         if (cancel_delayed_work_sync(&host->clk_gate_work))
 266                 mmc_host_clk_gate_delayed(host);
 267         if (host->clk_gated)
 268                 mmc_host_clk_hold(host);
 269         /* There should be only one user now */
 270         WARN_ON(host->clk_requests > 1);
 271 }
 272
 273 static inline void mmc_host_clk_sysfs_init(struct mmc_host *host)
 274 {
 275         host->clkgate_delay_attr.show = clkgate_delay_show;
 276         host->clkgate_delay_attr.store = clkgate_delay_store;
 277         sysfs_attr_init(&host->clkgate_delay_attr.attr);
 278         host->clkgate_delay_attr.attr.name = "clkgate_delay";
 279         host->clkgate_delay_attr.attr.mode = S_IRUGO | S_IWUSR;
 280         if (device_create_file(&host->class_dev, &host->clkgate_delay_attr))
 281                 pr_err("%s: Failed to create clkgate_delay sysfs entry\n",
 282                                 mmc_hostname(host));
 283 }
 284 #else
 285
 286 static inline void mmc_host_clk_init(struct mmc_host *host)
 287 {
 288 }
 289
 290 static inline void mmc_host_clk_exit(struct mmc_host *host)
 291 {
 292 }
 293
 294 static inline void mmc_host_clk_sysfs_init(struct mmc_host *host)
 295 {
 296 }
 297
 298 #endif
 299
 300 /**
 301  *      mmc_of_parse() - parse host's device-tree node
 302  *      @host: host whose node should be parsed.
 303  *
 304  * To keep the rest of the MMC subsystem unaware of whether DT has been
 305  * used to to instantiate and configure this host instance or not, we
 306  * parse the properties and set respective generic mmc-host flags and
 307  * parameters.
 308  */
 309 int mmc_of_parse(struct mmc_host *host)
 310 {
 311         struct device_node *np;
 312         u32 bus_width;
 313         int len, ret;
 314         bool cap_invert, gpio_invert;
 315
 316         if (!host->parent || !host->parent->of_node)
 317                 return 0;
 318
 319         np = host->parent->of_node;
 320
 321         /* "bus-width" is translated to MMC_CAP_*_BIT_DATA flags */
 322         if (of_property_read_u32(np, "bus-width", &bus_width) < 0) {
 323                 dev_dbg(host->parent,
 324                         "\"bus-width\" property is missing, assuming 1 bit.\n");
 325                 bus_width = 1;
 326         }
 327
 328         switch (bus_width) {
 329         case 8:
 330                 host->caps |= MMC_CAP_8_BIT_DATA;
 331                 /* Hosts capable of 8-bit transfers can also do 4 bits */
 332         case 4:
 333                 host->caps |= MMC_CAP_4_BIT_DATA;
 334                 break;
 335         case 1:
 336                 break;
 337         default:
 338                 dev_err(host->parent,
 339                         "Invalid \"bus-width\" value %u!\n", bus_width);
 340                 return -EINVAL;
 341         }
 342
 343         /* f_max is obtained from the optional "max-frequency" property */
 344         of_property_read_u32(np, "max-frequency", &host->f_max);
 345
 346         /*
 347          * Configure CD and WP pins. They are both by default active low to
 348          * match the SDHCI spec. If GPIOs are provided for CD and / or WP, the
 349          * mmc-gpio helpers are used to attach, configure and use them. If
 350          * polarity inversion is specified in DT, one of MMC_CAP2_CD_ACTIVE_HIGH
 351          * and MMC_CAP2_RO_ACTIVE_HIGH capability-2 flags is set. If the
 352          * "broken-cd" property is provided, the MMC_CAP_NEEDS_POLL capability
 353          * is set. If the "non-removable" property is found, the
 354          * MMC_CAP_NONREMOVABLE capability is set and no card-detection
 355          * configuration is performed.
 356          */
 357
 358         /* Parse Card Detection */
 359         if (of_find_property(np, "non-removable", &len)) {
 360                 host->caps |= MMC_CAP_NONREMOVABLE;
 361         } else {
 362                 if (of_property_read_bool(np, "cd-inverted"))
 363                         cap_invert = true;
 364                 else
 365                         cap_invert = false;
 366
 367                 if (of_find_property(np, "broken-cd", &len))
 368                         host->caps |= MMC_CAP_NEEDS_POLL;
 369
 370                 ret = mmc_gpiod_request_cd(host, "cd", 0, true,
 371                                            0, &gpio_invert);
 372                 if (ret) {
 373                         if (ret == -EPROBE_DEFER)
 374                                 return ret;
 375                         if (ret != -ENOENT) {
 376                                 dev_err(host->parent,
 377                                         "Failed to request CD GPIO: %d\n",
 378                                         ret);
 379                         }
 380                 } else
 381                         dev_info(host->parent, "Got CD GPIO\n");
 382
 383                 /*
 384                  * There are two ways to flag that the CD line is inverted:
 385                  * through the cd-inverted flag and by the GPIO line itself
 386                  * being inverted from the GPIO subsystem. This is a leftover
 387                  * from the times when the GPIO subsystem did not make it
 388                  * possible to flag a line as inverted.
