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
 142                 if (UNSTUFF_BITS(resp, 13, 1))
 143                         mmc_card_set_readonly(card);
 144                 break;
 145         case 1:
 146                 /*
 147                  * This is a block-addressed SDHC or SDXC card. Most
 148                  * interesting fields are unused and have fixed
 149                  * values. To avoid getting tripped by buggy cards,
 150                  * we assume those fixed values ourselves.
 151                  */
 152                 mmc_card_set_blockaddr(card);
 153
 154                 csd->taac_ns     = 0; /* Unused */
 155                 csd->taac_clks   = 0; /* Unused */
 156
 157                 m = UNSTUFF_BITS(resp, 99, 4);
 158                 e = UNSTUFF_BITS(resp, 96, 3);
 159                 csd->max_dtr      = tran_exp[e] * tran_mant[m];
 160                 csd->cmdclass     = UNSTUFF_BITS(resp, 84, 12);
 161                 csd->c_size       = UNSTUFF_BITS(resp, 48, 22);
 162
 163                 /* SDXC cards have a minimum C_SIZE of 0x00FFFF */
 164                 if (csd->c_size >= 0xFFFF)
 165                         mmc_card_set_ext_capacity(card);
 166
 167                 m = UNSTUFF_BITS(resp, 48, 22);
 168                 csd->capacity     = (1 + m) << 10;
 169
 170                 csd->read_blkbits = 9;
 171                 csd->read_partial = 0;
 172                 csd->write_misalign = 0;
 173                 csd->read_misalign = 0;
 174                 csd->r2w_factor = 4; /* Unused */
 175                 csd->write_blkbits = 9;
 176                 csd->write_partial = 0;
 177                 csd->erase_size = 1;
 178
 179                 if (UNSTUFF_BITS(resp, 13, 1))
 180                         mmc_card_set_readonly(card);
 181                 break;
 182         default:
 183                 pr_err("%s: unrecognised CSD structure version %d\n",
 184                         mmc_hostname(card->host), csd_struct);
 185                 return -EINVAL;
 186         }
 187
 188         card->erase_size = csd->erase_size;
 189
 190         return 0;
 191 }
 192
 193 /*
 194  * Given a 64-bit response, decode to our card SCR structure.
 195  */
 196 static int mmc_decode_scr(struct mmc_card *card)
 197 {
 198         struct sd_scr *scr = &card->scr;
 199         unsigned int scr_struct;
 200         u32 resp[4];
 201
 202         resp[3] = card->raw_scr[1];
 203         resp[2] = card->raw_scr[0];
 204
 205         scr_struct = UNSTUFF_BITS(resp, 60, 4);
 206         if (scr_struct != 0) {
 207                 pr_err("%s: unrecognised SCR structure version %d\n",
 208                         mmc_hostname(card->host), scr_struct);
 209                 return -EINVAL;
 210         }
 211
 212         scr->sda_vsn = UNSTUFF_BITS(resp, 56, 4);
 213         scr->bus_widths = UNSTUFF_BITS(resp, 48, 4);
 214         if (scr->sda_vsn == SCR_SPEC_VER_2)
 215                 /* Check if Physical Layer Spec v3.0 is supported */
 216                 scr->sda_spec3 = UNSTUFF_BITS(resp, 47, 1);
 217
 218         if (UNSTUFF_BITS(resp, 55, 1))
 219                 card->erased_byte = 0xFF;
 220         else
 221                 card->erased_byte = 0x0;
 222
 223         if (scr->sda_spec3)
 224                 scr->cmds = UNSTUFF_BITS(resp, 32, 2);
 225
 226         /* SD Spec says: any SD Card shall set at least bits 0 and 2 */
 227         if (!(scr->bus_widths & SD_SCR_BUS_WIDTH_1) ||
 228             !(scr->bus_widths & SD_SCR_BUS_WIDTH_4)) {
 229                 pr_err("%s: invalid bus width\n", mmc_hostname(card->host));
 230                 return -EINVAL;
 231         }
 232
 233         return 0;
 234 }
 235
 236 /*
 237  * Fetch and process SD Status register.
 238  */
 239 static int mmc_read_ssr(struct mmc_card *card)
 240 {
 241         unsigned int au, es, et, eo;
 242         __be32 *raw_ssr;
 243         int i;
 244
 245         if (!(card->csd.cmdclass & CCC_APP_SPEC)) {
 246                 pr_warn("%s: card lacks mandatory SD Status function\n",
 247                         mmc_hostname(card->host));
 248                 return 0;
 249         }
 250
 251         raw_ssr = kmalloc(sizeof(card->raw_ssr), GFP_KERNEL);
 252         if (!raw_ssr)
 253                 return -ENOMEM;
 254
 255         if (mmc_app_sd_status(card, raw_ssr)) {
 256                 pr_warn("%s: problem reading SD Status register\n",
 257                         mmc_hostname(card->host));
 258                 kfree(raw_ssr);
 259                 return 0;
 260         }
 261
 262         for (i = 0; i < 16; i++)
 263                 card->raw_ssr[i] = be32_to_cpu(raw_ssr[i]);
 264
 265         kfree(raw_ssr);
 266
 267         /*
 268          * UNSTUFF_BITS only works with four u32s so we have to offset the
 269          * bitfield positions accordingly.
