Merge master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/gregkh/pci-2.6
[linux-2.6] / drivers / usb / core / urb.c
1 #include <linux/module.h>
2 #include <linux/string.h>
3 #include <linux/bitops.h>
4 #include <linux/slab.h>
5 #include <linux/init.h>
6 #include <linux/usb.h>
7 #include "hcd.h"
8
9 #define to_urb(d) container_of(d, struct urb, kref)
10
11 static void urb_destroy(struct kref *kref)
12 {
13         struct urb *urb = to_urb(kref);
14         kfree(urb);
15 }
16
17 /**
18  * usb_init_urb - initializes a urb so that it can be used by a USB driver
19  * @urb: pointer to the urb to initialize
20  *
21  * Initializes a urb so that the USB subsystem can use it properly.
22  *
23  * If a urb is created with a call to usb_alloc_urb() it is not
24  * necessary to call this function.  Only use this if you allocate the
25  * space for a struct urb on your own.  If you call this function, be
26  * careful when freeing the memory for your urb that it is no longer in
27  * use by the USB core.
28  *
29  * Only use this function if you _really_ understand what you are doing.
30  */
31 void usb_init_urb(struct urb *urb)
32 {
33         if (urb) {
34                 memset(urb, 0, sizeof(*urb));
35                 kref_init(&urb->kref);
36                 spin_lock_init(&urb->lock);
37         }
38 }
39
40 /**
41  * usb_alloc_urb - creates a new urb for a USB driver to use
42  * @iso_packets: number of iso packets for this urb
43  * @mem_flags: the type of memory to allocate, see kmalloc() for a list of
44  *      valid options for this.
45  *
46  * Creates an urb for the USB driver to use, initializes a few internal
47  * structures, incrementes the usage counter, and returns a pointer to it.
48  *
49  * If no memory is available, NULL is returned.
50  *
51  * If the driver want to use this urb for interrupt, control, or bulk
52  * endpoints, pass '0' as the number of iso packets.
53  *
54  * The driver must call usb_free_urb() when it is finished with the urb.
55  */
56 struct urb *usb_alloc_urb(int iso_packets, gfp_t mem_flags)
57 {
58         struct urb *urb;
59
60         urb = kmalloc(sizeof(struct urb) +
61                 iso_packets * sizeof(struct usb_iso_packet_descriptor),
62                 mem_flags);
63         if (!urb) {
64                 err("alloc_urb: kmalloc failed");
65                 return NULL;
66         }
67         usb_init_urb(urb);
68         return urb;
69 }
70
71 /**
72  * usb_free_urb - frees the memory used by a urb when all users of it are finished
73  * @urb: pointer to the urb to free, may be NULL
74  *
75  * Must be called when a user of a urb is finished with it.  When the last user
76  * of the urb calls this function, the memory of the urb is freed.
77  *
78  * Note: The transfer buffer associated with the urb is not freed, that must be
79  * done elsewhere.
80  */
81 void usb_free_urb(struct urb *urb)
82 {
83         if (urb)
84                 kref_put(&urb->kref, urb_destroy);
85 }
86
87 /**
88  * usb_get_urb - increments the reference count of the urb
89  * @urb: pointer to the urb to modify, may be NULL
90  *
91  * This must be  called whenever a urb is transferred from a device driver to a
92  * host controller driver.  This allows proper reference counting to happen
93  * for urbs.
94  *
95  * A pointer to the urb with the incremented reference counter is returned.
96  */
97 struct urb * usb_get_urb(struct urb *urb)
98 {
99         if (urb)
100                 kref_get(&urb->kref);
101         return urb;
102 }
103                 
104                 
105 /*-------------------------------------------------------------------*/
106
107 /**
108  * usb_submit_urb - issue an asynchronous transfer request for an endpoint
109  * @urb: pointer to the urb describing the request
110  * @mem_flags: the type of memory to allocate, see kmalloc() for a list
111  *      of valid options for this.
112  *
113  * This submits a transfer request, and transfers control of the URB
114  * describing that request to the USB subsystem.  Request completion will
115  * be indicated later, asynchronously, by calling the completion handler.
