USB: at91-ohci, handle extra at91sam9261 ahb clock
[safe/jmp/linux-2.6] / 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 /*
12  * Universal Host Controller Interface data structures and defines
13  */
14
15 /* Command register */
16 #define USBCMD          0
17 #define   USBCMD_RS             0x0001  /* Run/Stop */
18 #define   USBCMD_HCRESET        0x0002  /* Host reset */
19 #define   USBCMD_GRESET         0x0004  /* Global reset */
20 #define   USBCMD_EGSM           0x0008  /* Global Suspend Mode */
21 #define   USBCMD_FGR            0x0010  /* Force Global Resume */
22 #define   USBCMD_SWDBG          0x0020  /* SW Debug mode */
23 #define   USBCMD_CF             0x0040  /* Config Flag (sw only) */
24 #define   USBCMD_MAXP           0x0080  /* Max Packet (0 = 32, 1 = 64) */
25
26 /* Status register */
27 #define USBSTS          2
28 #define   USBSTS_USBINT         0x0001  /* Interrupt due to IOC */
29 #define   USBSTS_ERROR          0x0002  /* Interrupt due to error */
30 #define   USBSTS_RD             0x0004  /* Resume Detect */
31 #define   USBSTS_HSE            0x0008  /* Host System Error: PCI problems */
32 #define   USBSTS_HCPE           0x0010  /* Host Controller Process Error:
33                                          * the schedule is buggy */
34 #define   USBSTS_HCH            0x0020  /* HC Halted */
35
36 /* Interrupt enable register */
37 #define USBINTR         4
38 #define   USBINTR_TIMEOUT       0x0001  /* Timeout/CRC error enable */
39 #define   USBINTR_RESUME        0x0002  /* Resume interrupt enable */
40 #define   USBINTR_IOC           0x0004  /* Interrupt On Complete enable */
41 #define   USBINTR_SP            0x0008  /* Short packet interrupt enable */
42
43 #define USBFRNUM        6
44 #define USBFLBASEADD    8
45 #define USBSOF          12
46 #define   USBSOF_DEFAULT        64      /* Frame length is exactly 1 ms */
47
48 /* USB port status and control registers */
49 #define USBPORTSC1      16
50 #define USBPORTSC2      18
51 #define   USBPORTSC_CCS         0x0001  /* Current Connect Status
52                                          * ("device present") */
53 #define   USBPORTSC_CSC         0x0002  /* Connect Status Change */
54 #define   USBPORTSC_PE          0x0004  /* Port Enable */
55 #define   USBPORTSC_PEC         0x0008  /* Port Enable Change */
56 #define   USBPORTSC_DPLUS       0x0010  /* D+ high (line status) */
57 #define   USBPORTSC_DMINUS      0x0020  /* D- high (line status) */
58 #define   USBPORTSC_RD          0x0040  /* Resume Detect */
59 #define   USBPORTSC_RES1        0x0080  /* reserved, always 1 */
60 #define   USBPORTSC_LSDA        0x0100  /* Low Speed Device Attached */
61 #define   USBPORTSC_PR          0x0200  /* Port Reset */
62 /* OC and OCC from Intel 430TX and later (not UHCI 1.1d spec) */
63 #define   USBPORTSC_OC          0x0400  /* Over Current condition */
64 #define   USBPORTSC_OCC         0x0800  /* Over Current Change R/WC */
65 #define   USBPORTSC_SUSP        0x1000  /* Suspend */
66 #define   USBPORTSC_RES2        0x2000  /* reserved, write zeroes */
67 #define   USBPORTSC_RES3        0x4000  /* reserved, write zeroes */
68 #define   USBPORTSC_RES4        0x8000  /* reserved, write zeroes */
69
70 /* Legacy support register */
71 #define USBLEGSUP               0xc0
72 #define   USBLEGSUP_DEFAULT     0x2000  /* only PIRQ enable set */
73 #define   USBLEGSUP_RWC         0x8f00  /* the R/WC bits */
74 #define   USBLEGSUP_RO          0x5040  /* R/O and reserved bits */
75
76 #define UHCI_PTR_BITS           __constant_cpu_to_le32(0x000F)
77 #define UHCI_PTR_TERM           __constant_cpu_to_le32(0x0001)
78 #define UHCI_PTR_QH             __constant_cpu_to_le32(0x0002)
79 #define UHCI_PTR_DEPTH          __constant_cpu_to_le32(0x0004)
80 #define UHCI_PTR_BREADTH        __constant_cpu_to_le32(0x0000)
81
82 #define UHCI_NUMFRAMES          1024    /* in the frame list [array] */
83 #define UHCI_MAX_SOF_NUMBER     2047    /* in an SOF packet */
84 #define CAN_SCHEDULE_FRAMES     1000    /* how far in the future frames
85                                          * can be scheduled */
86 #define MAX_PHASE               32      /* Periodic scheduling length */
87
88 /* When no queues need Full-Speed Bandwidth Reclamation,
89  * delay this long before turning FSBR off */
90 #define FSBR_OFF_DELAY          msecs_to_jiffies(10)
91
92 /* If a queue hasn't advanced after this much time, assume it is stuck */
93 #define QH_WAIT_TIMEOUT         msecs_to_jiffies(200)
94
95
96 /*
97  *      Queue Headers
98  */
99
100 /*
101  * One role of a QH is to hold a queue of TDs for some endpoint.  One QH goes
102  * with each endpoint, and qh->element (updated by the HC) is either:
103  *   - the next unprocessed TD in the endpoint's queue, or
104  *   - UHCI_PTR_TERM (when there's no more traffic for this endpoint).
