4ace4585dbdb4067a2073fbeeec5c8f2cedf5e5a
[linux-flexiantxendom0-3.2.10.git] / drivers / usb / host / uhci-hcd.h
1 #ifndef __LINUX_UHCI_HCD_H
2 #define __LINUX_UHCI_HCD_H
3
4 #include <linux/list.h>
5 #include <linux/usb.h>
6
7 #define usb_packetid(pipe)      (usb_pipein(pipe) ? USB_PID_IN : USB_PID_OUT)
8 #define PIPE_DEVEP_MASK         0x0007ff00
9
10 /*
11  * Universal Host Controller Interface data structures and defines
12  */
13
14 /* Command register */
15 #define USBCMD          0
16 #define   USBCMD_RS             0x0001  /* Run/Stop */
17 #define   USBCMD_HCRESET        0x0002  /* Host reset */
18 #define   USBCMD_GRESET         0x0004  /* Global reset */
19 #define   USBCMD_EGSM           0x0008  /* Global Suspend Mode */
20 #define   USBCMD_FGR            0x0010  /* Force Global Resume */
21 #define   USBCMD_SWDBG          0x0020  /* SW Debug mode */
22 #define   USBCMD_CF             0x0040  /* Config Flag (sw only) */
23 #define   USBCMD_MAXP           0x0080  /* Max Packet (0 = 32, 1 = 64) */
24
25 /* Status register */
26 #define USBSTS          2
27 #define   USBSTS_USBINT         0x0001  /* Interrupt due to IOC */
28 #define   USBSTS_ERROR          0x0002  /* Interrupt due to error */
29 #define   USBSTS_RD             0x0004  /* Resume Detect */
30 #define   USBSTS_HSE            0x0008  /* Host System Error - basically PCI problems */
31 #define   USBSTS_HCPE           0x0010  /* Host Controller Process Error - the scripts were buggy */
32 #define   USBSTS_HCH            0x0020  /* HC Halted */
33
34 /* Interrupt enable register */
35 #define USBINTR         4
36 #define   USBINTR_TIMEOUT       0x0001  /* Timeout/CRC error enable */
37 #define   USBINTR_RESUME        0x0002  /* Resume interrupt enable */
38 #define   USBINTR_IOC           0x0004  /* Interrupt On Complete enable */
39 #define   USBINTR_SP            0x0008  /* Short packet interrupt enable */
40
41 #define USBFRNUM        6
42 #define USBFLBASEADD    8
43 #define USBSOF          12
44
45 /* USB port status and control registers */
46 #define USBPORTSC1      16
47 #define USBPORTSC2      18
48 #define   USBPORTSC_CCS         0x0001  /* Current Connect Status ("device present") */
49 #define   USBPORTSC_CSC         0x0002  /* Connect Status Change */
50 #define   USBPORTSC_PE          0x0004  /* Port Enable */
51 #define   USBPORTSC_PEC         0x0008  /* Port Enable Change */
52 #define   USBPORTSC_LS          0x0030  /* Line Status */
53 #define   USBPORTSC_RD          0x0040  /* Resume Detect */
54 #define   USBPORTSC_LSDA        0x0100  /* Low Speed Device Attached */
55 #define   USBPORTSC_PR          0x0200  /* Port Reset */
56 #define   USBPORTSC_OC          0x0400  /* Over Current condition */
57 #define   USBPORTSC_SUSP        0x1000  /* Suspend */
58
59 /* Legacy support register */
60 #define USBLEGSUP               0xc0
61 #define   USBLEGSUP_DEFAULT     0x2000  /* only PIRQ enable set */
62
63 #define UHCI_NULL_DATA_SIZE     0x7FF   /* for UHCI controller TD */
64
65 #define UHCI_PTR_BITS           cpu_to_le32(0x000F)
66 #define UHCI_PTR_TERM           cpu_to_le32(0x0001)
67 #define UHCI_PTR_QH             cpu_to_le32(0x0002)
68 #define UHCI_PTR_DEPTH          cpu_to_le32(0x0004)
69 #define UHCI_PTR_BREADTH        cpu_to_le32(0x0000)
70
71 #define UHCI_NUMFRAMES          1024    /* in the frame list [array] */
72 #define UHCI_MAX_SOF_NUMBER     2047    /* in an SOF packet */
73 #define CAN_SCHEDULE_FRAMES     1000    /* how far future frames can be scheduled */
74
75 struct uhci_frame_list {
76         __u32 frame[UHCI_NUMFRAMES];
77
78         void *frame_cpu[UHCI_NUMFRAMES];
79
80         dma_addr_t dma_handle;
81 };
82
83 struct urb_priv;
84
85 /*
86  * One role of a QH is to hold a queue of TDs for some endpoint.  Each QH is
87  * used with one URB, and qh->element (updated by the HC) is either:
88  *   - the next unprocessed TD for the URB, or
89  *   - UHCI_PTR_TERM (when there's no more traffic for this endpoint), or
90  *   - the QH for the next URB queued to the same endpoint.