116  * The three types of completion are success, error, and unlink
117  * (a software-induced fault, also called "request cancellation").  
118  *
119  * URBs may be submitted in interrupt context.
120  *
121  * The caller must have correctly initialized the URB before submitting
122  * it.  Functions such as usb_fill_bulk_urb() and usb_fill_control_urb() are
123  * available to ensure that most fields are correctly initialized, for
124  * the particular kind of transfer, although they will not initialize
125  * any transfer flags.
126  *
127  * Successful submissions return 0; otherwise this routine returns a
128  * negative error number.  If the submission is successful, the complete()
129  * callback from the URB will be called exactly once, when the USB core and
130  * Host Controller Driver (HCD) are finished with the URB.  When the completion
131  * function is called, control of the URB is returned to the device
132  * driver which issued the request.  The completion handler may then
133  * immediately free or reuse that URB.
134  *
135  * With few exceptions, USB device drivers should never access URB fields
136  * provided by usbcore or the HCD until its complete() is called.
137  * The exceptions relate to periodic transfer scheduling.  For both
138  * interrupt and isochronous urbs, as part of successful URB submission
139  * urb->interval is modified to reflect the actual transfer period used
140  * (normally some power of two units).  And for isochronous urbs,
141  * urb->start_frame is modified to reflect when the URB's transfers were
142  * scheduled to start.  Not all isochronous transfer scheduling policies
143  * will work, but most host controller drivers should easily handle ISO
144  * queues going from now until 10-200 msec into the future.
145  *
146  * For control endpoints, the synchronous usb_control_msg() call is
147  * often used (in non-interrupt context) instead of this call.
148  * That is often used through convenience wrappers, for the requests
149  * that are standardized in the USB 2.0 specification.  For bulk
150  * endpoints, a synchronous usb_bulk_msg() call is available.
151  *
152  * Request Queuing:
153  *
154  * URBs may be submitted to endpoints before previous ones complete, to
155  * minimize the impact of interrupt latencies and system overhead on data
156  * throughput.  With that queuing policy, an endpoint's queue would never
157  * be empty.  This is required for continuous isochronous data streams,
158  * and may also be required for some kinds of interrupt transfers. Such
159  * queuing also maximizes bandwidth utilization by letting USB controllers
160  * start work on later requests before driver software has finished the
161  * completion processing for earlier (successful) requests.
162  *
163  * As of Linux 2.6, all USB endpoint transfer queues support depths greater
164  * than one.  This was previously a HCD-specific behavior, except for ISO
165  * transfers.  Non-isochronous endpoint queues are inactive during cleanup
166  * after faults (transfer errors or cancellation).
167  *
168  * Reserved Bandwidth Transfers:
169  *
170  * Periodic transfers (interrupt or isochronous) are performed repeatedly,
171  * using the interval specified in the urb.  Submitting the first urb to
172  * the endpoint reserves the bandwidth necessary to make those transfers.
173  * If the USB subsystem can't allocate sufficient bandwidth to perform
174  * the periodic request, submitting such a periodic request should fail.
175  *
176  * Device drivers must explicitly request that repetition, by ensuring that
177  * some URB is always on the endpoint's queue (except possibly for short
178  * periods during completion callacks).  When there is no longer an urb
179  * queued, the endpoint's bandwidth reservation is canceled.  This means
180  * drivers can use their completion handlers to ensure they keep bandwidth
181  * they need, by reinitializing and resubmitting the just-completed urb
182  * until the driver longer needs that periodic bandwidth.
183  *
184  * Memory Flags:
185  *
186  * The general rules for how to decide which mem_flags to use
187  * are the same as for kmalloc.  There are four
188  * different possible values; GFP_KERNEL, GFP_NOFS, GFP_NOIO and
189  * GFP_ATOMIC.
190  *
191  * GFP_NOFS is not ever used, as it has not been implemented yet.
192  *
193  * GFP_ATOMIC is used when
194  *   (a) you are inside a completion handler, an interrupt, bottom half,
195  *       tasklet or timer, or
196  *   (b) you are holding a spinlock or rwlock (does not apply to
197  *       semaphores), or
198  *   (c) current->state != TASK_RUNNING, this is the case only after
199  *       you've changed it.