105  *
106  * The other role of a QH is to serve as a "skeleton" framelist entry, so we
107  * can easily splice a QH for some endpoint into the schedule at the right
108  * place.  Then qh->element is UHCI_PTR_TERM.
109  *
110  * In the schedule, qh->link maintains a list of QHs seen by the HC:
111  *     skel1 --> ep1-qh --> ep2-qh --> ... --> skel2 --> ...
112  *
113  * qh->node is the software equivalent of qh->link.  The differences
114  * are that the software list is doubly-linked and QHs in the UNLINKING
115  * state are on the software list but not the hardware schedule.
116  *
117  * For bookkeeping purposes we maintain QHs even for Isochronous endpoints,
118  * but they never get added to the hardware schedule.
119  */
120 #define QH_STATE_IDLE           1       /* QH is not being used */
121 #define QH_STATE_UNLINKING      2       /* QH has been removed from the
122                                          * schedule but the hardware may
123                                          * still be using it */
124 #define QH_STATE_ACTIVE         3       /* QH is on the schedule */
125
126 struct uhci_qh {
127         /* Hardware fields */
128         __le32 link;                    /* Next QH in the schedule */
129         __le32 element;                 /* Queue element (TD) pointer */
130
131         /* Software fields */
132         struct list_head node;          /* Node in the list of QHs */
133         struct usb_host_endpoint *hep;  /* Endpoint information */
134         struct usb_device *udev;
135         struct list_head queue;         /* Queue of urbps for this QH */
136         struct uhci_qh *skel;           /* Skeleton for this QH */
137         struct uhci_td *dummy_td;       /* Dummy TD to end the queue */
138         struct uhci_td *post_td;        /* Last TD completed */
139
140         struct usb_iso_packet_descriptor *iso_packet_desc;
141                                         /* Next urb->iso_frame_desc entry */
142         unsigned long advance_jiffies;  /* Time of last queue advance */
143         unsigned int unlink_frame;      /* When the QH was unlinked */
144         unsigned int period;            /* For Interrupt and Isochronous QHs */
145         short phase;                    /* Between 0 and period-1 */
146         short load;                     /* Periodic time requirement, in us */
147         unsigned int iso_frame;         /* Frame # for iso_packet_desc */
148         int iso_status;                 /* Status for Isochronous URBs */
149
150         int state;                      /* QH_STATE_xxx; see above */
151         int type;                       /* Queue type (control, bulk, etc) */
152
153         dma_addr_t dma_handle;
154
155         unsigned int initial_toggle:1;  /* Endpoint's current toggle value */
156         unsigned int needs_fixup:1;     /* Must fix the TD toggle values */
157         unsigned int is_stopped:1;      /* Queue was stopped by error/unlink */
158         unsigned int wait_expired:1;    /* QH_WAIT_TIMEOUT has expired */
159         unsigned int bandwidth_reserved:1;      /* Periodic bandwidth has
160                                                  * been allocated */
161 } __attribute__((aligned(16)));
162
163 /*
164  * We need a special accessor for the element pointer because it is
165  * subject to asynchronous updates by the controller.