 270          */
 271         au = UNSTUFF_BITS(card->raw_ssr, 428 - 384, 4);
 272         if (au) {
 273                 if (au <= 9 || card->scr.sda_spec3) {
 274                         card->ssr.au = sd_au_size[au];
 275                         es = UNSTUFF_BITS(card->raw_ssr, 408 - 384, 16);
 276                         et = UNSTUFF_BITS(card->raw_ssr, 402 - 384, 6);
 277                         if (es && et) {
 278                                 eo = UNSTUFF_BITS(card->raw_ssr, 400 - 384, 2);
 279                                 card->ssr.erase_timeout = (et * 1000) / es;
 280                                 card->ssr.erase_offset = eo * 1000;
 281                         }
 282                 } else {
 283                         pr_warn("%s: SD Status: Invalid Allocation Unit size\n",
 284                                 mmc_hostname(card->host));
 285                 }
 286         }
 287
 288         return 0;
 289 }
 290
 291 /*
 292  * Fetches and decodes switch information
 293  */
 294 static int mmc_read_switch(struct mmc_card *card)
 295 {
 296         int err;
 297         u8 *status;
 298
 299         if (card->scr.sda_vsn < SCR_SPEC_VER_1)
 300                 return 0;
 301
 302         if (!(card->csd.cmdclass & CCC_SWITCH)) {
 303                 pr_warn("%s: card lacks mandatory switch function, performance might suffer\n",
 304                         mmc_hostname(card->host));
 305                 return 0;
 306         }
 307
 308         status = kmalloc(64, GFP_KERNEL);
 309         if (!status)
 310                 return -ENOMEM;
 311
 312         /*
 313          * Find out the card's support bits with a mode 0 operation.
 314          * The argument does not matter, as the support bits do not
 315          * change with the arguments.
 316          */
 317         err = mmc_sd_switch(card, 0, 0, 0, status);
 318         if (err) {
 319                 /*
 320                  * If the host or the card can't do the switch,
 321                  * fail more gracefully.
 322                  */
 323                 if (err != -EINVAL && err != -ENOSYS && err != -EFAULT)
 324                         goto out;
 325
 326                 pr_warn("%s: problem reading Bus Speed modes\n",
 327                         mmc_hostname(card->host));
 328                 err = 0;
 329
 330                 goto out;
 331         }
 332
 333         if (status[13] & SD_MODE_HIGH_SPEED)
 334                 card->sw_caps.hs_max_dtr = HIGH_SPEED_MAX_DTR;
 335
 336         if (card->scr.sda_spec3) {
 337                 card->sw_caps.sd3_bus_mode = status[13];
 338                 /* Driver Strengths supported by the card */
 339                 card->sw_caps.sd3_drv_type = status[9];
 340                 card->sw_caps.sd3_curr_limit = status[7] | status[6] << 8;
 341         }
 342
 343 out:
 344         kfree(status);
 345
 346         return err;
 347 }
 348
 349 /*
 350  * Test if the card supports high-speed mode and, if so, switch to it.
 351  */
 352 int mmc_sd_switch_hs(struct mmc_card *card)
 353 {
 354         int err;
 355         u8 *status;
 356
 357         if (card->scr.sda_vsn < SCR_SPEC_VER_1)
 358                 return 0;
 359
 360         if (!(card->csd.cmdclass & CCC_SWITCH))
 361                 return 0;
 362
 363         if (!(card->host->caps & MMC_CAP_SD_HIGHSPEED))
 364                 return 0;
 365
 366         if (card->sw_caps.hs_max_dtr == 0)
 367                 return 0;
 368
 369         status = kmalloc(64, GFP_KERNEL);
 370         if (!status)
 371                 return -ENOMEM;
 372
 373         err = mmc_sd_switch(card, 1, 0, 1, status);
 374         if (err)
 375                 goto out;
 376
 377         if ((status[16] & 0xF) != 1) {
 378                 pr_warn("%s: Problem switching card into high-speed mode!\n",
 379                         mmc_hostname(card->host));
 380                 err = 0;
 381         } else {
 382                 err = 1;
 383         }
 384
 385 out:
 386         kfree(status);
 387
 388         return err;
 389 }
 390
 391 static int sd_select_driver_type(struct mmc_card *card, u8 *status)
 392 {
 393         int card_drv_type, drive_strength, drv_type;
 394         int err;
 395
 396         card->drive_strength = 0;
 397
 398         card_drv_type = card->sw_caps.sd3_drv_type | SD_DRIVER_TYPE_B;
 399
 400         drive_strength = mmc_select_drive_strength(card,
 401                                                    card->sw_caps.uhs_max_dtr,
 402                                                    card_drv_type, &drv_type);
 403
 404         if (drive_strength) {
 405                 err = mmc_sd_switch(card, 1, 2, drive_strength, status);
 406                 if (err)
 407                         return err;
 408                 if ((status[15] & 0xF) != drive_strength) {
 409                         pr_warn("%s: Problem setting drive strength!\n",
 410                                 mmc_hostname(card->host));
 411                         return 0;
 412                 }
 413                 card->drive_strength = drive_strength;
 414         }
 415
 416         if (drv_type)
 417                 mmc_set_driver_type(card->host, drv_type);
 418
 419         return 0;
 420 }
 421
 422 static void sd_update_bus_speed_mode(struct mmc_card *card)
 423 {
 424         /*
 425          * If the host doesn't support any of the UHS-I modes, fallback on
 426          * default speed.