91  *
92  * The other role of a QH is to serve as a "skeleton" framelist entry, so we
93  * can easily splice a QH for some endpoint into the schedule at the right
94  * place.  Then qh->element is UHCI_PTR_TERM.
95  *
96  * In the frame list, qh->link maintains a list of QHs seen by the HC:
97  *     skel1 --> ep1-qh --> ep2-qh --> ... --> skel2 --> ...
98  */
99 struct uhci_qh {
100         /* Hardware fields */
101         __u32 link;                     /* Next queue */
102         __u32 element;                  /* Queue element pointer */
103
104         /* Software fields */
105         dma_addr_t dma_handle;
106
107         struct usb_device *dev;
108         struct urb_priv *urbp;
109
110         struct list_head list;          /* P: uhci->frame_list_lock */
111         struct list_head remove_list;   /* P: uhci->remove_list_lock */
112 } __attribute__((aligned(16)));
113
114 /*
115  * for TD <status>:
116  */
117 #define td_status(td)           le32_to_cpu((td)->status)
118 #define TD_CTRL_SPD             (1 << 29)       /* Short Packet Detect */
119 #define TD_CTRL_C_ERR_MASK      (3 << 27)       /* Error Counter bits */
120 #define TD_CTRL_C_ERR_SHIFT     27
121 #define TD_CTRL_LS              (1 << 26)       /* Low Speed Device */
122 #define TD_CTRL_IOS             (1 << 25)       /* Isochronous Select */
123 #define TD_CTRL_IOC             (1 << 24)       /* Interrupt on Complete */
124 #define TD_CTRL_ACTIVE          (1 << 23)       /* TD Active */
125 #define TD_CTRL_STALLED         (1 << 22)       /* TD Stalled */
126 #define TD_CTRL_DBUFERR         (1 << 21)       /* Data Buffer Error */
127 #define TD_CTRL_BABBLE          (1 << 20)       /* Babble Detected */
128 #define TD_CTRL_NAK             (1 << 19)       /* NAK Received */
129 #define TD_CTRL_CRCTIMEO        (1 << 18)       /* CRC/Time Out Error */
130 #define TD_CTRL_BITSTUFF        (1 << 17)       /* Bit Stuff Error */
131 #define TD_CTRL_ACTLEN_MASK     0x7FF   /* actual length, encoded as n - 1 */
132
133 #define TD_CTRL_ANY_ERROR       (TD_CTRL_STALLED | TD_CTRL_DBUFERR | \
134                                  TD_CTRL_BABBLE | TD_CTRL_CRCTIME | TD_CTRL_BITSTUFF)
135
136 #define uhci_maxerr(err)                ((err) << TD_CTRL_C_ERR_SHIFT)
137 #define uhci_status_bits(ctrl_sts)      ((ctrl_sts) & 0xFE0000)
138 #define uhci_actual_length(ctrl_sts)    (((ctrl_sts) + 1) & TD_CTRL_ACTLEN_MASK) /* 1-based */
139
140 /*
141  * for TD <info>: (a.k.a. Token)
142  */
143 #define td_token(td)            le32_to_cpu((td)->token)
144 #define TD_TOKEN_DEVADDR_SHIFT  8
145 #define TD_TOKEN_TOGGLE_SHIFT   19
146 #define TD_TOKEN_TOGGLE         (1 << 19)
147 #define TD_TOKEN_EXPLEN_SHIFT   21
148 #define TD_TOKEN_EXPLEN_MASK    0x7FF           /* expected length, encoded as n - 1 */
149 #define TD_TOKEN_PID_MASK       0xFF
150