166  */
167 static inline __le32 qh_element(struct uhci_qh *qh) {
168         __le32 element = qh->element;
169
170         barrier();
171         return element;
172 }
173
174
175 /*
176  *      Transfer Descriptors
177  */
178
179 /*
180  * for TD <status>:
181  */
182 #define TD_CTRL_SPD             (1 << 29)       /* Short Packet Detect */
183 #define TD_CTRL_C_ERR_MASK      (3 << 27)       /* Error Counter bits */
184 #define TD_CTRL_C_ERR_SHIFT     27
185 #define TD_CTRL_LS              (1 << 26)       /* Low Speed Device */
186 #define TD_CTRL_IOS             (1 << 25)       /* Isochronous Select */
187 #define TD_CTRL_IOC             (1 << 24)       /* Interrupt on Complete */
188 #define TD_CTRL_ACTIVE          (1 << 23)       /* TD Active */
189 #define TD_CTRL_STALLED         (1 << 22)       /* TD Stalled */
190 #define TD_CTRL_DBUFERR         (1 << 21)       /* Data Buffer Error */
191 #define TD_CTRL_BABBLE          (1 << 20)       /* Babble Detected */
192 #define TD_CTRL_NAK             (1 << 19)       /* NAK Received */
193 #define TD_CTRL_CRCTIMEO        (1 << 18)       /* CRC/Time Out Error */
194 #define TD_CTRL_BITSTUFF        (1 << 17)       /* Bit Stuff Error */
195 #define TD_CTRL_ACTLEN_MASK     0x7FF   /* actual length, encoded as n - 1 */
196
197 #define TD_CTRL_ANY_ERROR       (TD_CTRL_STALLED | TD_CTRL_DBUFERR | \
198                                  TD_CTRL_BABBLE | TD_CTRL_CRCTIME | \
199                                  TD_CTRL_BITSTUFF)
200
201 #define uhci_maxerr(err)                ((err) << TD_CTRL_C_ERR_SHIFT)
202 #define uhci_status_bits(ctrl_sts)      ((ctrl_sts) & 0xF60000)
203 #define uhci_actual_length(ctrl_sts)    (((ctrl_sts) + 1) & \
204                         TD_CTRL_ACTLEN_MASK)    /* 1-based */
205
206 /*
207  * for TD <info>: (a.k.a. Token)
208  */
209 #define td_token(td)            le32_to_cpu((td)->token)
210 #define TD_TOKEN_DEVADDR_SHIFT  8
211 #define TD_TOKEN_TOGGLE_SHIFT   19
212 #define TD_TOKEN_TOGGLE         (1 << 19)
213 #define TD_TOKEN_EXPLEN_SHIFT   21
214 #define TD_TOKEN_EXPLEN_MASK    0x7FF   /* expected length, encoded as n-1 */
215 #define TD_TOKEN_PID_MASK       0xFF
216
217 #define uhci_explen(len)        ((((len) - 1) & TD_TOKEN_EXPLEN_MASK) << \
218                                         TD_TOKEN_EXPLEN_SHIFT)
219
220 #define uhci_expected_length(token) ((((token) >> TD_TOKEN_EXPLEN_SHIFT) + \
221                                         1) & TD_TOKEN_EXPLEN_MASK)
222 #define uhci_toggle(token)      (((token) >> TD_TOKEN_TOGGLE_SHIFT) & 1)
223 #define uhci_endpoint(token)    (((token) >> 15) & 0xf)
224 #define uhci_devaddr(token)     (((token) >> TD_TOKEN_DEVADDR_SHIFT) & 0x7f)
225 #define uhci_devep(token)       (((token) >> TD_TOKEN_DEVADDR_SHIFT) & 0x7ff)
226 #define uhci_packetid(token)    ((token) & TD_TOKEN_PID_MASK)
227 #define uhci_packetout(token)   (uhci_packetid(token) != USB_PID_IN)
228 #define uhci_packetin(token)    (uhci_packetid(token) == USB_PID_IN)
229
230 /*
231  * The documentation says "4 words for hardware, 4 words for software".
232  *
233  * That's silly, the hardware doesn't care. The hardware only cares that
234  * the hardware words are 16-byte aligned, and we can have any amount of
235  * sw space after the TD entry.
236  *
237  * td->link points to either another TD (not necessarily for the same urb or
238  * even the same endpoint), or nothing (PTR_TERM), or a QH.