 427          */
 428         if (!mmc_host_uhs(card->host)) {
 429                 card->sd_bus_speed = 0;
 430                 return;
 431         }
 432
 433         if ((card->host->caps & MMC_CAP_UHS_SDR104) &&
 434             (card->sw_caps.sd3_bus_mode & SD_MODE_UHS_SDR104)) {
 435                         card->sd_bus_speed = UHS_SDR104_BUS_SPEED;
 436         } else if ((card->host->caps & MMC_CAP_UHS_DDR50) &&
 437                    (card->sw_caps.sd3_bus_mode & SD_MODE_UHS_DDR50)) {
 438                         card->sd_bus_speed = UHS_DDR50_BUS_SPEED;
 439         } else if ((card->host->caps & (MMC_CAP_UHS_SDR104 |
 440                     MMC_CAP_UHS_SDR50)) && (card->sw_caps.sd3_bus_mode &
 441                     SD_MODE_UHS_SDR50)) {
 442                         card->sd_bus_speed = UHS_SDR50_BUS_SPEED;
 443         } else if ((card->host->caps & (MMC_CAP_UHS_SDR104 |
 444                     MMC_CAP_UHS_SDR50 | MMC_CAP_UHS_SDR25)) &&
 445                    (card->sw_caps.sd3_bus_mode & SD_MODE_UHS_SDR25)) {
 446                         card->sd_bus_speed = UHS_SDR25_BUS_SPEED;
 447         } else if ((card->host->caps & (MMC_CAP_UHS_SDR104 |
 448                     MMC_CAP_UHS_SDR50 | MMC_CAP_UHS_SDR25 |
 449                     MMC_CAP_UHS_SDR12)) && (card->sw_caps.sd3_bus_mode &
 450                     SD_MODE_UHS_SDR12)) {
 451                         card->sd_bus_speed = UHS_SDR12_BUS_SPEED;
 452         }
 453 }
 454
 455 static int sd_set_bus_speed_mode(struct mmc_card *card, u8 *status)
 456 {
 457         int err;
 458         unsigned int timing = 0;
 459
 460         switch (card->sd_bus_speed) {
 461         case UHS_SDR104_BUS_SPEED:
 462                 timing = MMC_TIMING_UHS_SDR104;
 463                 card->sw_caps.uhs_max_dtr = UHS_SDR104_MAX_DTR;
 464                 break;
 465         case UHS_DDR50_BUS_SPEED:
 466                 timing = MMC_TIMING_UHS_DDR50;
 467                 card->sw_caps.uhs_max_dtr = UHS_DDR50_MAX_DTR;
 468                 break;
 469         case UHS_SDR50_BUS_SPEED:
 470                 timing = MMC_TIMING_UHS_SDR50;
 471                 card->sw_caps.uhs_max_dtr = UHS_SDR50_MAX_DTR;
 472                 break;
 473         case UHS_SDR25_BUS_SPEED:
 474                 timing = MMC_TIMING_UHS_SDR25;
 475                 card->sw_caps.uhs_max_dtr = UHS_SDR25_MAX_DTR;
 476                 break;
 477         case UHS_SDR12_BUS_SPEED:
 478                 timing = MMC_TIMING_UHS_SDR12;
 479                 card->sw_caps.uhs_max_dtr = UHS_SDR12_MAX_DTR;
 480                 break;
 481         default:
 482                 return 0;
 483         }
 484
 485         err = mmc_sd_switch(card, 1, 0, card->sd_bus_speed, status);
 486         if (err)
 487                 return err;
 488
 489         if ((status[16] & 0xF) != card->sd_bus_speed)
 490                 pr_warn("%s: Problem setting bus speed mode!\n",
 491                         mmc_hostname(card->host));
 492         else {
 493                 mmc_set_timing(card->host, timing);
 494                 mmc_set_clock(card->host, card->sw_caps.uhs_max_dtr);
 495         }
 496
 497         return 0;
 498 }
 499
 500 /* Get host's max current setting at its current voltage */
 501 static u32 sd_get_host_max_current(struct mmc_host *host)
 502 {
 503         u32 voltage, max_current;
 504
 505         voltage = 1 << host->ios.vdd;
 506         switch (voltage) {
 507         case MMC_VDD_165_195:
 508                 max_current = host->max_current_180;
 509                 break;
 510         case MMC_VDD_29_30:
 511         case MMC_VDD_30_31:
 512                 max_current = host->max_current_300;
 513                 break;
 514         case MMC_VDD_32_33:
 515         case MMC_VDD_33_34:
 516                 max_current = host->max_current_330;
 517                 break;
 518         default:
 519                 max_current = 0;
 520         }
 521
 522         return max_current;
 523 }
 524
 525 static int sd_set_current_limit(struct mmc_card *card, u8 *status)
 526 {
 527         int current_limit = SD_SET_CURRENT_NO_CHANGE;
 528         int err;
 529         u32 max_current;
 530
 531         /*
 532          * Current limit switch is only defined for SDR50, SDR104, and DDR50
 533          * bus speed modes. For other bus speed modes, we do not change the
 534          * current limit.
 535          */
 536         if ((card->sd_bus_speed != UHS_SDR50_BUS_SPEED) &&
 537             (card->sd_bus_speed != UHS_SDR104_BUS_SPEED) &&
 538             (card->sd_bus_speed != UHS_DDR50_BUS_SPEED))
 539                 return 0;
 540
 541         /*
 542          * Host has different current capabilities when operating at
 543          * different voltages, so find out its max current first.