151 #define uhci_explen(len)        ((len) << TD_TOKEN_EXPLEN_SHIFT)
152
153 #define uhci_expected_length(token) ((((token) >> 21) + 1) & TD_TOKEN_EXPLEN_MASK)
154 #define uhci_toggle(token)      (((token) >> TD_TOKEN_TOGGLE_SHIFT) & 1)
155 #define uhci_endpoint(token)    (((token) >> 15) & 0xf)
156 #define uhci_devaddr(token)     (((token) >> TD_TOKEN_DEVADDR_SHIFT) & 0x7f)
157 #define uhci_devep(token)       (((token) >> TD_TOKEN_DEVADDR_SHIFT) & 0x7ff)
158 #define uhci_packetid(token)    ((token) & TD_TOKEN_PID_MASK)
159 #define uhci_packetout(token)   (uhci_packetid(token) != USB_PID_IN)
160 #define uhci_packetin(token)    (uhci_packetid(token) == USB_PID_IN)
161
162 /*
163  * The documentation says "4 words for hardware, 4 words for software".
164  *
165  * That's silly, the hardware doesn't care. The hardware only cares that
166  * the hardware words are 16-byte aligned, and we can have any amount of
167  * sw space after the TD entry as far as I can tell.
168  *
169  * But let's just go with the documentation, at least for 32-bit machines.
170  * On 64-bit machines we probably want to take advantage of the fact that
171  * hw doesn't really care about the size of the sw-only area.
172  *
173  * Alas, not anymore, we have more than 4 words for software, woops.
174  * Everything still works tho, surprise! -jerdfelt
175  *
176  * td->link points to either another TD (not necessarily for the same urb or
177  * even the same endpoint), or nothing (PTR_TERM), or a QH (for queued urbs)
178  */
179 struct uhci_td {
180         /* Hardware fields */
181         __u32 link;
182         __u32 status;
183         __u32 token;
184         __u32 buffer;
185
186         /* Software fields */
187         dma_addr_t dma_handle;
188
189         struct usb_device *dev;
190         struct urb *urb;
191
192         struct list_head list;          /* P: urb->lock */
193         struct list_head remove_list;   /* P: uhci->td_remove_list_lock */
194
195         int frame;                      /* for iso: what frame? */
196         struct list_head fl_list;       /* P: uhci->frame_list_lock */
197 } __attribute__((aligned(16)));
198
199 /*
200  * The UHCI driver places Interrupt, Control and Bulk into QH's both
201  * to group together TD's for one transfer, and also to faciliate queuing
202  * of URB's. To make it easy to insert entries into the schedule, we have
203  * a skeleton of QH's for each predefined Interrupt latency, low speed
204  * control, high speed control and terminating QH (see explanation for
205  * the terminating QH below).
206  *
207  * When we want to add a new QH, we add it to the end of the list for the
208  * skeleton QH.
209  *
210  * For instance, the queue can look like this:
211  *
212  * skel int128 QH
213  * dev 1 interrupt QH
214  * dev 5 interrupt QH
215  * skel int64 QH
216  * skel int32 QH
217  * ...