239  */
240 struct uhci_td {
241         /* Hardware fields */
242         __le32 link;
243         __le32 status;
244         __le32 token;
245         __le32 buffer;
246
247         /* Software fields */
248         dma_addr_t dma_handle;
249
250         struct list_head list;
251
252         int frame;                      /* for iso: what frame? */
253         struct list_head fl_list;
254 } __attribute__((aligned(16)));
255
256 /*
257  * We need a special accessor for the control/status word because it is
258  * subject to asynchronous updates by the controller.
259  */
260 static inline u32 td_status(struct uhci_td *td) {
261         __le32 status = td->status;
262
263         barrier();
264         return le32_to_cpu(status);
265 }
266
267
268 /*
269  *      Skeleton Queue Headers
270  */
271
272 /*
273  * The UHCI driver uses QHs with Interrupt, Control and Bulk URBs for
274  * automatic queuing. To make it easy to insert entries into the schedule,
275  * we have a skeleton of QHs for each predefined Interrupt latency,
276  * low-speed control, full-speed control, bulk, and terminating QH
277  * (see explanation for the terminating QH below).
278  *
279  * When we want to add a new QH, we add it to the end of the list for the
280  * skeleton QH.  For instance, the schedule list can look like this:
281  *
282  * skel int128 QH
283  * dev 1 interrupt QH
284  * dev 5 interrupt QH
285  * skel int64 QH
286  * skel int32 QH
287  * ...
288  * skel int1 QH
289  * skel low-speed control QH
290  * dev 5 control QH
291  * skel full-speed control QH
292  * skel bulk QH
293  * dev 1 bulk QH
294  * dev 2 bulk QH
295  * skel terminating QH
296  *
297  * The terminating QH is used for 2 reasons:
298  * - To place a terminating TD which is used to workaround a PIIX bug
299  *   (see Intel errata for explanation), and
300  * - To loop back to the full-speed control queue for full-speed bandwidth
301  *   reclamation.
302  *
303  * There's a special skeleton QH for Isochronous QHs.  It never appears
304  * on the schedule, and Isochronous TDs go on the schedule before the
305  * the skeleton QHs.  The hardware accesses them directly rather than
306  * through their QH, which is used only for bookkeeping purposes.
307  * While the UHCI spec doesn't forbid the use of QHs for Isochronous,
308  * it doesn't use them either.  And the spec says that queues never
309  * advance on an error completion status, which makes them totally
310  * unsuitable for Isochronous transfers.
311  */
312
313 #define UHCI_NUM_SKELQH         14
314 #define skel_unlink_qh          skelqh[0]
315 #define skel_iso_qh             skelqh[1]
316 #define skel_int128_qh          skelqh[2]
317 #define skel_int64_qh           skelqh[3]
318 #define skel_int32_qh           skelqh[4]
319 #define skel_int16_qh           skelqh[5]
320 #define skel_int8_qh            skelqh[6]
321 #define skel_int4_qh            skelqh[7]
322 #define skel_int2_qh            skelqh[8]
323 #define skel_int1_qh            skelqh[9]
324 #define skel_ls_control_qh      skelqh[10]
325 #define skel_fs_control_qh      skelqh[11]
326 #define skel_bulk_qh            skelqh[12]
327 #define skel_term_qh            skelqh[13]
328
329 /* Find the skelqh entry corresponding to an interval exponent */
330 #define UHCI_SKEL_INDEX(exponent)       (9 - exponent)
331
332
333 /*
334  *      The UHCI controller and root hub
335  */
336
337 /*
338  * States for the root hub:
339  *
340  * To prevent "bouncing" in the presence of electrical noise,
341  * when there are no devices attached we delay for 1 second in the
342  * RUNNING_NODEVS state before switching to the AUTO_STOPPED state.
343  * 
344  * (Note that the AUTO_STOPPED state won't be necessary once the hub
345  * driver learns to autosuspend.)
346  */
347 enum uhci_rh_state {
348         /* In the following states the HC must be halted.
349          * These two must come first. */
350         UHCI_RH_RESET,
351         UHCI_RH_SUSPENDED,
352
353         UHCI_RH_AUTO_STOPPED,
354         UHCI_RH_RESUMING,
355
356         /* In this state the HC changes from running to halted,
357          * so it can legally appear either way. */
358         UHCI_RH_SUSPENDING,
359
360         /* In the following states it's an error if the HC is halted.