 544          */
 545         max_current = sd_get_host_max_current(card->host);
 546
 547         /*
 548          * We only check host's capability here, if we set a limit that is
 549          * higher than the card's maximum current, the card will be using its
 550          * maximum current, e.g. if the card's maximum current is 300ma, and
 551          * when we set current limit to 200ma, the card will draw 200ma, and
 552          * when we set current limit to 400/600/800ma, the card will draw its
 553          * maximum 300ma from the host.
 554          *
 555          * The above is incorrect: if we try to set a current limit that is
 556          * not supported by the card, the card can rightfully error out the
 557          * attempt, and remain at the default current limit.  This results
 558          * in a 300mA card being limited to 200mA even though the host
 559          * supports 800mA. Failures seen with SanDisk 8GB UHS cards with
 560          * an iMX6 host. --rmk
 561          */
 562         if (max_current >= 800 &&
 563             card->sw_caps.sd3_curr_limit & SD_MAX_CURRENT_800)
 564                 current_limit = SD_SET_CURRENT_LIMIT_800;
 565         else if (max_current >= 600 &&
 566                  card->sw_caps.sd3_curr_limit & SD_MAX_CURRENT_600)
 567                 current_limit = SD_SET_CURRENT_LIMIT_600;
 568         else if (max_current >= 400 &&
 569                  card->sw_caps.sd3_curr_limit & SD_MAX_CURRENT_400)
 570                 current_limit = SD_SET_CURRENT_LIMIT_400;
 571         else if (max_current >= 200 &&
 572                  card->sw_caps.sd3_curr_limit & SD_MAX_CURRENT_200)
 573                 current_limit = SD_SET_CURRENT_LIMIT_200;
 574
 575         if (current_limit != SD_SET_CURRENT_NO_CHANGE) {
 576                 err = mmc_sd_switch(card, 1, 3, current_limit, status);
 577                 if (err)
 578                         return err;
 579
 580                 if (((status[15] >> 4) & 0x0F) != current_limit)
 581                         pr_warn("%s: Problem setting current limit!\n",
 582                                 mmc_hostname(card->host));
 583
 584         }
 585
 586         return 0;
 587 }
 588
 589 /*
 590  * UHS-I specific initialization procedure
 591  */
 592 static int mmc_sd_init_uhs_card(struct mmc_card *card)
 593 {
 594         int err;
 595         u8 *status;
 596
 597         if (!(card->csd.cmdclass & CCC_SWITCH))
 598                 return 0;
 599
 600         status = kmalloc(64, GFP_KERNEL);
 601         if (!status)
 602                 return -ENOMEM;
 603
 604         /* Set 4-bit bus width */
 605         err = mmc_app_set_bus_width(card, MMC_BUS_WIDTH_4);
 606         if (err)
 607                 goto out;
 608
 609         mmc_set_bus_width(card->host, MMC_BUS_WIDTH_4);
 610
 611         /*
 612          * Select the bus speed mode depending on host
 613          * and card capability.
 614          */
 615         sd_update_bus_speed_mode(card);
 616
 617         /* Set the driver strength for the card */
 618         err = sd_select_driver_type(card, status);
 619         if (err)
 620                 goto out;
 621
 622         /* Set current limit for the card */
 623         err = sd_set_current_limit(card, status);
 624         if (err)
 625                 goto out;
 626
 627         /* Set bus speed mode of the card */
 628         err = sd_set_bus_speed_mode(card, status);
 629         if (err)
 630                 goto out;
 631
 632         /*
 633          * SPI mode doesn't define CMD19 and tuning is only valid for SDR50 and
 634          * SDR104 mode SD-cards. Note that tuning is mandatory for SDR104.
 635          */
 636         if (!mmc_host_is_spi(card->host) &&
 637                 (card->host->ios.timing == MMC_TIMING_UHS_SDR50 ||
 638                  card->host->ios.timing == MMC_TIMING_UHS_DDR50 ||
 639                  card->host->ios.timing == MMC_TIMING_UHS_SDR104)) {
 640                 err = mmc_execute_tuning(card);
 641
 642                 /*
 643                  * As SD Specifications Part1 Physical Layer Specification
 644                  * Version 3.01 says, CMD19 tuning is available for unlocked
 645                  * cards in transfer state of 1.8V signaling mode. The small
 646                  * difference between v3.00 and 3.01 spec means that CMD19
 647                  * tuning is also available for DDR50 mode.
