drivers/mmc/core/sd.c

   1 /*
   2  *  linux/drivers/mmc/core/sd.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2003-2004 Russell King, All Rights Reserved.
   5  *  SD support Copyright (C) 2004 Ian Molton, All Rights Reserved.
   6  *  Copyright (C) 2005-2007 Pierre Ossman, All Rights Reserved.
   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
  13 #include <linux/err.h>
  14 #include <linux/sizes.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/stat.h>
  17 #include <linux/pm_runtime.h>
  18
  19 #include <linux/mmc/host.h>
  20 #include <linux/mmc/card.h>
  21 #include <linux/mmc/mmc.h>
  22 #include <linux/mmc/sd.h>
  23
  24 #include "core.h"
  25 #include "card.h"
  26 #include "host.h"
  27 #include "bus.h"
  28 #include "mmc_ops.h"
  29 #include "sd.h"
  30 #include "sd_ops.h"
  31
  32 static const unsigned int tran_exp[] = {
  33         10000,          100000,         1000000,        10000000,
  34         0,              0,              0,              0
  35 };
  36
  37 static const unsigned char tran_mant[] = {
  38         0,      10,     12,     13,     15,     20,     25,     30,
  39         35,     40,     45,     50,     55,     60,     70,     80,
  40 };
  41
  42 static const unsigned int taac_exp[] = {
  43         1,      10,     100,    1000,   10000,  100000, 1000000, 10000000,
  44 };
  45
  46 static const unsigned int taac_mant[] = {
  47         0,      10,     12,     13,     15,     20,     25,     30,
  48         35,     40,     45,     50,     55,     60,     70,     80,
  49 };
  50
  51 static const unsigned int sd_au_size[] = {
  52         0,              SZ_16K / 512,           SZ_32K / 512,   SZ_64K / 512,
  53         SZ_128K / 512,  SZ_256K / 512,          SZ_512K / 512,  SZ_1M / 512,
  54         SZ_2M / 512,    SZ_4M / 512,            SZ_8M / 512,    (SZ_8M + SZ_4M) / 512,
  55         SZ_16M / 512,   (SZ_16M + SZ_8M) / 512, SZ_32M / 512,   SZ_64M / 512,
  56 };
  57
  58 #define UNSTUFF_BITS(resp,start,size)                                   \
  59         ({                                                              \
  60                 const int __size = size;                                \
  61                 const u32 __mask = (__size < 32 ? 1 << __size : 0) - 1; \
  62                 const int __off = 3 - ((start) / 32);                   \
  63                 const int __shft = (start) & 31;                        \
  64                 u32 __res;                                              \
  65                                                                         \
  66                 __res = resp[__off] >> __shft;                          \
  67                 if (__size + __shft > 32)                               \
  68                         __res |= resp[__off-1] << ((32 - __shft) % 32); \
  69                 __res & __mask;                                         \
  70         })
  71
  72 /*
  73  * Given the decoded CSD structure, decode the raw CID to our CID structure.
  74  */
  75 void mmc_decode_cid(struct mmc_card *card)
  76 {
  77         u32 *resp = card->raw_cid;
  78
  79         /*
  80          * SD doesn't currently have a version field so we will
  81          * have to assume we can parse this.
  82          */
  83         card->cid.manfid                = UNSTUFF_BITS(resp, 120, 8);
  84         card->cid.oemid                 = UNSTUFF_BITS(resp, 104, 16);
  85         card->cid.prod_name[0]          = UNSTUFF_BITS(resp, 96, 8);
  86         card->cid.prod_name[1]          = UNSTUFF_BITS(resp, 88, 8);
  87         card->cid.prod_name[2]          = UNSTUFF_BITS(resp, 80, 8);
  88         card->cid.prod_name[3]          = UNSTUFF_BITS(resp, 72, 8);
  89         card->cid.prod_name[4]          = UNSTUFF_BITS(resp, 64, 8);
  90         card->cid.hwrev                 = UNSTUFF_BITS(resp, 60, 4);
  91         card->cid.fwrev                 = UNSTUFF_BITS(resp, 56, 4);
  92         card->cid.serial                = UNSTUFF_BITS(resp, 24, 32);
  93         card->cid.year                  = UNSTUFF_BITS(resp, 12, 8);
  94         card->cid.month                 = UNSTUFF_BITS(resp, 8, 4);
  95
  96         card->cid.year += 2000; /* SD cards year offset */
  97 }
  98
  99 /*
 100  * Given a 128-bit response, decode to our card CSD structure.
 101  */
 102 static int mmc_decode_csd(struct mmc_card *card)
 103 {
 104         struct mmc_csd *csd = &card->csd;
 105         unsigned int e, m, csd_struct;
 106         u32 *resp = card->raw_csd;
 107
 108         csd_struct = UNSTUFF_BITS(resp, 126, 2);
 109
 110         switch (csd_struct) {
 111         case 0:
 112                 m = UNSTUFF_BITS(resp, 115, 4);
 113                 e = UNSTUFF_BITS(resp, 112, 3);
 114                 csd->taac_ns     = (taac_exp[e] * taac_mant[m] + 9) / 10;
 115                 csd->taac_clks   = UNSTUFF_BITS(resp, 104, 8) * 100;
 116
 117                 m = UNSTUFF_BITS(resp, 99, 4);
 118                 e = UNSTUFF_BITS(resp, 96, 3);
 119                 csd->max_dtr      = tran_exp[e] * tran_mant[m];
 120                 csd->cmdclass     = UNSTUFF_BITS(resp, 84, 12);
 121
 122                 e = UNSTUFF_BITS(resp, 47, 3);
 123                 m = UNSTUFF_BITS(resp, 62, 12);
 124                 csd->capacity     = (1 + m) << (e + 2);
 125
 126                 csd->read_blkbits = UNSTUFF_BITS(resp, 80, 4);
 127                 csd->read_partial = UNSTUFF_BITS(resp, 79, 1);
 128                 csd->write_misalign = UNSTUFF_BITS(resp, 78, 1);
 129                 csd->read_misalign = UNSTUFF_BITS(resp, 77, 1);
 130                 csd->dsr_imp = UNSTUFF_BITS(resp, 76, 1);
 131                 csd->r2w_factor = UNSTUFF_BITS(resp, 26, 3);
 132                 csd->write_blkbits = UNSTUFF_BITS(resp, 22, 4);
 133                 csd->write_partial = UNSTUFF_BITS(resp, 21, 1);
 134
 135                 if (UNSTUFF_BITS(resp, 46, 1)) {
 136                         csd->erase_size = 1;
 137                 } else if (csd->write_blkbits >= 9) {
 138                         csd->erase_size = UNSTUFF_BITS(resp, 39, 7) + 1;
 139                         csd->erase_size <<= csd->write_blkbits - 9;
 140                 }
 141                 break;
 142         case 1:
 143                 /*
 144                  * This is a block-addressed SDHC or SDXC card. Most
 145                  * interesting fields are unused and have fixed
 146                  * values. To avoid getting tripped by buggy cards,
 147                  * we assume those fixed values ourselves.
