Linux-2.6.12-rc2
[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  * 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_DPLUS       0x0010  /* D+ high (line status) */
53 #define   USBPORTSC_DMINUS      0x0020  /* D- high (line status) */
54 #define   USBPORTSC_RD          0x0040  /* Resume Detect */
55 #define   USBPORTSC_RES1        0x0080  /* reserved, always 1 */
56 #define   USBPORTSC_LSDA        0x0100  /* Low Speed Device Attached */
57 #define   USBPORTSC_PR          0x0200  /* Port Reset */
58 /* OC and OCC from Intel 430TX and later (not UHCI 1.1d spec) */
59 #define   USBPORTSC_OC          0x0400  /* Over Current condition */
60 #define   USBPORTSC_OCC         0x0800  /* Over Current Change R/WC */
61 #define   USBPORTSC_SUSP        0x1000  /* Suspend */
62 #define   USBPORTSC_RES2        0x2000  /* reserved, write zeroes */
63 #define   USBPORTSC_RES3        0x4000  /* reserved, write zeroes */
64 #define   USBPORTSC_RES4        0x8000  /* reserved, write zeroes */
65
66 /* Legacy support register */
67 #define USBLEGSUP               0xc0
68 #define   USBLEGSUP_DEFAULT     0x2000  /* only PIRQ enable set */
69
70 #define UHCI_NULL_DATA_SIZE     0x7FF   /* for UHCI controller TD */
71
72 #define UHCI_PTR_BITS           cpu_to_le32(0x000F)
73 #define UHCI_PTR_TERM           cpu_to_le32(0x0001)
74 #define UHCI_PTR_QH             cpu_to_le32(0x0002)
75 #define UHCI_PTR_DEPTH          cpu_to_le32(0x0004)
76 #define UHCI_PTR_BREADTH        cpu_to_le32(0x0000)
77
78 #define UHCI_NUMFRAMES          1024    /* in the frame list [array] */
79 #define UHCI_MAX_SOF_NUMBER     2047    /* in an SOF packet */
80 #define CAN_SCHEDULE_FRAMES     1000    /* how far future frames can be scheduled */
81
82 struct uhci_frame_list {
83         __le32 frame[UHCI_NUMFRAMES];
84
85         void *frame_cpu[UHCI_NUMFRAMES];
86
87         dma_addr_t dma_handle;
88 };
89
90 struct urb_priv;
91
92 /*
93  * One role of a QH is to hold a queue of TDs for some endpoint.  Each QH is
94  * used with one URB, and qh->element (updated by the HC) is either:
95  *   - the next unprocessed TD for the URB, or
96  *   - UHCI_PTR_TERM (when there's no more traffic for this endpoint), or
97  *   - the QH for the next URB queued to the same endpoint.
98  *
99  * The other role of a QH is to serve as a "skeleton" framelist entry, so we
100  * can easily splice a QH for some endpoint into the schedule at the right
101  * place.  Then qh->element is UHCI_PTR_TERM.
102  *
103  * In the frame list, qh->link maintains a list of QHs seen by the HC:
104  *     skel1 --> ep1-qh --> ep2-qh --> ... --> skel2 --> ...
105  */
106 struct uhci_qh {
107         /* Hardware fields */
108         __le32 link;                    /* Next queue */
109         __le32 element;                 /* Queue element pointer */
110
111         /* Software fields */
112         dma_addr_t dma_handle;
113
114         struct usb_device *dev;
115         struct urb_priv *urbp;
116
117         struct list_head list;          /* P: uhci->frame_list_lock */
118         struct list_head remove_list;   /* P: uhci->remove_list_lock */
119 } __attribute__((aligned(16)));
120
121 /*
122  * We need a special accessor for the element pointer because it is
123  * subject to asynchronous updates by the controller
124  */
125 static __le32 inline qh_element(struct uhci_qh *qh) {
126         __le32 element = qh->element;
127
128         barrier();
129         return element;
130 }
131
132 /*
133  * for TD <status>:
134  */
135 #define TD_CTRL_SPD             (1 << 29)       /* Short Packet Detect */
136 #define TD_CTRL_C_ERR_MASK      (3 << 27)       /* Error Counter bits */
137 #define TD_CTRL_C_ERR_SHIFT     27
138 #define TD_CTRL_LS              (1 << 26)       /* Low Speed Device */
139 #define TD_CTRL_IOS             (1 << 25)       /* Isochronous Select */
140 #define TD_CTRL_IOC             (1 << 24)       /* Interrupt on Complete */
141 #define TD_CTRL_ACTIVE          (1 << 23)       /* TD Active */
142 #define TD_CTRL_STALLED         (1 << 22)       /* TD Stalled */
143 #define TD_CTRL_DBUFERR         (1 << 21)       /* Data Buffer Error */