 648                  */
 649                 if (err && card->host->ios.timing == MMC_TIMING_UHS_DDR50) {
 650                         pr_warn("%s: ddr50 tuning failed\n",
 651                                 mmc_hostname(card->host));
 652                         err = 0;
 653                 }
 654         }
 655
 656 out:
 657         kfree(status);
 658
 659         return err;
 660 }
 661
 662 MMC_DEV_ATTR(cid, "%08x%08x%08x%08x\n", card->raw_cid[0], card->raw_cid[1],
 663         card->raw_cid[2], card->raw_cid[3]);
 664 MMC_DEV_ATTR(csd, "%08x%08x%08x%08x\n", card->raw_csd[0], card->raw_csd[1],
 665         card->raw_csd[2], card->raw_csd[3]);
 666 MMC_DEV_ATTR(scr, "%08x%08x\n", card->raw_scr[0], card->raw_scr[1]);
 667 MMC_DEV_ATTR(ssr,
 668         "%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x\n",
 669                 card->raw_ssr[0], card->raw_ssr[1], card->raw_ssr[2],
 670                 card->raw_ssr[3], card->raw_ssr[4], card->raw_ssr[5],
 671                 card->raw_ssr[6], card->raw_ssr[7], card->raw_ssr[8],
 672                 card->raw_ssr[9], card->raw_ssr[10], card->raw_ssr[11],
 673                 card->raw_ssr[12], card->raw_ssr[13], card->raw_ssr[14],
 674                 card->raw_ssr[15]);
 675 MMC_DEV_ATTR(date, "%02d/%04d\n", card->cid.month, card->cid.year);
 676 MMC_DEV_ATTR(erase_size, "%u\n", card->erase_size << 9);
 677 MMC_DEV_ATTR(preferred_erase_size, "%u\n", card->pref_erase << 9);
 678 MMC_DEV_ATTR(fwrev, "0x%x\n", card->cid.fwrev);
 679 MMC_DEV_ATTR(hwrev, "0x%x\n", card->cid.hwrev);
 680 MMC_DEV_ATTR(manfid, "0x%06x\n", card->cid.manfid);
 681 MMC_DEV_ATTR(name, "%s\n", card->cid.prod_name);
 682 MMC_DEV_ATTR(oemid, "0x%04x\n", card->cid.oemid);
 683 MMC_DEV_ATTR(serial, "0x%08x\n", card->cid.serial);
 684 MMC_DEV_ATTR(ocr, "0x%08x\n", card->ocr);
 685 MMC_DEV_ATTR(rca, "0x%04x\n", card->rca);
 686
 687
 688 static ssize_t mmc_dsr_show(struct device *dev,
 689                            struct device_attribute *attr,
 690                            char *buf)
 691 {
 692        struct mmc_card *card = mmc_dev_to_card(dev);
 693        struct mmc_host *host = card->host;
 694
 695        if (card->csd.dsr_imp && host->dsr_req)
 696                return sprintf(buf, "0x%x\n", host->dsr);
 697        else
 698                /* return default DSR value */
 699                return sprintf(buf, "0x%x\n", 0x404);
 700 }
 701
 702 static DEVICE_ATTR(dsr, S_IRUGO, mmc_dsr_show, NULL);
 703
 704 static struct attribute *sd_std_attrs[] = {
 705         &dev_attr_cid.attr,
 706         &dev_attr_csd.attr,
 707         &dev_attr_scr.attr,
 708         &dev_attr_ssr.attr,
 709         &dev_attr_date.attr,
 710         &dev_attr_erase_size.attr,
 711         &dev_attr_preferred_erase_size.attr,
 712         &dev_attr_fwrev.attr,
 713         &dev_attr_hwrev.attr,
 714         &dev_attr_manfid.attr,
 715         &dev_attr_name.attr,
 716         &dev_attr_oemid.attr,
 717         &dev_attr_serial.attr,
 718         &dev_attr_ocr.attr,
 719         &dev_attr_rca.attr,
 720         &dev_attr_dsr.attr,
 721         NULL,
 722 };
 723 ATTRIBUTE_GROUPS(sd_std);
 724
 725 struct device_type sd_type = {
 726         .groups = sd_std_groups,
 727 };
 728
 729 /*
 730  * Fetch CID from card.
 731  */
 732 int mmc_sd_get_cid(struct mmc_host *host, u32 ocr, u32 *cid, u32 *rocr)
 733 {
 734         int err;
 735         u32 max_current;
 736         int retries = 10;
 737         u32 pocr = ocr;
 738
 739 try_again:
 740         if (!retries) {
 741                 ocr &= ~SD_OCR_S18R;
 742                 pr_warn("%s: Skipping voltage switch\n", mmc_hostname(host));
 743         }
 744
 745         /*
 746          * Since we're changing the OCR value, we seem to
 747          * need to tell some cards to go back to the idle
 748          * state.  We wait 1ms to give cards time to
 749          * respond.
 750          */
 751         mmc_go_idle(host);
 752
 753         /*
 754          * If SD_SEND_IF_COND indicates an SD 2.0
 755          * compliant card and we should set bit 30
 756          * of the ocr to indicate that we can handle
 757          * block-addressed SDHC cards.
 758          */
 759         err = mmc_send_if_cond(host, ocr);
 760         if (!err)
 761                 ocr |= SD_OCR_CCS;
 762
 763         /*
 764          * If the host supports one of UHS-I modes, request the card
 765          * to switch to 1.8V signaling level. If the card has failed
 766          * repeatedly to switch however, skip this.
 767          */
 768         if (retries && mmc_host_uhs(host))
 769                 ocr |= SD_OCR_S18R;
 770
 771         /*
 772          * If the host can supply more than 150mA at current voltage,
 773          * XPC should be set to 1.
 774          */
 775         max_current = sd_get_host_max_current(host);
 776         if (max_current > 150)
 777                 ocr |= SD_OCR_XPC;
 778
 779         err = mmc_send_app_op_cond(host, ocr, rocr);
 780         if (err)
 781                 return err;
 782
 783         /*
 784          * In case the S18A bit is set in the response, let's start the signal
 785          * voltage switch procedure. SPI mode doesn't support CMD11.
 786          * Note that, according to the spec, the S18A bit is not valid unless
 787          * the CCS bit is set as well. We deliberately deviate from the spec in
 788          * regards to this, which allows UHS-I to be supported for SDSC cards.