 148                  */
 149                 mmc_card_set_blockaddr(card);
 150
 151                 csd->taac_ns     = 0; /* Unused */
 152                 csd->taac_clks   = 0; /* Unused */
 153
 154                 m = UNSTUFF_BITS(resp, 99, 4);
 155                 e = UNSTUFF_BITS(resp, 96, 3);
 156                 csd->max_dtr      = tran_exp[e] * tran_mant[m];
 157                 csd->cmdclass     = UNSTUFF_BITS(resp, 84, 12);
 158                 csd->c_size       = UNSTUFF_BITS(resp, 48, 22);
 159
 160                 /* SDXC cards have a minimum C_SIZE of 0x00FFFF */
 161                 if (csd->c_size >= 0xFFFF)
 162                         mmc_card_set_ext_capacity(card);
 163
 164                 m = UNSTUFF_BITS(resp, 48, 22);
 165                 csd->capacity     = (1 + m) << 10;
 166
 167                 csd->read_blkbits = 9;
 168                 csd->read_partial = 0;
 169                 csd->write_misalign = 0;
 170                 csd->read_misalign = 0;
 171                 csd->r2w_factor = 4; /* Unused */
 172                 csd->write_blkbits = 9;
 173                 csd->write_partial = 0;
 174                 csd->erase_size = 1;
 175                 break;
 176         default:
 177                 pr_err("%s: unrecognised CSD structure version %d\n",
 178                         mmc_hostname(card->host), csd_struct);
 179                 return -EINVAL;
 180         }
 181
 182         card->erase_size = csd->erase_size;
 183
 184         return 0;
 185 }
 186
 187 /*
 188  * Given a 64-bit response, decode to our card SCR structure.
 189  */
 190 static int mmc_decode_scr(struct mmc_card *card)
 191 {
 192         struct sd_scr *scr = &card->scr;
 193         unsigned int scr_struct;
 194         u32 resp[4];
 195
 196         resp[3] = card->raw_scr[1];
 197         resp[2] = card->raw_scr[0];
 198
 199         scr_struct = UNSTUFF_BITS(resp, 60, 4);
 200         if (scr_struct != 0) {
 201                 pr_err("%s: unrecognised SCR structure version %d\n",
 202                         mmc_hostname(card->host), scr_struct);
 203                 return -EINVAL;
 204         }
 205
 206         scr->sda_vsn = UNSTUFF_BITS(resp, 56, 4);
 207         scr->bus_widths = UNSTUFF_BITS(resp, 48, 4);
 208         if (scr->sda_vsn == SCR_SPEC_VER_2)
 209                 /* Check if Physical Layer Spec v3.0 is supported */
 210                 scr->sda_spec3 = UNSTUFF_BITS(resp, 47, 1);
 211
 212         if (scr->sda_spec3) {
 213                 scr->sda_spec4 = UNSTUFF_BITS(resp, 42, 1);
 214                 scr->sda_specx = UNSTUFF_BITS(resp, 38, 4);
 215         }
 216
 217         if (UNSTUFF_BITS(resp, 55, 1))
 218                 card->erased_byte = 0xFF;
 219         else
 220                 card->erased_byte = 0x0;
 221
 222         if (scr->sda_spec3)
 223                 scr->cmds = UNSTUFF_BITS(resp, 32, 2);
 224         return 0;
 225 }
 226
 227 /*
 228  * Fetch and process SD Status register.
 229  */
 230 static int mmc_read_ssr(struct mmc_card *card)
 231 {
 232         unsigned int au, es, et, eo;
 233         __be32 *raw_ssr;
 234         u32 resp[4] = {};
 235         u8 discard_support;
 236         int i;
 237
 238         if (!(card->csd.cmdclass & CCC_APP_SPEC)) {
 239                 pr_warn("%s: card lacks mandatory SD Status function\n",
 240                         mmc_hostname(card->host));
 241                 return 0;
 242         }
 243
 244         raw_ssr = kmalloc(sizeof(card->raw_ssr), GFP_KERNEL);
 245         if (!raw_ssr)
 246                 return -ENOMEM;
 247
 248         if (mmc_app_sd_status(card, raw_ssr)) {
 249                 pr_warn("%s: problem reading SD Status register\n",
 250                         mmc_hostname(card->host));
 251                 kfree(raw_ssr);
 252                 return 0;
 253         }
 254
 255         for (i = 0; i < 16; i++)
 256                 card->raw_ssr[i] = be32_to_cpu(raw_ssr[i]);
 257
 258         kfree(raw_ssr);
 259
 260         /*
 261          * UNSTUFF_BITS only works with four u32s so we have to offset the
 262          * bitfield positions accordingly.
 263          */
 264         au = UNSTUFF_BITS(card->raw_ssr, 428 - 384, 4);
 265         if (au) {
 266                 if (au <= 9 || card->scr.sda_spec3) {
 267                         card->ssr.au = sd_au_size[au];
 268                         es = UNSTUFF_BITS(card->raw_ssr, 408 - 384, 16);
 269                         et = UNSTUFF_BITS(card->raw_ssr, 402 - 384, 6);
 270                         if (es && et) {
 271                                 eo = UNSTUFF_BITS(card->raw_ssr, 400 - 384, 2);
 272                                 card->ssr.erase_timeout = (et * 1000) / es;
 273                                 card->ssr.erase_offset = eo * 1000;
 274                         }
 275                 } else {
 276                         pr_warn("%s: SD Status: Invalid Allocation Unit size\n",
 277                                 mmc_hostname(card->host));
 278                 }
 279         }
 280
 281         /*
 282          * starting SD5.1 discard is supported if DISCARD_SUPPORT (b313) is set
 283          */
 284         resp[3] = card->raw_ssr[6];
 285         discard_support = UNSTUFF_BITS(resp, 313 - 288, 1);
 286         card->erase_arg = (card->scr.sda_specx && discard_support) ?