144 #define TD_CTRL_BABBLE          (1 << 20)       /* Babble Detected */
145 #define TD_CTRL_NAK             (1 << 19)       /* NAK Received */
146 #define TD_CTRL_CRCTIMEO        (1 << 18)       /* CRC/Time Out Error */
147 #define TD_CTRL_BITSTUFF        (1 << 17)       /* Bit Stuff Error */
148 #define TD_CTRL_ACTLEN_MASK     0x7FF   /* actual length, encoded as n - 1 */
149
150 #define TD_CTRL_ANY_ERROR       (TD_CTRL_STALLED | TD_CTRL_DBUFERR | \
151                                  TD_CTRL_BABBLE | TD_CTRL_CRCTIME | TD_CTRL_BITSTUFF)
152
153 #define uhci_maxerr(err)                ((err) << TD_CTRL_C_ERR_SHIFT)
154 #define uhci_status_bits(ctrl_sts)      ((ctrl_sts) & 0xF60000)
155 #define uhci_actual_length(ctrl_sts)    (((ctrl_sts) + 1) & TD_CTRL_ACTLEN_MASK) /* 1-based */
156
157 /*
158  * for TD <info>: (a.k.a. Token)
159  */
160 #define td_token(td)            le32_to_cpu((td)->token)
161 #define TD_TOKEN_DEVADDR_SHIFT  8
162 #define TD_TOKEN_TOGGLE_SHIFT   19
163 #define TD_TOKEN_TOGGLE         (1 << 19)
164 #define TD_TOKEN_EXPLEN_SHIFT   21
165 #define TD_TOKEN_EXPLEN_MASK    0x7FF           /* expected length, encoded as n - 1 */
166 #define TD_TOKEN_PID_MASK       0xFF
167
168 #define uhci_explen(len)        ((len) << TD_TOKEN_EXPLEN_SHIFT)
169
170 #define uhci_expected_length(token) ((((token) >> 21) + 1) & TD_TOKEN_EXPLEN_MASK)
171 #define uhci_toggle(token)      (((token) >> TD_TOKEN_TOGGLE_SHIFT) & 1)
172 #define uhci_endpoint(token)    (((token) >> 15) & 0xf)
173 #define uhci_devaddr(token)     (((token) >> TD_TOKEN_DEVADDR_SHIFT) & 0x7f)
174 #define uhci_devep(token)       (((token) >> TD_TOKEN_DEVADDR_SHIFT) & 0x7ff)
175 #define uhci_packetid(token)    ((token) & TD_TOKEN_PID_MASK)
176 #define uhci_packetout(token)   (uhci_packetid(token) != USB_PID_IN)
177 #define uhci_packetin(token)    (uhci_packetid(token) == USB_PID_IN)
178
179 /*
180  * The documentation says "4 words for hardware, 4 words for software".
181  *
182  * That's silly, the hardware doesn't care. The hardware only cares that
183  * the hardware words are 16-byte aligned, and we can have any amount of
184  * sw space after the TD entry as far as I can tell.
185  *
186  * But let's just go with the documentation, at least for 32-bit machines.
187  * On 64-bit machines we probably want to take advantage of the fact that
188  * hw doesn't really care about the size of the sw-only area.
189  *
190  * Alas, not anymore, we have more than 4 words for software, woops.
191  * Everything still works tho, surprise! -jerdfelt
192  *
193  * td->link points to either another TD (not necessarily for the same urb or
194  * even the same endpoint), or nothing (PTR_TERM), or a QH (for queued urbs)
195  */
196 struct uhci_td {
197         /* Hardware fields */
198         __le32 link;
199         __le32 status;
200         __le32 token;
201         __le32 buffer;
202
203         /* Software fields */
204         dma_addr_t dma_handle;
205
206         struct usb_device *dev;
207         struct urb *urb;
208
209         struct list_head list;          /* P: urb->lock */
210         struct list_head remove_list;   /* P: uhci->td_remove_list_lock */
211
212         int frame;                      /* for iso: what frame? */
213         struct list_head fl_list;       /* P: uhci->frame_list_lock */
214 } __attribute__((aligned(16)));
215
216 /*
217  * We need a special accessor for the control/status word because it is
218  * subject to asynchronous updates by the controller
219  */
220 static u32 inline td_status(struct uhci_td *td) {
221         __le32 status = td->status;
222
223         barrier();
224         return le32_to_cpu(status);
225 }
226
227
228 /*
229  * The UHCI driver places Interrupt, Control and Bulk into QH's both
230  * to group together TD's for one transfer, and also to faciliate queuing
231  * of URB's. To make it easy to insert entries into the schedule, we have
232  * a skeleton of QH's for each predefined Interrupt latency, low-speed
233  * control, full-speed control and terminating QH (see explanation for
234  * the terminating QH below).