 789          */
 790         if (!mmc_host_is_spi(host) && rocr && (*rocr & 0x01000000)) {
 791                 err = mmc_set_uhs_voltage(host, pocr);
 792                 if (err == -EAGAIN) {
 793                         retries--;
 794                         goto try_again;
 795                 } else if (err) {
 796                         retries = 0;
 797                         goto try_again;
 798                 }
 799         }
 800
 801         err = mmc_send_cid(host, cid);
 802         return err;
 803 }
 804
 805 int mmc_sd_get_csd(struct mmc_host *host, struct mmc_card *card)
 806 {
 807         int err;
 808
 809         /*
 810          * Fetch CSD from card.
 811          */
 812         err = mmc_send_csd(card, card->raw_csd);
 813         if (err)
 814                 return err;
 815
 816         err = mmc_decode_csd(card);
 817         if (err)
 818                 return err;
 819
 820         return 0;
 821 }
 822
 823 static int mmc_sd_get_ro(struct mmc_host *host)
 824 {
 825         int ro;
 826
 827         /*
 828          * Some systems don't feature a write-protect pin and don't need one.
 829          * E.g. because they only have micro-SD card slot. For those systems
 830          * assume that the SD card is always read-write.
 831          */
 832         if (host->caps2 & MMC_CAP2_NO_WRITE_PROTECT)
 833                 return 0;
 834
 835         if (!host->ops->get_ro)
 836                 return -1;
 837
 838         ro = host->ops->get_ro(host);
 839
 840         return ro;
 841 }
 842
 843 int mmc_sd_setup_card(struct mmc_host *host, struct mmc_card *card,
 844         bool reinit)
 845 {
 846         int err;
 847
 848         if (!reinit) {
 849                 /*
 850                  * Fetch SCR from card.
 851                  */
 852                 err = mmc_app_send_scr(card);
 853                 if (err)
 854                         return err;
 855
 856                 err = mmc_decode_scr(card);
 857                 if (err)
 858                         return err;
 859
 860                 /*
 861                  * Fetch and process SD Status register.
 862                  */
 863                 err = mmc_read_ssr(card);
 864                 if (err)
 865                         return err;
 866
 867                 /* Erase init depends on CSD and SSR */
 868                 mmc_init_erase(card);
 869
 870                 /*
 871                  * Fetch switch information from card.
 872                  */
 873                 err = mmc_read_switch(card);
 874                 if (err)
 875                         return err;
 876         }
 877
 878         /*
 879          * For SPI, enable CRC as appropriate.
 880          * This CRC enable is located AFTER the reading of the
 881          * card registers because some SDHC cards are not able
 882          * to provide valid CRCs for non-512-byte blocks.
 883          */
 884         if (mmc_host_is_spi(host)) {
 885                 err = mmc_spi_set_crc(host, use_spi_crc);
 886                 if (err)
 887                         return err;
 888         }
 889
 890         /*
 891          * Check if read-only switch is active.
 892          */
 893         if (!reinit) {
 894                 int ro = mmc_sd_get_ro(host);
 895
 896                 if (ro < 0) {
 897                         pr_warn("%s: host does not support reading read-only switch, assuming write-enable\n",
 898                                 mmc_hostname(host));
 899                 } else if (ro > 0) {
 900                         mmc_card_set_readonly(card);
 901                 }
 902         }
 903
 904         return 0;
 905 }
 906
 907 unsigned mmc_sd_get_max_clock(struct mmc_card *card)
 908 {
 909         unsigned max_dtr = (unsigned int)-1;
 910
 911         if (mmc_card_hs(card)) {
 912                 if (max_dtr > card->sw_caps.hs_max_dtr)
 913                         max_dtr = card->sw_caps.hs_max_dtr;
 914         } else if (max_dtr > card->csd.max_dtr) {
 915                 max_dtr = card->csd.max_dtr;
 916         }
 917
 918         return max_dtr;
 919 }
 920
 921 static bool mmc_sd_card_using_v18(struct mmc_card *card)
 922 {
 923         /*
 924          * According to the SD spec., the Bus Speed Mode (function group 1) bits
 925          * 2 to 4 are zero if the card is initialized at 3.3V signal level. Thus
 926          * they can be used to determine if the card has already switched to
 927          * 1.8V signaling.
 928          */
 929         return card->sw_caps.sd3_bus_mode &
 930                (SD_MODE_UHS_SDR50 | SD_MODE_UHS_SDR104 | SD_MODE_UHS_DDR50);
 931 }
 932
 933 /*
 934  * Handle the detection and initialisation of a card.
 935  *
 936  * In the case of a resume, "oldcard" will contain the card
 937  * we're trying to reinitialise.
 938  */
 939 static int mmc_sd_init_card(struct mmc_host *host, u32 ocr,
 940         struct mmc_card *oldcard)
 941 {
 942         struct mmc_card *card;
 943         int err;
 944         u32 cid[4];
 945         u32 rocr = 0;
 946         bool v18_fixup_failed = false;
 947
 948         WARN_ON(!host->claimed);
 949 retry:
 950         err = mmc_sd_get_cid(host, ocr, cid, &rocr);
 951         if (err)
 952                 return err;
 953
 954         if (oldcard) {
 955                 if (memcmp(cid, oldcard->raw_cid, sizeof(cid)) != 0)
 956                         return -ENOENT;
 957
 958                 card = oldcard;
 959         } else {
 960                 /*
 961                  * Allocate card structure.
 962                  */
 963                 card = mmc_alloc_card(host, &sd_type);
 964                 if (IS_ERR(card))
 965                         return PTR_ERR(card);
 966
 967                 card->ocr = ocr;
 968                 card->type = MMC_TYPE_SD;
 969                 memcpy(card->raw_cid, cid, sizeof(card->raw_cid));
 970         }
 971
 972         /*
 973          * Call the optional HC's init_card function to handle quirks.