 287                             SD_DISCARD_ARG : SD_ERASE_ARG;
 288
 289         return 0;
 290 }
 291
 292 /*
 293  * Fetches and decodes switch information
 294  */
 295 static int mmc_read_switch(struct mmc_card *card)
 296 {
 297         int err;
 298         u8 *status;
 299
 300         if (card->scr.sda_vsn < SCR_SPEC_VER_1)
 301                 return 0;
 302
 303         if (!(card->csd.cmdclass & CCC_SWITCH)) {
 304                 pr_warn("%s: card lacks mandatory switch function, performance might suffer\n",
 305                         mmc_hostname(card->host));
 306                 return 0;
 307         }
 308
 309         status = kmalloc(64, GFP_KERNEL);
 310         if (!status)
 311                 return -ENOMEM;
 312
 313         /*
 314          * Find out the card's support bits with a mode 0 operation.
 315          * The argument does not matter, as the support bits do not
 316          * change with the arguments.
 317          */
 318         err = mmc_sd_switch(card, 0, 0, 0, status);
 319         if (err) {
 320                 /*
 321                  * If the host or the card can't do the switch,
 322                  * fail more gracefully.
 323                  */
 324                 if (err != -EINVAL && err != -ENOSYS && err != -EFAULT)
 325                         goto out;
 326
 327                 pr_warn("%s: problem reading Bus Speed modes\n",
 328                         mmc_hostname(card->host));
 329                 err = 0;
 330
 331                 goto out;
 332         }
 333
 334         if (status[13] & SD_MODE_HIGH_SPEED)
 335                 card->sw_caps.hs_max_dtr = HIGH_SPEED_MAX_DTR;
 336
 337         if (card->scr.sda_spec3) {
 338                 card->sw_caps.sd3_bus_mode = status[13];
 339                 /* Driver Strengths supported by the card */
 340                 card->sw_caps.sd3_drv_type = status[9];
 341                 card->sw_caps.sd3_curr_limit = status[7] | status[6] << 8;
 342         }
 343
 344 out:
 345         kfree(status);
 346
 347         return err;
 348 }
 349
 350 /*
 351  * Test if the card supports high-speed mode and, if so, switch to it.
 352  */
 353 int mmc_sd_switch_hs(struct mmc_card *card)
 354 {
 355         int err;
 356         u8 *status;
 357
 358         if (card->scr.sda_vsn < SCR_SPEC_VER_1)
 359                 return 0;
 360
 361         if (!(card->csd.cmdclass & CCC_SWITCH))
 362                 return 0;
 363
 364         if (!(card->host->caps & MMC_CAP_SD_HIGHSPEED))
 365                 return 0;
 366
 367         if (card->sw_caps.hs_max_dtr == 0)
 368                 return 0;
 369
 370         status = kmalloc(64, GFP_KERNEL);
 371         if (!status)
 372                 return -ENOMEM;
 373
 374         err = mmc_sd_switch(card, 1, 0, 1, status);
 375         if (err)
 376                 goto out;
 377
 378         if ((status[16] & 0xF) != 1) {
 379                 pr_warn("%s: Problem switching card into high-speed mode!\n",
 380                         mmc_hostname(card->host));
 381                 err = 0;
 382         } else {
 383                 err = 1;
 384         }
 385
 386 out:
 387         kfree(status);
 388
 389         return err;
 390 }
 391
 392 static int sd_select_driver_type(struct mmc_card *card, u8 *status)
 393 {
 394         int card_drv_type, drive_strength, drv_type;
 395         int err;
 396
 397         card->drive_strength = 0;
 398
 399         card_drv_type = card->sw_caps.sd3_drv_type | SD_DRIVER_TYPE_B;
 400
 401         drive_strength = mmc_select_drive_strength(card,
 402                                                    card->sw_caps.uhs_max_dtr,
 403                                                    card_drv_type, &drv_type);
 404
 405         if (drive_strength) {
 406                 err = mmc_sd_switch(card, 1, 2, drive_strength, status);
 407                 if (err)
 408                         return err;
 409                 if ((status[15] & 0xF) != drive_strength) {
 410                         pr_warn("%s: Problem setting drive strength!\n",
 411                                 mmc_hostname(card->host));
 412                         return 0;
 413                 }
 414                 card->drive_strength = drive_strength;
 415         }
 416
 417         if (drv_type)
 418                 mmc_set_driver_type(card->host, drv_type);
 419
 420         return 0;
 421 }
 422
 423 static void sd_update_bus_speed_mode(struct mmc_card *card)
 424 {
 425         /*
 426          * If the host doesn't support any of the UHS-I modes, fallback on
 427          * default speed.