218  * skel int1 QH
219  * skel low speed control QH
220  * dev 5 control QH
221  * skel high speed control QH
222  * skel bulk QH
223  * dev 1 bulk QH
224  * dev 2 bulk QH
225  * skel terminating QH
226  *
227  * The terminating QH is used for 2 reasons:
228  * - To place a terminating TD which is used to workaround a PIIX bug
229  *   (see Intel errata for explanation)
230  * - To loop back to the high speed control queue for full speed bandwidth
231  *   reclamation
232  *
233  * Isochronous transfers are stored before the start of the skeleton
234  * schedule and don't use QH's. While the UHCI spec doesn't forbid the
235  * use of QH's for Isochronous, it doesn't use them either. Since we don't
236  * need to use them either, we follow the spec diagrams in hope that it'll
237  * be more compatible with future UHCI implementations.
238  */
239
240 #define UHCI_NUM_SKELQH         12
241 #define skel_int128_qh          skelqh[0]
242 #define skel_int64_qh           skelqh[1]
243 #define skel_int32_qh           skelqh[2]
244 #define skel_int16_qh           skelqh[3]
245 #define skel_int8_qh            skelqh[4]
246 #define skel_int4_qh            skelqh[5]
247 #define skel_int2_qh            skelqh[6]
248 #define skel_int1_qh            skelqh[7]
249 #define skel_ls_control_qh      skelqh[8]
250 #define skel_hs_control_qh      skelqh[9]
251 #define skel_bulk_qh            skelqh[10]
252 #define skel_term_qh            skelqh[11]
253
254 /*
255  * Search tree for determining where <interval> fits in the skelqh[]
256  * skeleton.
257  *
258  * An interrupt request should be placed into the slowest skelqh[]
259  * which meets the interval/period/frequency requirement.
260  * An interrupt request is allowed to be faster than <interval> but not slower.
261  *
262  * For a given <interval>, this function returns the appropriate/matching
263  * skelqh[] index value.
264  */
265 static inline int __interval_to_skel(int interval)
266 {
267         if (interval < 16) {
268                 if (interval < 4) {
269                         if (interval < 2)
270                                 return 7;       /* int1 for 0-1 ms */
271                         return 6;               /* int2 for 2-3 ms */
272                 }
273                 if (interval < 8)
274                         return 5;               /* int4 for 4-7 ms */
275                 return 4;                       /* int8 for 8-15 ms */
276         }
277         if (interval < 64) {
278                 if (interval < 32)
279                         return 3;               /* int16 for 16-31 ms */
280                 return 2;                       /* int32 for 32-63 ms */
281         }
282         if (interval < 128)
283                 return 1;                       /* int64 for 64-127 ms */
284         return 0;                               /* int128 for 128-255 ms (Max.) */
285 }
286
287 /*
288  * Device states for the host controller.
289  *
290  * To prevent "bouncing" in the presence of electrical noise,
291  * we insist on a 1-second "grace" period, before switching to
292  * the RUNNING or SUSPENDED states, during which the state is
293  * not allowed to change.
294  *
295  * The resume process is divided into substates in order to avoid
296  * potentially length delays during the timer handler.
297  *
298  * States in which the host controller is halted must have values <= 0.
299  */
300 enum uhci_state {
301         UHCI_RESET,
302         UHCI_RUNNING_GRACE,             /* Before RUNNING */
303         UHCI_RUNNING,                   /* The normal state */
304         UHCI_SUSPENDING_GRACE,          /* Before SUSPENDED */
305         UHCI_SUSPENDED = -10,           /* When no devices are attached */
306         UHCI_RESUMING_1,
307         UHCI_RESUMING_2
308 };
309
310 #define hcd_to_uhci(hcd_ptr) container_of(hcd_ptr, struct uhci_hcd, hcd)
311
312 /*
313  * This describes the full uhci information.
314  *
315  * Note how the "proper" USB information is just
316  * a subset of what the full implementation needs.