 389                  *
 390                  * If the capability on the host AND the GPIO line are
 391                  * both inverted, the end result is that the CD line is
 392                  * not inverted.
 393                  */
 394                 if (cap_invert ^ gpio_invert)
 395                         host->caps2 |= MMC_CAP2_CD_ACTIVE_HIGH;
 396         }
 397
 398         /* Parse Write Protection */
 399         if (of_property_read_bool(np, "wp-inverted"))
 400                 cap_invert = true;
 401         else
 402                 cap_invert = false;
 403
 404         ret = mmc_gpiod_request_ro(host, "wp", 0, false, 0, &gpio_invert);
 405         if (ret) {
 406                 if (ret == -EPROBE_DEFER)
 407                         goto out;
 408                 if (ret != -ENOENT) {
 409                         dev_err(host->parent,
 410                                 "Failed to request WP GPIO: %d\n",
 411                                 ret);
 412                 }
 413         } else
 414                 dev_info(host->parent, "Got WP GPIO\n");
 415
 416         /* See the comment on CD inversion above */
 417         if (cap_invert ^ gpio_invert)
 418                 host->caps2 |= MMC_CAP2_RO_ACTIVE_HIGH;
 419
 420         if (of_find_property(np, "cap-sd-highspeed", &len))
 421                 host->caps |= MMC_CAP_SD_HIGHSPEED;
 422         if (of_find_property(np, "cap-mmc-highspeed", &len))
 423                 host->caps |= MMC_CAP_MMC_HIGHSPEED;
 424         if (of_find_property(np, "sd-uhs-sdr12", &len))
 425                 host->caps |= MMC_CAP_UHS_SDR12;
 426         if (of_find_property(np, "sd-uhs-sdr25", &len))
 427                 host->caps |= MMC_CAP_UHS_SDR25;
 428         if (of_find_property(np, "sd-uhs-sdr50", &len))
 429                 host->caps |= MMC_CAP_UHS_SDR50;
 430         if (of_find_property(np, "sd-uhs-sdr104", &len))
 431                 host->caps |= MMC_CAP_UHS_SDR104;
 432         if (of_find_property(np, "sd-uhs-ddr50", &len))
 433                 host->caps |= MMC_CAP_UHS_DDR50;
 434         if (of_find_property(np, "cap-power-off-card", &len))
 435                 host->caps |= MMC_CAP_POWER_OFF_CARD;
 436         if (of_find_property(np, "cap-sdio-irq", &len))
 437                 host->caps |= MMC_CAP_SDIO_IRQ;
 438         if (of_find_property(np, "full-pwr-cycle", &len))
 439                 host->caps2 |= MMC_CAP2_FULL_PWR_CYCLE;
 440         if (of_find_property(np, "keep-power-in-suspend", &len))
 441                 host->pm_caps |= MMC_PM_KEEP_POWER;
 442         if (of_find_property(np, "enable-sdio-wakeup", &len))
 443                 host->pm_caps |= MMC_PM_WAKE_SDIO_IRQ;
 444         if (of_find_property(np, "mmc-ddr-1_8v", &len))
 445                 host->caps |= MMC_CAP_1_8V_DDR;
 446         if (of_find_property(np, "mmc-ddr-1_2v", &len))
 447                 host->caps |= MMC_CAP_1_2V_DDR;
 448         if (of_find_property(np, "mmc-hs200-1_8v", &len))
 449                 host->caps2 |= MMC_CAP2_HS200_1_8V_SDR;
 450         if (of_find_property(np, "mmc-hs200-1_2v", &len))
 451                 host->caps2 |= MMC_CAP2_HS200_1_2V_SDR;
 452         if (of_find_property(np, "mmc-hs400-1_8v", &len))
 453                 host->caps2 |= MMC_CAP2_HS400_1_8V | MMC_CAP2_HS200_1_8V_SDR;
 454         if (of_find_property(np, "mmc-hs400-1_2v", &len))
 455                 host->caps2 |= MMC_CAP2_HS400_1_2V | MMC_CAP2_HS200_1_2V_SDR;
 456
 457         host->dsr_req = !of_property_read_u32(np, "dsr", &host->dsr);
 458         if (host->dsr_req && (host->dsr & ~0xffff)) {
 459                 dev_err(host->parent,
 460                         "device tree specified broken value for DSR: 0x%x, ignoring\n",
 461                         host->dsr);
 462                 host->dsr_req = 0;
 463         }
 464
 465         return 0;
 466
 467 out:
 468         mmc_gpio_free_cd(host);
 469         return ret;
 470 }
 471
 472 EXPORT_SYMBOL(mmc_of_parse);
 473
 474 /**
 475  *      mmc_alloc_host - initialise the per-host structure.