 428          */
 429         if (!mmc_host_uhs(card->host)) {
 430                 card->sd_bus_speed = 0;
 431                 return;
 432         }
 433
 434         if ((card->host->caps & MMC_CAP_UHS_SDR104) &&
 435             (card->sw_caps.sd3_bus_mode & SD_MODE_UHS_SDR104)) {
 436                         card->sd_bus_speed = UHS_SDR104_BUS_SPEED;
 437         } else if ((card->host->caps & MMC_CAP_UHS_DDR50) &&
 438                    (card->sw_caps.sd3_bus_mode & SD_MODE_UHS_DDR50)) {
 439                         card->sd_bus_speed = UHS_DDR50_BUS_SPEED;
 440         } else if ((card->host->caps & (MMC_CAP_UHS_SDR104 |
 441                     MMC_CAP_UHS_SDR50)) && (card->sw_caps.sd3_bus_mode &
 442                     SD_MODE_UHS_SDR50)) {
 443                         card->sd_bus_speed = UHS_SDR50_BUS_SPEED;
 444         } else if ((card->host->caps & (MMC_CAP_UHS_SDR104 |
 445                     MMC_CAP_UHS_SDR50 | MMC_CAP_UHS_SDR25)) &&
 446                    (card->sw_caps.sd3_bus_mode & SD_MODE_UHS_SDR25)) {
 447                         card->sd_bus_speed = UHS_SDR25_BUS_SPEED;
 448         } else if ((card->host->caps & (MMC_CAP_UHS_SDR104 |
 449                     MMC_CAP_UHS_SDR50 | MMC_CAP_UHS_SDR25 |
 450                     MMC_CAP_UHS_SDR12)) && (card->sw_caps.sd3_bus_mode &
 451                     SD_MODE_UHS_SDR12)) {
 452                         card->sd_bus_speed = UHS_SDR12_BUS_SPEED;
 453         }
 454 }
 455
 456 static int sd_set_bus_speed_mode(struct mmc_card *card, u8 *status)
 457 {
 458         int err;
 459         unsigned int timing = 0;
 460
 461         switch (card->sd_bus_speed) {
 462         case UHS_SDR104_BUS_SPEED:
 463                 timing = MMC_TIMING_UHS_SDR104;
 464                 card->sw_caps.uhs_max_dtr = UHS_SDR104_MAX_DTR;
 465                 break;
 466         case UHS_DDR50_BUS_SPEED:
 467                 timing = MMC_TIMING_UHS_DDR50;
 468                 card->sw_caps.uhs_max_dtr = UHS_DDR50_MAX_DTR;
 469                 break;
 470         case UHS_SDR50_BUS_SPEED:
 471                 timing = MMC_TIMING_UHS_SDR50;
 472                 card->sw_caps.uhs_max_dtr = UHS_SDR50_MAX_DTR;
 473                 break;
 474         case UHS_SDR25_BUS_SPEED:
 475                 timing = MMC_TIMING_UHS_SDR25;
 476                 card->sw_caps.uhs_max_dtr = UHS_SDR25_MAX_DTR;
 477                 break;
 478         case UHS_SDR12_BUS_SPEED:
 479                 timing = MMC_TIMING_UHS_SDR12;
 480                 card->sw_caps.uhs_max_dtr = UHS_SDR12_MAX_DTR;
 481                 break;
 482         default:
 483                 return 0;
 484         }
 485
 486         err = mmc_sd_switch(card, 1, 0, card->sd_bus_speed, status);
 487         if (err)
 488                 return err;
 489
 490         if ((status[16] & 0xF) != card->sd_bus_speed)
 491                 pr_warn("%s: Problem setting bus speed mode!\n",
 492                         mmc_hostname(card->host));
 493         else {
 494                 mmc_set_timing(card->host, timing);
 495                 mmc_set_clock(card->host, card->sw_caps.uhs_max_dtr);
 496         }
 497
 498         return 0;
 499 }
 500
 501 /* Get host's max current setting at its current voltage */
 502 static u32 sd_get_host_max_current(struct mmc_host *host)
 503 {
 504         u32 voltage, max_current;
 505
 506         voltage = 1 << host->ios.vdd;
 507         switch (voltage) {
 508         case MMC_VDD_165_195:
 509                 max_current = host->max_current_180;
 510                 break;
 511         case MMC_VDD_29_30:
 512         case MMC_VDD_30_31:
 513                 max_current = host->max_current_300;
 514                 break;
 515         case MMC_VDD_32_33:
 516         case MMC_VDD_33_34:
 517                 max_current = host->max_current_330;
 518                 break;
 519         default:
 520                 max_current = 0;
 521         }
 522
 523         return max_current;
 524 }
 525
 526 static int sd_set_current_limit(struct mmc_card *card, u8 *status)
 527 {
 528         int current_limit = SD_SET_CURRENT_NO_CHANGE;
 529         int err;
 530         u32 max_current;
 531
 532         /*
 533          * Current limit switch is only defined for SDR50, SDR104, and DDR50
 534          * bus speed modes. For other bus speed modes, we do not change the
 535          * current limit.
 536          */
 537         if ((card->sd_bus_speed != UHS_SDR50_BUS_SPEED) &&
 538             (card->sd_bus_speed != UHS_SDR104_BUS_SPEED) &&
 539             (card->sd_bus_speed != UHS_DDR50_BUS_SPEED))
 540                 return 0;
 541
 542         /*
 543          * Host has different current capabilities when operating at
 544          * different voltages, so find out its max current first.
 545          */
 546         max_current = sd_get_host_max_current(card->host);
 547
 548         /*
 549          * We only check host's capability here, if we set a limit that is
 550          * higher than the card's maximum current, the card will be using its
 551          * maximum current, e.g. if the card's maximum current is 300ma, and
 552          * when we set current limit to 200ma, the card will draw 200ma, and
 553          * when we set current limit to 400/600/800ma, the card will draw its
 554          * maximum 300ma from the host.
 555          *
 556          * The above is incorrect: if we try to set a current limit that is
 557          * not supported by the card, the card can rightfully error out the
 558          * attempt, and remain at the default current limit.  This results
 559          * in a 300mA card being limited to 200mA even though the host
 560          * supports 800mA. Failures seen with SanDisk 8GB UHS cards with
 561          * an iMX6 host. --rmk
 562          */
 563         if (max_current >= 800 &&
 564             card->sw_caps.sd3_curr_limit & SD_MAX_CURRENT_800)
 565                 current_limit = SD_SET_CURRENT_LIMIT_800;
 566         else if (max_current >= 600 &&
 567                  card->sw_caps.sd3_curr_limit & SD_MAX_CURRENT_600)
 568                 current_limit = SD_SET_CURRENT_LIMIT_600;
 569         else if (max_current >= 400 &&
 570                  card->sw_caps.sd3_curr_limit & SD_MAX_CURRENT_400)
 571                 current_limit = SD_SET_CURRENT_LIMIT_400;
 572         else if (max_current >= 200 &&
 573                  card->sw_caps.sd3_curr_limit & SD_MAX_CURRENT_200)
 574                 current_limit = SD_SET_CURRENT_LIMIT_200;
 575
 576         if (current_limit != SD_SET_CURRENT_NO_CHANGE) {
 577                 err = mmc_sd_switch(card, 1, 3, current_limit, status);
 578                 if (err)
 579                         return err;
 580
 581                 if (((status[15] >> 4) & 0x0F) != current_limit)
 582                         pr_warn("%s: Problem setting current limit!\n",
 583                                 mmc_hostname(card->host));
 584
 585         }
 586
 587         return 0;
 588 }
 589
 590 /*
 591  * UHS-I specific initialization procedure
 592  */
 593 static int mmc_sd_init_uhs_card(struct mmc_card *card)
 594 {
 595         int err;
 596         u8 *status;
 597
 598         if (!(card->csd.cmdclass & CCC_SWITCH))
 599                 return 0;
 600
 601         status = kmalloc(64, GFP_KERNEL);
 602         if (!status)
 603                 return -ENOMEM;
 604
 605         /* Set 4-bit bus width */
 606         err = mmc_app_set_bus_width(card, MMC_BUS_WIDTH_4);
 607         if (err)
 608                 goto out;
 609
 610         mmc_set_bus_width(card->host, MMC_BUS_WIDTH_4);
 611
 612         /*
 613          * Select the bus speed mode depending on host
 614          * and card capability.