235  *
236  * When we want to add a new QH, we add it to the end of the list for the
237  * skeleton QH.
238  *
239  * For instance, the queue can look like this:
240  *
241  * skel int128 QH
242  * dev 1 interrupt QH
243  * dev 5 interrupt QH
244  * skel int64 QH
245  * skel int32 QH
246  * ...
247  * skel int1 QH
248  * skel low-speed control QH
249  * dev 5 control QH
250  * skel full-speed control QH
251  * skel bulk QH
252  * dev 1 bulk QH
253  * dev 2 bulk QH
254  * skel terminating QH
255  *
256  * The terminating QH is used for 2 reasons:
257  * - To place a terminating TD which is used to workaround a PIIX bug
258  *   (see Intel errata for explanation)
259  * - To loop back to the full-speed control queue for full-speed bandwidth
260  *   reclamation
261  *
262  * Isochronous transfers are stored before the start of the skeleton
263  * schedule and don't use QH's. While the UHCI spec doesn't forbid the
264  * use of QH's for Isochronous, it doesn't use them either. Since we don't
265  * need to use them either, we follow the spec diagrams in hope that it'll
266  * be more compatible with future UHCI implementations.
267  */
268
269 #define UHCI_NUM_SKELQH         12
270 #define skel_int128_qh          skelqh[0]
271 #define skel_int64_qh           skelqh[1]
272 #define skel_int32_qh           skelqh[2]
273 #define skel_int16_qh           skelqh[3]
274 #define skel_int8_qh            skelqh[4]
275 #define skel_int4_qh            skelqh[5]
276 #define skel_int2_qh            skelqh[6]
277 #define skel_int1_qh            skelqh[7]
278 #define skel_ls_control_qh      skelqh[8]
279 #define skel_fs_control_qh      skelqh[9]
280 #define skel_bulk_qh            skelqh[10]
281 #define skel_term_qh            skelqh[11]
282
283 /*
284  * Search tree for determining where <interval> fits in the skelqh[]
285  * skeleton.
286  *
287  * An interrupt request should be placed into the slowest skelqh[]
288  * which meets the interval/period/frequency requirement.
289  * An interrupt request is allowed to be faster than <interval> but not slower.
290  *
291  * For a given <interval>, this function returns the appropriate/matching
292  * skelqh[] index value.
293  */
294 static inline int __interval_to_skel(int interval)
295 {
296         if (interval < 16) {
297                 if (interval < 4) {
298                         if (interval < 2)
299                                 return 7;       /* int1 for 0-1 ms */
300                         return 6;               /* int2 for 2-3 ms */
301                 }
302                 if (interval < 8)
303                         return 5;               /* int4 for 4-7 ms */
304                 return 4;                       /* int8 for 8-15 ms */
305         }
306         if (interval < 64) {
307                 if (interval < 32)
308                         return 3;               /* int16 for 16-31 ms */
309                 return 2;                       /* int32 for 32-63 ms */
310         }
311         if (interval < 128)
312                 return 1;                       /* int64 for 64-127 ms */
313         return 0;                               /* int128 for 128-255 ms (Max.) */
314 }
315
316 /*
317  * Device states for the host controller.
318  *
319  * To prevent "bouncing" in the presence of electrical noise,
320  * we insist on a 1-second "grace" period, before switching to
321  * the RUNNING or SUSPENDED states, during which the state is
322  * not allowed to change.
323  *
324  * The resume process is divided into substates in order to avoid
325  * potentially length delays during the timer handler.
326  *
327  * States in which the host controller is halted must have values <= 0.
328  */
329 enum uhci_state {
330         UHCI_RESET,
331         UHCI_RUNNING_GRACE,             /* Before RUNNING */
332         UHCI_RUNNING,                   /* The normal state */
333         UHCI_SUSPENDING_GRACE,          /* Before SUSPENDED */
334         UHCI_SUSPENDED = -10,           /* When no devices are attached */
335         UHCI_RESUMING_1,
336         UHCI_RESUMING_2
337 };
338
339 /*
340  * This describes the full uhci information.