361          * These two must come last. */
362         UHCI_RH_RUNNING,                /* The normal state */
363         UHCI_RH_RUNNING_NODEVS,         /* Running with no devices attached */
364 };
365
366 /*
367  * The full UHCI controller information:
368  */
369 struct uhci_hcd {
370
371         /* debugfs */
372         struct dentry *dentry;
373
374         /* Grabbed from PCI */
375         unsigned long io_addr;
376
377         struct dma_pool *qh_pool;
378         struct dma_pool *td_pool;
379
380         struct uhci_td *term_td;        /* Terminating TD, see UHCI bug */
381         struct uhci_qh *skelqh[UHCI_NUM_SKELQH];        /* Skeleton QHs */
382         struct uhci_qh *next_qh;        /* Next QH to scan */
383
384         spinlock_t lock;
385
386         dma_addr_t frame_dma_handle;    /* Hardware frame list */
387         __le32 *frame;
388         void **frame_cpu;               /* CPU's frame list */
389
390         enum uhci_rh_state rh_state;
391         unsigned long auto_stop_time;           /* When to AUTO_STOP */
392
393         unsigned int frame_number;              /* As of last check */
394         unsigned int is_stopped;
395 #define UHCI_IS_STOPPED         9999            /* Larger than a frame # */
396         unsigned int last_iso_frame;            /* Frame of last scan */
397         unsigned int cur_iso_frame;             /* Frame for current scan */
398
399         unsigned int scan_in_progress:1;        /* Schedule scan is running */
400         unsigned int need_rescan:1;             /* Redo the schedule scan */
401         unsigned int dead:1;                    /* Controller has died */
402         unsigned int working_RD:1;              /* Suspended root hub doesn't
403                                                    need to be polled */
404         unsigned int is_initialized:1;          /* Data structure is usable */
405         unsigned int fsbr_is_on:1;              /* FSBR is turned on */
406         unsigned int fsbr_is_wanted:1;          /* Does any URB want FSBR? */
407         unsigned int fsbr_expiring:1;           /* FSBR is timing out */
408
409         struct timer_list fsbr_timer;           /* For turning off FBSR */
410
411         /* Support for port suspend/resume/reset */
412         unsigned long port_c_suspend;           /* Bit-arrays of ports */
413         unsigned long resuming_ports;
414         unsigned long ports_timeout;            /* Time to stop signalling */
415
416         struct list_head idle_qh_list;          /* Where the idle QHs live */
417
418         int rh_numports;                        /* Number of root-hub ports */
419
420         wait_queue_head_t waitqh;               /* endpoint_disable waiters */
421         int num_waiting;                        /* Number of waiters */
422
423         int total_load;                         /* Sum of array values */
424         short load[MAX_PHASE];                  /* Periodic allocations */
425 };
426
427 /* Convert between a usb_hcd pointer and the corresponding uhci_hcd */
428 static inline struct uhci_hcd *hcd_to_uhci(struct usb_hcd *hcd)
429 {
430         return (struct uhci_hcd *) (hcd->hcd_priv);
431 }
432 static inline struct usb_hcd *uhci_to_hcd(struct uhci_hcd *uhci)
433 {
434         return container_of((void *) uhci, struct usb_hcd, hcd_priv);
435 }
436
437 #define uhci_dev(u)     (uhci_to_hcd(u)->self.controller)
438
439 /* Utility macro for comparing frame numbers */
440 #define uhci_frame_before_eq(f1, f2)    (0 <= (int) ((f2) - (f1)))
441
442
443 /*
444  *      Private per-URB data
445  */
446 struct urb_priv {
447         struct list_head node;          /* Node in the QH's urbp list */
448
449         struct urb *urb;
450
451         struct uhci_qh *qh;             /* QH for this URB */
452         struct list_head td_list;
453
454         unsigned fsbr:1;                /* URB wants FSBR */
455 };
456
457
458 /*
459  * Locking in uhci.c
460  *
461  * Almost everything relating to the hardware schedule and processing
462  * of URBs is protected by uhci->lock.  urb->status is protected by
463  * urb->lock; that's the one exception.
464  *
465  * To prevent deadlocks, never lock uhci->lock while holding urb->lock.
466  * The safe order of locking is:
467  *
468  * #1 uhci->lock
469  * #2 urb->lock
470  */
471
472
473 /* Some special IDs */
474
475 #define PCI_VENDOR_ID_GENESYS           0x17a0
476 #define PCI_DEVICE_ID_GL880S_UHCI       0x8083
477
478 #endif