 615          */
 616         sd_update_bus_speed_mode(card);
 617
 618         /* Set the driver strength for the card */
 619         err = sd_select_driver_type(card, status);
 620         if (err)
 621                 goto out;
 622
 623         /* Set current limit for the card */
 624         err = sd_set_current_limit(card, status);
 625         if (err)
 626                 goto out;
 627
 628         /* Set bus speed mode of the card */
 629         err = sd_set_bus_speed_mode(card, status);
 630         if (err)
 631                 goto out;
 632
 633         /*
 634          * SPI mode doesn't define CMD19 and tuning is only valid for SDR50 and
 635          * SDR104 mode SD-cards. Note that tuning is mandatory for SDR104.
 636          */
 637         if (!mmc_host_is_spi(card->host) &&
 638                 (card->host->ios.timing == MMC_TIMING_UHS_SDR50 ||
 639                  card->host->ios.timing == MMC_TIMING_UHS_DDR50 ||
 640                  card->host->ios.timing == MMC_TIMING_UHS_SDR104)) {
 641                 err = mmc_execute_tuning(card);
 642
 643                 /*
 644                  * As SD Specifications Part1 Physical Layer Specification
 645                  * Version 3.01 says, CMD19 tuning is available for unlocked
 646                  * cards in transfer state of 1.8V signaling mode. The small
 647                  * difference between v3.00 and 3.01 spec means that CMD19
 648                  * tuning is also available for DDR50 mode.
 649                  */
 650                 if (err && card->host->ios.timing == MMC_TIMING_UHS_DDR50) {
 651                         pr_warn("%s: ddr50 tuning failed\n",
 652                                 mmc_hostname(card->host));
 653                         err = 0;
 654                 }
 655         }
 656
 657 out:
 658         kfree(status);
 659
 660         return err;
 661 }
 662
 663 MMC_DEV_ATTR(cid, "%08x%08x%08x%08x\n", card->raw_cid[0], card->raw_cid[1],
 664         card->raw_cid[2], card->raw_cid[3]);
 665 MMC_DEV_ATTR(csd, "%08x%08x%08x%08x\n", card->raw_csd[0], card->raw_csd[1],
 666         card->raw_csd[2], card->raw_csd[3]);
 667 MMC_DEV_ATTR(scr, "%08x%08x\n", card->raw_scr[0], card->raw_scr[1]);
 668 MMC_DEV_ATTR(ssr,
 669         "%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x\n",
 670                 card->raw_ssr[0], card->raw_ssr[1], card->raw_ssr[2],
 671                 card->raw_ssr[3], card->raw_ssr[4], card->raw_ssr[5],
 672                 card->raw_ssr[6], card->raw_ssr[7], card->raw_ssr[8],
 673                 card->raw_ssr[9], card->raw_ssr[10], card->raw_ssr[11],
 674                 card->raw_ssr[12], card->raw_ssr[13], card->raw_ssr[14],
 675                 card->raw_ssr[15]);
 676 MMC_DEV_ATTR(date, "%02d/%04d\n", card->cid.month, card->cid.year);
 677 MMC_DEV_ATTR(erase_size, "%u\n", card->erase_size << 9);
 678 MMC_DEV_ATTR(preferred_erase_size, "%u\n", card->pref_erase << 9);
 679 MMC_DEV_ATTR(fwrev, "0x%x\n", card->cid.fwrev);
 680 MMC_DEV_ATTR(hwrev, "0x%x\n", card->cid.hwrev);
 681 MMC_DEV_ATTR(manfid, "0x%06x\n", card->cid.manfid);
 682 MMC_DEV_ATTR(name, "%s\n", card->cid.prod_name);
 683 MMC_DEV_ATTR(oemid, "0x%04x\n", card->cid.oemid);
 684 MMC_DEV_ATTR(serial, "0x%08x\n", card->cid.serial);
 685 MMC_DEV_ATTR(ocr, "0x%08x\n", card->ocr);
 686 MMC_DEV_ATTR(rca, "0x%04x\n", card->rca);
 687
 688
 689 static ssize_t mmc_dsr_show(struct device *dev,
 690                            struct device_attribute *attr,
 691                            char *buf)
 692 {
 693        struct mmc_card *card = mmc_dev_to_card(dev);
 694        struct mmc_host *host = card->host;
 695
 696        if (card->csd.dsr_imp && host->dsr_req)
 697                return sprintf(buf, "0x%x\n", host->dsr);
 698        else
 699                /* return default DSR value */
 700                return sprintf(buf, "0x%x\n", 0x404);
 701 }
 702
 703 static DEVICE_ATTR(dsr, S_IRUGO, mmc_dsr_show, NULL);
 704
 705 static struct attribute *sd_std_attrs[] = {
 706         &dev_attr_cid.attr,
 707         &dev_attr_csd.attr,
 708         &dev_attr_scr.attr,
 709         &dev_attr_ssr.attr,
 710         &dev_attr_date.attr,
 711         &dev_attr_erase_size.attr,
 712         &dev_attr_preferred_erase_size.attr,
 713         &dev_attr_fwrev.attr,
 714         &dev_attr_hwrev.attr,
 715         &dev_attr_manfid.attr,
 716         &dev_attr_name.attr,
 717         &dev_attr_oemid.attr,
 718         &dev_attr_serial.attr,
 719         &dev_attr_ocr.attr,
 720         &dev_attr_rca.attr,
 721         &dev_attr_dsr.attr,
 722         NULL,
 723 };
 724 ATTRIBUTE_GROUPS(sd_std);
 725
 726 struct device_type sd_type = {
 727         .groups = sd_std_groups,
 728 };
 729
 730 /*
 731  * Fetch CID from card.