341  *
342  * Note how the "proper" USB information is just
343  * a subset of what the full implementation needs.
344  */
345 struct uhci_hcd {
346
347         /* debugfs */
348         struct dentry *dentry;
349
350         /* Grabbed from PCI */
351         unsigned long io_addr;
352
353         struct dma_pool *qh_pool;
354         struct dma_pool *td_pool;
355
356         struct usb_bus *bus;
357
358         struct uhci_td *term_td;        /* Terminating TD, see UHCI bug */
359         struct uhci_qh *skelqh[UHCI_NUM_SKELQH];        /* Skeleton QH's */
360
361         spinlock_t lock;
362         struct uhci_frame_list *fl;             /* P: uhci->lock */
363         int fsbr;                               /* Full-speed bandwidth reclamation */
364         unsigned long fsbrtimeout;              /* FSBR delay */
365
366         enum uhci_state state;                  /* FIXME: needs a spinlock */
367         unsigned long state_end;                /* Time of next transition */
368         unsigned int frame_number;              /* As of last check */
369         unsigned int is_stopped;
370 #define UHCI_IS_STOPPED         9999            /* Larger than a frame # */
371
372         unsigned int scan_in_progress:1;        /* Schedule scan is running */
373         unsigned int need_rescan:1;             /* Redo the schedule scan */
374         unsigned int resume_detect:1;           /* Need a Global Resume */
375
376         /* Support for port suspend/resume/reset */
377         unsigned long port_c_suspend;           /* Bit-arrays of ports */
378         unsigned long suspended_ports;
379         unsigned long resuming_ports;
380         unsigned long ports_timeout;            /* Time to stop signalling */
381
382         /* Main list of URB's currently controlled by this HC */
383         struct list_head urb_list;              /* P: uhci->lock */
384
385         /* List of QH's that are done, but waiting to be unlinked (race) */
386         struct list_head qh_remove_list;        /* P: uhci->lock */
387         unsigned int qh_remove_age;             /* Age in frames */
388
389         /* List of TD's that are done, but waiting to be freed (race) */
390         struct list_head td_remove_list;        /* P: uhci->lock */
391         unsigned int td_remove_age;             /* Age in frames */
392
393         /* List of asynchronously unlinked URB's */
394         struct list_head urb_remove_list;       /* P: uhci->lock */
395         unsigned int urb_remove_age;            /* Age in frames */
396
397         /* List of URB's awaiting completion callback */
398         struct list_head complete_list;         /* P: uhci->lock */
399
400         int rh_numports;
401
402         struct timer_list stall_timer;
403
404         wait_queue_head_t waitqh;               /* endpoint_disable waiters */
405 };
406
407 /* Convert between a usb_hcd pointer and the corresponding uhci_hcd */
408 static inline struct uhci_hcd *hcd_to_uhci(struct usb_hcd *hcd)
409 {
410         return (struct uhci_hcd *) (hcd->hcd_priv);
411 }
412 static inline struct usb_hcd *uhci_to_hcd(struct uhci_hcd *uhci)
413 {
414         return container_of((void *) uhci, struct usb_hcd, hcd_priv);
415 }
416
417 #define uhci_dev(u)     (uhci_to_hcd(u)->self.controller)
418
419 struct urb_priv {
420         struct list_head urb_list;
421
422         struct urb *urb;
423
424         struct uhci_qh *qh;             /* QH for this URB */
425         struct list_head td_list;       /* P: urb->lock */
426
427         unsigned fsbr : 1;              /* URB turned on FSBR */
428         unsigned fsbr_timeout : 1;      /* URB timed out on FSBR */
429         unsigned queued : 1;            /* QH was queued (not linked in) */
430         unsigned short_control_packet : 1;      /* If we get a short packet during */
431                                                 /*  a control transfer, retrigger */
432                                                 /*  the status phase */
433
434         unsigned long inserttime;       /* In jiffies */
435         unsigned long fsbrtime;         /* In jiffies */
436
437         struct list_head queue_list;    /* P: uhci->frame_list_lock */
438 };
439
440 /*
441  * Locking in uhci.c
442  *
443  * Almost everything relating to the hardware schedule and processing
444  * of URBs is protected by uhci->lock.  urb->status is protected by
445  * urb->lock; that's the one exception.
446  *
447  * To prevent deadlocks, never lock uhci->lock while holding urb->lock.
448  * The safe order of locking is:
449  *
450  * #1 uhci->lock
451  * #2 urb->lock
452  */
453
454 #endif