 974          */
 975         if (host->ops->init_card)
 976                 host->ops->init_card(host, card);
 977
 978         /*
 979          * For native busses:  get card RCA and quit open drain mode.
 980          */
 981         if (!mmc_host_is_spi(host)) {
 982                 err = mmc_send_relative_addr(host, &card->rca);
 983                 if (err)
 984                         goto free_card;
 985         }
 986
 987         if (!oldcard) {
 988                 err = mmc_sd_get_csd(host, card);
 989                 if (err)
 990                         goto free_card;
 991
 992                 mmc_decode_cid(card);
 993         }
 994
 995         /*
 996          * handling only for cards supporting DSR and hosts requesting
 997          * DSR configuration
 998          */
 999         if (card->csd.dsr_imp && host->dsr_req)
1000                 mmc_set_dsr(host);
1001
1002         /*
1003          * Select card, as all following commands rely on that.
1004          */
1005         if (!mmc_host_is_spi(host)) {
1006                 err = mmc_select_card(card);
1007                 if (err)
1008                         goto free_card;
1009         }
1010
1011         err = mmc_sd_setup_card(host, card, oldcard != NULL);
1012         if (err)
1013                 goto free_card;
1014
1015         /*
1016          * If the card has not been power cycled, it may still be using 1.8V
1017          * signaling. Detect that situation and try to initialize a UHS-I (1.8V)
1018          * transfer mode.
1019          */
1020         if (!v18_fixup_failed && !mmc_host_is_spi(host) && mmc_host_uhs(host) &&
1021             mmc_sd_card_using_v18(card) &&
1022             host->ios.signal_voltage != MMC_SIGNAL_VOLTAGE_180) {
1023                 /*
1024                  * Re-read switch information in case it has changed since
1025                  * oldcard was initialized.
1026                  */
1027                 if (oldcard) {
1028                         err = mmc_read_switch(card);
1029                         if (err)
1030                                 goto free_card;
1031                 }
1032                 if (mmc_sd_card_using_v18(card)) {
1033                         if (mmc_host_set_uhs_voltage(host) ||
1034                             mmc_sd_init_uhs_card(card)) {
1035                                 v18_fixup_failed = true;
1036                                 mmc_power_cycle(host, ocr);
1037                                 if (!oldcard)
1038                                         mmc_remove_card(card);
1039                                 goto retry;
1040                         }
1041                         goto done;
1042                 }
1043         }
1044
1045         /* Initialization sequence for UHS-I cards */
1046         if (rocr & SD_ROCR_S18A && mmc_host_uhs(host)) {
1047                 err = mmc_sd_init_uhs_card(card);
1048                 if (err)
1049                         goto free_card;
1050         } else {
1051                 /*
1052                  * Attempt to change to high-speed (if supported)
1053                  */
1054                 err = mmc_sd_switch_hs(card);
1055                 if (err > 0)
1056                         mmc_set_timing(card->host, MMC_TIMING_SD_HS);
1057                 else if (err)
1058                         goto free_card;
1059
1060                 /*
1061                  * Set bus speed.
1062                  */
1063                 mmc_set_clock(host, mmc_sd_get_max_clock(card));
1064
1065                 /*
1066                  * Switch to wider bus (if supported).
1067                  */
1068                 if ((host->caps & MMC_CAP_4_BIT_DATA) &&
1069                         (card->scr.bus_widths & SD_SCR_BUS_WIDTH_4)) {
1070                         err = mmc_app_set_bus_width(card, MMC_BUS_WIDTH_4);
1071                         if (err)
1072                                 goto free_card;
1073
1074                         mmc_set_bus_width(host, MMC_BUS_WIDTH_4);
1075                 }
1076         }
1077
1078         if (host->caps2 & MMC_CAP2_AVOID_3_3V &&
1079             host->ios.signal_voltage == MMC_SIGNAL_VOLTAGE_330) {
1080                 pr_err("%s: Host failed to negotiate down from 3.3V\n",
1081                         mmc_hostname(host));
1082                 err = -EINVAL;
1083                 goto free_card;
1084         }
1085 done:
1086         host->card = card;
1087         return 0;
1088
1089 free_card:
1090         if (!oldcard)
1091                 mmc_remove_card(card);
1092
1093         return err;
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Host is being removed. Free up the current card.
1098  */
1099 static void mmc_sd_remove(struct mmc_host *host)
1100 {
1101         mmc_remove_card(host->card);
1102         host->card = NULL;
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Card detection - card is alive.
1107  */
1108 static int mmc_sd_alive(struct mmc_host *host)
1109 {
1110         return mmc_send_status(host->card, NULL);
1111 }
1112
1113 /*
1114  * Card detection callback from host.
1115  */
1116 static void mmc_sd_detect(struct mmc_host *host)
1117 {
1118         int err;
1119
1120         mmc_get_card(host->card, NULL);
1121
1122         /*
1123          * Just check if our card has been removed.