 732  */
 733 int mmc_sd_get_cid(struct mmc_host *host, u32 ocr, u32 *cid, u32 *rocr)
 734 {
 735         int err;
 736         u32 max_current;
 737         int retries = 10;
 738         u32 pocr = ocr;
 739
 740 try_again:
 741         if (!retries) {
 742                 ocr &= ~SD_OCR_S18R;
 743                 pr_warn("%s: Skipping voltage switch\n", mmc_hostname(host));
 744         }
 745
 746         /*
 747          * Since we're changing the OCR value, we seem to
 748          * need to tell some cards to go back to the idle
 749          * state.  We wait 1ms to give cards time to
 750          * respond.
 751          */
 752         mmc_go_idle(host);
 753
 754         /*
 755          * If SD_SEND_IF_COND indicates an SD 2.0
 756          * compliant card and we should set bit 30
 757          * of the ocr to indicate that we can handle
 758          * block-addressed SDHC cards.
 759          */
 760         err = mmc_send_if_cond(host, ocr);
 761         if (!err)
 762                 ocr |= SD_OCR_CCS;
 763
 764         /*
 765          * If the host supports one of UHS-I modes, request the card
 766          * to switch to 1.8V signaling level. If the card has failed
 767          * repeatedly to switch however, skip this.
 768          */
 769         if (retries && mmc_host_uhs(host))
 770                 ocr |= SD_OCR_S18R;
 771
 772         /*
 773          * If the host can supply more than 150mA at current voltage,
 774          * XPC should be set to 1.
 775          */
 776         max_current = sd_get_host_max_current(host);
 777         if (max_current > 150)
 778                 ocr |= SD_OCR_XPC;
 779
 780         err = mmc_send_app_op_cond(host, ocr, rocr);
 781         if (err)
 782                 return err;
 783
 784         /*
 785          * In case CCS and S18A in the response is set, start Signal Voltage
 786          * Switch procedure. SPI mode doesn't support CMD11.
 787          */
 788         if (!mmc_host_is_spi(host) && rocr &&
 789            ((*rocr & 0x41000000) == 0x41000000)) {
 790                 err = mmc_set_uhs_voltage(host, pocr);
 791                 if (err == -EAGAIN) {
 792                         retries--;
 793                         goto try_again;
 794                 } else if (err) {
 795                         retries = 0;
 796                         goto try_again;
 797                 }
 798         }
 799
 800         err = mmc_send_cid(host, cid);
 801         return err;
 802 }
 803
 804 int mmc_sd_get_csd(struct mmc_host *host, struct mmc_card *card)
 805 {
 806         int err;
 807
 808         /*
 809          * Fetch CSD from card.
 810          */
 811         err = mmc_send_csd(card, card->raw_csd);
 812         if (err)
 813                 return err;
 814
 815         err = mmc_decode_csd(card);
 816         if (err)
 817                 return err;
 818
 819         return 0;
 820 }
 821
 822 static int mmc_sd_get_ro(struct mmc_host *host)
 823 {
 824         int ro;
 825
 826         /*
 827          * Some systems don't feature a write-protect pin and don't need one.
 828          * E.g. because they only have micro-SD card slot. For those systems
 829          * assume that the SD card is always read-write.
 830          */
 831         if (host->caps2 & MMC_CAP2_NO_WRITE_PROTECT)
 832                 return 0;
 833
 834         if (!host->ops->get_ro)
 835                 return -1;
 836
 837         ro = host->ops->get_ro(host);
 838
 839         return ro;
 840 }
 841
 842 int mmc_sd_setup_card(struct mmc_host *host, struct mmc_card *card,
 843         bool reinit)
 844 {
 845         int err;
 846
 847         if (!reinit) {
 848                 /*
 849                  * Fetch SCR from card.
 850                  */
 851                 err = mmc_app_send_scr(card);
 852                 if (err)
 853                         return err;
 854
 855                 err = mmc_decode_scr(card);
 856                 if (err)
 857                         return err;
 858
 859                 /*
 860                  * Fetch and process SD Status register.
 861                  */
 862                 err = mmc_read_ssr(card);
 863                 if (err)
 864                         return err;
 865
 866                 /* Erase init depends on CSD and SSR */
 867                 mmc_init_erase(card);
 868
 869                 /*
 870                  * Fetch switch information from card.
 871                  */
 872                 err = mmc_read_switch(card);
 873                 if (err)
 874                         return err;
 875         }
 876
 877         /*
 878          * For SPI, enable CRC as appropriate.
 879          * This CRC enable is located AFTER the reading of the
 880          * card registers because some SDHC cards are not able
 881          * to provide valid CRCs for non-512-byte blocks.
 882          */
 883         if (mmc_host_is_spi(host)) {
 884                 err = mmc_spi_set_crc(host, use_spi_crc);
 885                 if (err)
 886                         return err;
 887         }
 888
 889         /*
 890          * Check if read-only switch is active.
 891          */
 892         if (!reinit) {
 893                 int ro = mmc_sd_get_ro(host);
 894
 895                 if (ro < 0) {
 896                         pr_warn("%s: host does not support reading read-only switch, assuming write-enable\n",
 897                                 mmc_hostname(host));
 898                 } else if (ro > 0) {
 899                         mmc_card_set_readonly(card);
 900                 }
 901         }
 902
 903         return 0;
 904 }
 905
 906 unsigned mmc_sd_get_max_clock(struct mmc_card *card)
 907 {
 908         unsigned max_dtr = (unsigned int)-1;
 909
 910         if (mmc_card_hs(card)) {
 911                 if (max_dtr > card->sw_caps.hs_max_dtr)
 912                         max_dtr = card->sw_caps.hs_max_dtr;
 913         } else if (max_dtr > card->csd.max_dtr) {
 914                 max_dtr = card->csd.max_dtr;
 915         }
 916
 917         return max_dtr;
 918 }
 919
 920 static bool mmc_sd_card_using_v18(struct mmc_card *card)
 921 {
 922         /*
 923          * According to the SD spec., the Bus Speed Mode (function group 1) bits
 924          * 2 to 4 are zero if the card is initialized at 3.3V signal level. Thus
 925          * they can be used to determine if the card has already switched to
 926          * 1.8V signaling.