 476  *      @extra: sizeof private data structure
 477  *      @dev: pointer to host device model structure
 478  *
 479  *      Initialise the per-host structure.
 480  */
 481 struct mmc_host *mmc_alloc_host(int extra, struct device *dev)
 482 {
 483         int err;
 484         struct mmc_host *host;
 485
 486         host = kzalloc(sizeof(struct mmc_host) + extra, GFP_KERNEL);
 487         if (!host)
 488                 return NULL;
 489
 490         /* scanning will be enabled when we're ready */
 491         host->rescan_disable = 1;
 492         idr_preload(GFP_KERNEL);
 493         spin_lock(&mmc_host_lock);
 494         err = idr_alloc(&mmc_host_idr, host, 0, 0, GFP_NOWAIT);
 495         if (err >= 0)
 496                 host->index = err;
 497         spin_unlock(&mmc_host_lock);
 498         idr_preload_end();
 499         if (err < 0)
 500                 goto free;
 501
 502         dev_set_name(&host->class_dev, "mmc%d", host->index);
 503
 504         host->parent = dev;
 505         host->class_dev.parent = dev;
 506         host->class_dev.class = &mmc_host_class;
 507         device_initialize(&host->class_dev);
 508
 509         mmc_host_clk_init(host);
 510
 511         mutex_init(&host->slot.lock);
 512         host->slot.cd_irq = -EINVAL;
 513
 514         spin_lock_init(&host->lock);
 515         init_waitqueue_head(&host->wq);
 516         INIT_DELAYED_WORK(&host->detect, mmc_rescan);
 517 #ifdef CONFIG_PM
 518         host->pm_notify.notifier_call = mmc_pm_notify;
 519 #endif
 520
 521         /*
 522          * By default, hosts do not support SGIO or large requests.
 523          * They have to set these according to their abilities.
 524          */
 525         host->max_segs = 1;
 526         host->max_seg_size = PAGE_CACHE_SIZE;
 527
 528         host->max_req_size = PAGE_CACHE_SIZE;
 529         host->max_blk_size = 512;
 530         host->max_blk_count = PAGE_CACHE_SIZE / 512;
 531
 532         return host;
 533
 534 free:
 535         kfree(host);
 536         return NULL;
 537 }
 538
 539 EXPORT_SYMBOL(mmc_alloc_host);
 540
 541 /**
 542  *      mmc_add_host - initialise host hardware
 543  *      @host: mmc host
 544  *
 545  *      Register the host with the driver model. The host must be
 546  *      prepared to start servicing requests before this function
 547  *      completes.
 548  */
 549 int mmc_add_host(struct mmc_host *host)
 550 {
 551         int err;
 552
 553         WARN_ON((host->caps & MMC_CAP_SDIO_IRQ) &&
 554                 !host->ops->enable_sdio_irq);
 555
 556         err = device_add(&host->class_dev);
 557         if (err)
 558                 return err;
 559
 560         led_trigger_register_simple(dev_name(&host->class_dev), &host->led);
 561
 562 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 563         mmc_add_host_debugfs(host);
 564 #endif
 565         mmc_host_clk_sysfs_init(host);
 566
 567         mmc_start_host(host);
 568         register_pm_notifier(&host->pm_notify);
 569
 570         return 0;
 571 }
 572
 573 EXPORT_SYMBOL(mmc_add_host);
 574
 575 /**
 576  *      mmc_remove_host - remove host hardware
 577  *      @host: mmc host
 578  *
 579  *      Unregister and remove all cards associated with this host,
 580  *      and power down the MMC bus. No new requests will be issued
 581  *      after this function has returned.
 582  */
 583 void mmc_remove_host(struct mmc_host *host)
 584 {
 585         unregister_pm_notifier(&host->pm_notify);
 586         mmc_stop_host(host);
 587
 588 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
 589         mmc_remove_host_debugfs(host);
 590 #endif
 591
 592         device_del(&host->class_dev);
 593
 594         led_trigger_unregister_simple(host->led);
 595
 596         mmc_host_clk_exit(host);
 597 }
 598
 599 EXPORT_SYMBOL(mmc_remove_host);
 600
 601 /**
 602  *      mmc_free_host - free the host structure
 603  *      @host: mmc host
 604  *
 605  *      Free the host once all references to it have been dropped.
 606  */
 607 void mmc_free_host(struct mmc_host *host)
 608 {
 609         spin_lock(&mmc_host_lock);
 610         idr_remove(&mmc_host_idr, host->index);
 611         spin_unlock(&mmc_host_lock);
 612
 613         put_device(&host->class_dev);
 614 }
 615
 616 EXPORT_SYMBOL(mmc_free_host);