1124          */
1125         err = _mmc_detect_card_removed(host);
1126
1127         mmc_put_card(host->card, NULL);
1128
1129         if (err) {
1130                 mmc_sd_remove(host);
1131
1132                 mmc_claim_host(host);
1133                 mmc_detach_bus(host);
1134                 mmc_power_off(host);
1135                 mmc_release_host(host);
1136         }
1137 }
1138
1139 static int _mmc_sd_suspend(struct mmc_host *host)
1140 {
1141         int err = 0;
1142
1143         mmc_claim_host(host);
1144
1145         if (mmc_card_suspended(host->card))
1146                 goto out;
1147
1148         if (!mmc_host_is_spi(host))
1149                 err = mmc_deselect_cards(host);
1150
1151         if (!err) {
1152                 mmc_power_off(host);
1153                 mmc_card_set_suspended(host->card);
1154         }
1155
1156 out:
1157         mmc_release_host(host);
1158         return err;
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Callback for suspend
1163  */
1164 static int mmc_sd_suspend(struct mmc_host *host)
1165 {
1166         int err;
1167
1168         err = _mmc_sd_suspend(host);
1169         if (!err) {
1170                 pm_runtime_disable(&host->card->dev);
1171                 pm_runtime_set_suspended(&host->card->dev);
1172         }
1173
1174         return err;
1175 }
1176
1177 /*
1178  * This function tries to determine if the same card is still present
1179  * and, if so, restore all state to it.
1180  */
1181 static int _mmc_sd_resume(struct mmc_host *host)
1182 {
1183         int err = 0;
1184
1185         mmc_claim_host(host);
1186
1187         if (!mmc_card_suspended(host->card))
1188                 goto out;
1189
1190         mmc_power_up(host, host->card->ocr);
1191         err = mmc_sd_init_card(host, host->card->ocr, host->card);
1192         mmc_card_clr_suspended(host->card);
1193
1194 out:
1195         mmc_release_host(host);
1196         return err;
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Callback for resume
1201  */
1202 static int mmc_sd_resume(struct mmc_host *host)
1203 {
1204         pm_runtime_enable(&host->card->dev);
1205         return 0;
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Callback for runtime_suspend.
1210  */
1211 static int mmc_sd_runtime_suspend(struct mmc_host *host)
1212 {
1213         int err;
1214
1215         if (!(host->caps & MMC_CAP_AGGRESSIVE_PM))
1216                 return 0;
1217
1218         err = _mmc_sd_suspend(host);
1219         if (err)
1220                 pr_err("%s: error %d doing aggressive suspend\n",
1221                         mmc_hostname(host), err);
1222
1223         return err;
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Callback for runtime_resume.
1228  */
1229 static int mmc_sd_runtime_resume(struct mmc_host *host)
1230 {
1231         int err;
1232
1233         err = _mmc_sd_resume(host);
1234         if (err && err != -ENOMEDIUM)
1235                 pr_err("%s: error %d doing runtime resume\n",
1236                         mmc_hostname(host), err);
1237
1238         return 0;
1239 }
1240
1241 static int mmc_sd_hw_reset(struct mmc_host *host)
1242 {
1243         mmc_power_cycle(host, host->card->ocr);
1244         return mmc_sd_init_card(host, host->card->ocr, host->card);
1245 }
1246
1247 static const struct mmc_bus_ops mmc_sd_ops = {
1248         .remove = mmc_sd_remove,
1249         .detect = mmc_sd_detect,
1250         .runtime_suspend = mmc_sd_runtime_suspend,
1251         .runtime_resume = mmc_sd_runtime_resume,
1252         .suspend = mmc_sd_suspend,
1253         .resume = mmc_sd_resume,
1254         .alive = mmc_sd_alive,
1255         .shutdown = mmc_sd_suspend,
1256         .hw_reset = mmc_sd_hw_reset,
1257 };
1258
1259 /*
1260  * Starting point for SD card init.
1261  */
1262 int mmc_attach_sd(struct mmc_host *host)
1263 {
1264         int err;
1265         u32 ocr, rocr;
1266
1267         WARN_ON(!host->claimed);
1268
1269         err = mmc_send_app_op_cond(host, 0, &ocr);
1270         if (err)
1271                 return err;
1272
1273         mmc_attach_bus(host, &mmc_sd_ops);
1274         if (host->ocr_avail_sd)
1275                 host->ocr_avail = host->ocr_avail_sd;
1276
1277         /*
1278          * We need to get OCR a different way for SPI.
1279          */
1280         if (mmc_host_is_spi(host)) {
1281                 mmc_go_idle(host);
1282
1283                 err = mmc_spi_read_ocr(host, 0, &ocr);
1284                 if (err)
1285                         goto err;
1286         }
1287
1288         /*
1289          * Some SD cards claims an out of spec VDD voltage range. Let's treat
1290          * these bits as being in-valid and especially also bit7.
1291          */
1292         ocr &= ~0x7FFF;
1293
1294         rocr = mmc_select_voltage(host, ocr);
1295
1296         /*
1297          * Can we support the voltage(s) of the card(s)?
1298          */
1299         if (!rocr) {
1300                 err = -EINVAL;
1301                 goto err;
1302         }
1303
1304         /*
1305          * Detect and init the card.
1306          */
1307         err = mmc_sd_init_card(host, rocr, NULL);
1308         if (err)
1309                 goto err;
1310
1311         mmc_release_host(host);
1312         err = mmc_add_card(host->card);
1313         if (err)
1314                 goto remove_card;
1315
1316         mmc_claim_host(host);
1317         return 0;
1318
1319 remove_card:
1320         mmc_remove_card(host->card);
1321         host->card = NULL;
1322         mmc_claim_host(host);
1323 err:
1324         mmc_detach_bus(host);
1325
1326         pr_err("%s: error %d whilst initialising SD card\n",
1327                 mmc_hostname(host), err);
1328
1329         return err;
1330 }