 927          */
 928         return card->sw_caps.sd3_bus_mode &
 929                (SD_MODE_UHS_SDR50 | SD_MODE_UHS_SDR104 | SD_MODE_UHS_DDR50);
 930 }
 931
 932 /*
 933  * Handle the detection and initialisation of a card.
 934  *
 935  * In the case of a resume, "oldcard" will contain the card
 936  * we're trying to reinitialise.
 937  */
 938 static int mmc_sd_init_card(struct mmc_host *host, u32 ocr,
 939         struct mmc_card *oldcard)
 940 {
 941         struct mmc_card *card;
 942         int err;
 943         u32 cid[4];
 944         u32 rocr = 0;
 945         bool v18_fixup_failed = false;
 946
 947         WARN_ON(!host->claimed);
 948 retry:
 949         err = mmc_sd_get_cid(host, ocr, cid, &rocr);
 950         if (err)
 951                 return err;
 952
 953         if (oldcard) {
 954                 if (memcmp(cid, oldcard->raw_cid, sizeof(cid)) != 0) {
 955                         pr_debug("%s: Perhaps the card was replaced\n",
 956                                 mmc_hostname(host));
 957                         return -ENOENT;
 958                 }
 959
 960                 card = oldcard;
 961         } else {
 962                 /*
 963                  * Allocate card structure.
 964                  */
 965                 card = mmc_alloc_card(host, &sd_type);
 966                 if (IS_ERR(card))
 967                         return PTR_ERR(card);
 968
 969                 card->ocr = ocr;
 970                 card->type = MMC_TYPE_SD;
 971                 memcpy(card->raw_cid, cid, sizeof(card->raw_cid));
 972         }
 973
 974         /*
 975          * Call the optional HC's init_card function to handle quirks.
 976          */
 977         if (host->ops->init_card)
 978                 host->ops->init_card(host, card);
 979
 980         /*
 981          * For native busses:  get card RCA and quit open drain mode.
 982          */
 983         if (!mmc_host_is_spi(host)) {
 984                 err = mmc_send_relative_addr(host, &card->rca);
 985                 if (err)
 986                         goto free_card;
 987         }
 988
 989         if (!oldcard) {
 990                 err = mmc_sd_get_csd(host, card);
 991                 if (err)
 992                         goto free_card;
 993
 994                 mmc_decode_cid(card);
 995         }
 996
 997         /*
 998          * handling only for cards supporting DSR and hosts requesting
 999          * DSR configuration
1000          */
1001         if (card->csd.dsr_imp && host->dsr_req)
1002                 mmc_set_dsr(host);
1003
1004         /*
1005          * Select card, as all following commands rely on that.
1006          */
1007         if (!mmc_host_is_spi(host)) {
1008                 err = mmc_select_card(card);
1009                 if (err)
1010                         goto free_card;
1011         }
1012
1013         err = mmc_sd_setup_card(host, card, oldcard != NULL);
1014         if (err)
1015                 goto free_card;
1016
1017         /*
1018          * If the card has not been power cycled, it may still be using 1.8V
1019          * signaling. Detect that situation and try to initialize a UHS-I (1.8V)
1020          * transfer mode.
1021          */
1022         if (!v18_fixup_failed && !mmc_host_is_spi(host) && mmc_host_uhs(host) &&
1023             mmc_sd_card_using_v18(card) &&
1024             host->ios.signal_voltage != MMC_SIGNAL_VOLTAGE_180) {
1025                 /*
1026                  * Re-read switch information in case it has changed since
1027                  * oldcard was initialized.
1028                  */
1029                 if (oldcard) {
1030                         err = mmc_read_switch(card);
1031                         if (err)
1032                                 goto free_card;
1033                 }
1034                 if (mmc_sd_card_using_v18(card)) {
1035                         if (mmc_host_set_uhs_voltage(host) ||
1036                             mmc_sd_init_uhs_card(card)) {
1037                                 v18_fixup_failed = true;
1038                                 mmc_power_cycle(host, ocr);
1039                                 if (!oldcard)
1040                                         mmc_remove_card(card);
1041                                 goto retry;
1042                         }
1043                         goto done;
1044                 }
1045         }
1046
1047         /* Initialization sequence for UHS-I cards */
1048         if (rocr & SD_ROCR_S18A && mmc_host_uhs(host)) {
1049                 err = mmc_sd_init_uhs_card(card);
1050                 if (err)
1051                         goto free_card;
1052         } else {
1053                 /*
1054                  * Attempt to change to high-speed (if supported)
1055                  */
1056                 err = mmc_sd_switch_hs(card);
1057                 if (err > 0)
1058                         mmc_set_timing(card->host, MMC_TIMING_SD_HS);
1059                 else if (err)
1060                         goto free_card;
1061
1062                 /*
1063                  * Set bus speed.
1064                  */
1065                 mmc_set_clock(host, mmc_sd_get_max_clock(card));
1066
1067                 /*
1068                  * Switch to wider bus (if supported).
1069                  */
1070                 if ((host->caps & MMC_CAP_4_BIT_DATA) &&
1071                         (card->scr.bus_widths & SD_SCR_BUS_WIDTH_4)) {
1072                         err = mmc_app_set_bus_width(card, MMC_BUS_WIDTH_4);
1073                         if (err)
1074                                 goto free_card;
1075
1076                         mmc_set_bus_width(host, MMC_BUS_WIDTH_4);
1077                 }
1078         }
1079
1080         if (host->caps2 & MMC_CAP2_AVOID_3_3V &&
1081             host->ios.signal_voltage == MMC_SIGNAL_VOLTAGE_330) {
1082                 pr_err("%s: Host failed to negotiate down from 3.3V\n",
1083                         mmc_hostname(host));
1084                 err = -EINVAL;
1085                 goto free_card;
1086         }
1087 done:
1088         host->card = card;
1089         return 0;
1090
1091 free_card:
1092         if (!oldcard)
1093                 mmc_remove_card(card);
1094
1095         return err;
1096 }
1097
1098 /*
1099  * Host is being removed. Free up the current card.
1100  */
1101 static void mmc_sd_remove(struct mmc_host *host)
1102 {
1103         mmc_remove_card(host->card);
1104         host->card = NULL;
1105 }
1106
1107 /*
1108  * Card detection - card is alive.