317  */
318 struct uhci_hcd {
319         struct usb_hcd hcd;
320
321 #ifdef CONFIG_PROC_FS
322         /* procfs */
323         struct proc_dir_entry *proc_entry;
324 #endif
325
326         /* Grabbed from PCI */
327         unsigned long io_addr;
328
329         struct pci_pool *qh_pool;
330         struct pci_pool *td_pool;
331
332         struct usb_bus *bus;
333
334         struct uhci_td *term_td;        /* Terminating TD, see UHCI bug */
335         struct uhci_qh *skelqh[UHCI_NUM_SKELQH];        /* Skeleton QH's */
336
337         spinlock_t frame_list_lock;
338         struct uhci_frame_list *fl;             /* P: uhci->frame_list_lock */
339         int fsbr;                               /* Full speed bandwidth reclamation */
340         unsigned long fsbrtimeout;              /* FSBR delay */
341
342         enum uhci_state state;                  /* FIXME: needs a spinlock */
343         unsigned long state_end;                /* Time of next transition */
344         int resume_detect;                      /* Need a Global Resume */
345
346         /* Main list of URB's currently controlled by this HC */
347         spinlock_t urb_list_lock;
348         struct list_head urb_list;              /* P: uhci->urb_list_lock */
349
350         /* List of QH's that are done, but waiting to be unlinked (race) */
351         spinlock_t qh_remove_list_lock;
352         struct list_head qh_remove_list;        /* P: uhci->qh_remove_list_lock */
353
354         /* List of TD's that are done, but waiting to be freed (race) */
355         spinlock_t td_remove_list_lock;
356         struct list_head td_remove_list;        /* P: uhci->td_remove_list_lock */
357
358         /* List of asynchronously unlinked URB's */
359         spinlock_t urb_remove_list_lock;
360         struct list_head urb_remove_list;       /* P: uhci->urb_remove_list_lock */
361
362         /* List of URB's awaiting completion callback */
363         spinlock_t complete_list_lock;
364         struct list_head complete_list;         /* P: uhci->complete_list_lock */
365
366         int rh_numports;
367
368         struct timer_list stall_timer;
369 };
370
371 struct urb_priv {
372         struct list_head urb_list;
373
374         struct urb *urb;
375
376         struct uhci_qh *qh;             /* QH for this URB */
377         struct list_head td_list;       /* P: urb->lock */
378
379         int fsbr : 1;                   /* URB turned on FSBR */
380         int fsbr_timeout : 1;           /* URB timed out on FSBR */
381         int queued : 1;                 /* QH was queued (not linked in) */
382         int short_control_packet : 1;   /* If we get a short packet during */
383                                         /*  a control transfer, retrigger */
384                                         /*  the status phase */
385
386         int status;                     /* Final status */
387
388         unsigned long inserttime;       /* In jiffies */
389         unsigned long fsbrtime;         /* In jiffies */
390
391         struct list_head queue_list;    /* P: uhci->frame_list_lock */
392         struct list_head complete_list; /* P: uhci->complete_list_lock */
393 };
394
395 /*
396  * Locking in uhci.c
397  *
398  * spinlocks are used extensively to protect the many lists and data
399  * structures we have. It's not that pretty, but it's necessary. We
400  * need to be done with all of the locks (except complete_list_lock) when
401  * we call urb->complete. I've tried to make it simple enough so I don't
402  * have to spend hours racking my brain trying to figure out if the
403  * locking is safe.
404  *
405  * Here's the safe locking order to prevent deadlocks:
406  *
407  * #1 uhci->urb_list_lock
408  * #2 urb->lock
409  * #3 uhci->urb_remove_list_lock, uhci->frame_list_lock, 
410  *   uhci->qh_remove_list_lock
411  * #4 uhci->complete_list_lock
412  *
413  * If you're going to grab 2 or more locks at once, ALWAYS grab the lock
414  * at the lowest level FIRST and NEVER grab locks at the same level at the
415  * same time.
416  * 
417  * So, if you need uhci->urb_list_lock, grab it before you grab urb->lock
418  */
419
420 #endif
421