1109  */
1110 static int mmc_sd_alive(struct mmc_host *host)
1111 {
1112         return mmc_send_status(host->card, NULL);
1113 }
1114
1115 /*
1116  * Card detection callback from host.
1117  */
1118 static void mmc_sd_detect(struct mmc_host *host)
1119 {
1120         int err;
1121
1122         mmc_get_card(host->card, NULL);
1123
1124         /*
1125          * Just check if our card has been removed.
1126          */
1127         err = _mmc_detect_card_removed(host);
1128
1129         mmc_put_card(host->card, NULL);
1130
1131         if (err) {
1132                 mmc_sd_remove(host);
1133
1134                 mmc_claim_host(host);
1135                 mmc_detach_bus(host);
1136                 mmc_power_off(host);
1137                 mmc_release_host(host);
1138         }
1139 }
1140
1141 static int _mmc_sd_suspend(struct mmc_host *host)
1142 {
1143         int err = 0;
1144
1145         mmc_claim_host(host);
1146
1147         if (mmc_card_suspended(host->card))
1148                 goto out;
1149
1150         if (!mmc_host_is_spi(host))
1151                 err = mmc_deselect_cards(host);
1152
1153         if (!err) {
1154                 mmc_power_off(host);
1155                 mmc_card_set_suspended(host->card);
1156         }
1157
1158 out:
1159         mmc_release_host(host);
1160         return err;
1161 }
1162
1163 /*
1164  * Callback for suspend
1165  */
1166 static int mmc_sd_suspend(struct mmc_host *host)
1167 {
1168         int err;
1169
1170         err = _mmc_sd_suspend(host);
1171         if (!err) {
1172                 pm_runtime_disable(&host->card->dev);
1173                 pm_runtime_set_suspended(&host->card->dev);
1174         }
1175
1176         return err;
1177 }
1178
1179 /*
1180  * This function tries to determine if the same card is still present
1181  * and, if so, restore all state to it.
1182  */
1183 static int _mmc_sd_resume(struct mmc_host *host)
1184 {
1185         int err = 0;
1186
1187         mmc_claim_host(host);
1188
1189         if (!mmc_card_suspended(host->card))
1190                 goto out;
1191
1192         mmc_power_up(host, host->card->ocr);
1193         err = mmc_sd_init_card(host, host->card->ocr, host->card);
1194         mmc_card_clr_suspended(host->card);
1195
1196 out:
1197         mmc_release_host(host);
1198         return err;
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Callback for resume
1203  */
1204 static int mmc_sd_resume(struct mmc_host *host)
1205 {
1206         pm_runtime_enable(&host->card->dev);
1207         return 0;
1208 }
1209
1210 /*
1211  * Callback for runtime_suspend.
1212  */
1213 static int mmc_sd_runtime_suspend(struct mmc_host *host)
1214 {
1215         int err;
1216
1217         if (!(host->caps & MMC_CAP_AGGRESSIVE_PM))
1218                 return 0;
1219
1220         err = _mmc_sd_suspend(host);
1221         if (err)
1222                 pr_err("%s: error %d doing aggressive suspend\n",
1223                         mmc_hostname(host), err);
1224
1225         return err;
1226 }
1227
1228 /*
1229  * Callback for runtime_resume.
1230  */
1231 static int mmc_sd_runtime_resume(struct mmc_host *host)
1232 {
1233         int err;
1234
1235         err = _mmc_sd_resume(host);
1236         if (err && err != -ENOMEDIUM)
1237                 pr_err("%s: error %d doing runtime resume\n",
1238                         mmc_hostname(host), err);
1239
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 static int mmc_sd_hw_reset(struct mmc_host *host)
1244 {
1245         mmc_power_cycle(host, host->card->ocr);
1246         return mmc_sd_init_card(host, host->card->ocr, host->card);
1247 }
1248
1249 static const struct mmc_bus_ops mmc_sd_ops = {
1250         .remove = mmc_sd_remove,
1251         .detect = mmc_sd_detect,
1252         .runtime_suspend = mmc_sd_runtime_suspend,
1253         .runtime_resume = mmc_sd_runtime_resume,
1254         .suspend = mmc_sd_suspend,
1255         .resume = mmc_sd_resume,
1256         .alive = mmc_sd_alive,
1257         .shutdown = mmc_sd_suspend,
1258         .hw_reset = mmc_sd_hw_reset,
1259 };
1260
1261 /*
1262  * Starting point for SD card init.
1263  */
1264 int mmc_attach_sd(struct mmc_host *host)
1265 {
1266         int err;
1267         u32 ocr, rocr;
1268
1269         WARN_ON(!host->claimed);
1270
1271         err = mmc_send_app_op_cond(host, 0, &ocr);
1272         if (err)
1273                 return err;
1274
1275         mmc_attach_bus(host, &mmc_sd_ops);
1276         if (host->ocr_avail_sd)
1277                 host->ocr_avail = host->ocr_avail_sd;
1278
1279         /*
1280          * We need to get OCR a different way for SPI.
1281          */
1282         if (mmc_host_is_spi(host)) {
1283                 mmc_go_idle(host);
1284
1285                 err = mmc_spi_read_ocr(host, 0, &ocr);
1286                 if (err)
1287                         goto err;
1288         }
1289
1290         rocr = mmc_select_voltage(host, ocr);
1291
1292         /*
1293          * Can we support the voltage(s) of the card(s)?
1294          */
1295         if (!rocr) {
1296                 err = -EINVAL;
1297                 goto err;
1298         }
1299
1300         /*
1301          * Detect and init the card.
1302          */
1303         err = mmc_sd_init_card(host, rocr, NULL);
1304         if (err)
1305                 goto err;
1306
1307         mmc_release_host(host);
1308         err = mmc_add_card(host->card);
1309         if (err)
1310                 goto remove_card;
1311
1312         mmc_claim_host(host);
1313         return 0;
1314
1315 remove_card:
1316         mmc_remove_card(host->card);
1317         host->card = NULL;
1318         mmc_claim_host(host);
1319 err:
1320         mmc_detach_bus(host);
1321
1322         pr_err("%s: error %d whilst initialising SD card\n",
1323                 mmc_hostname(host), err);
1324
1325         return err;
1326 }