200  * 
201  * GFP_NOIO is used in the block io path and error handling of storage
202  * devices.
203  *
204  * All other situations use GFP_KERNEL.
205  *
206  * Some more specific rules for mem_flags can be inferred, such as
207  *  (1) start_xmit, timeout, and receive methods of network drivers must
208  *      use GFP_ATOMIC (they are called with a spinlock held);
209  *  (2) queuecommand methods of scsi drivers must use GFP_ATOMIC (also
210  *      called with a spinlock held);
211  *  (3) If you use a kernel thread with a network driver you must use
212  *      GFP_NOIO, unless (b) or (c) apply;
213  *  (4) after you have done a down() you can use GFP_KERNEL, unless (b) or (c)
214  *      apply or your are in a storage driver's block io path;
215  *  (5) USB probe and disconnect can use GFP_KERNEL unless (b) or (c) apply; and
216  *  (6) changing firmware on a running storage or net device uses
217  *      GFP_NOIO, unless b) or c) apply
218  *
219  */
220 int usb_submit_urb(struct urb *urb, gfp_t mem_flags)
221 {
222         int                     pipe, temp, max;
223         struct usb_device       *dev;
224         int                     is_out;
225
226         if (!urb || urb->hcpriv || !urb->complete)
227                 return -EINVAL;
228         if (!(dev = urb->dev) ||
229             (dev->state < USB_STATE_DEFAULT) ||
230             (!dev->bus) || (dev->devnum <= 0))
231                 return -ENODEV;
232         if (dev->bus->controller->power.power_state.event != PM_EVENT_ON
233                         || dev->state == USB_STATE_SUSPENDED)
234                 return -EHOSTUNREACH;
235
236         urb->status = -EINPROGRESS;
237         urb->actual_length = 0;
238
239         /* Lots of sanity checks, so HCDs can rely on clean data
240          * and don't need to duplicate tests
241          */
242         pipe = urb->pipe;
243         temp = usb_pipetype(pipe);
244         is_out = usb_pipeout(pipe);
245
246         if (!usb_pipecontrol(pipe) && dev->state < USB_STATE_CONFIGURED)
247                 return -ENODEV;
248
249         /* FIXME there should be a sharable lock protecting us against
250          * config/altsetting changes and disconnects, kicking in here.
251          * (here == before maxpacket, and eventually endpoint type,
252          * checks get made.)
253          */
254
255         max = usb_maxpacket(dev, pipe, is_out);
256         if (max <= 0) {
257                 dev_dbg(&dev->dev,
258                         "bogus endpoint ep%d%s in %s (bad maxpacket %d)\n",
259                         usb_pipeendpoint(pipe), is_out ? "out" : "in",
260                         __FUNCTION__, max);
261                 return -EMSGSIZE;
262         }
263
264         /* periodic transfers limit size per frame/uframe,
265          * but drivers only control those sizes for ISO.
266          * while we're checking, initialize return status.
267          */
268         if (temp == PIPE_ISOCHRONOUS) {
269                 int     n, len;
270
271                 /* "high bandwidth" mode, 1-3 packets/uframe? */
272                 if (dev->speed == USB_SPEED_HIGH) {
273                         int     mult = 1 + ((max >> 11) & 0x03);
274                         max &= 0x07ff;
275                         max *= mult;
276                 }
277
278                 if (urb->number_of_packets <= 0)                    
279                         return -EINVAL;
280                 for (n = 0; n < urb->number_of_packets; n++) {
281                         len = urb->iso_frame_desc[n].length;
282                         if (len < 0 || len > max) 
283                                 return -EMSGSIZE;
284                         urb->iso_frame_desc[n].status = -EXDEV;
285                         urb->iso_frame_desc[n].actual_length = 0;
286                 }
287         }
288
289         /* the I/O buffer must be mapped/unmapped, except when length=0 */
290         if (urb->transfer_buffer_length < 0)
291                 return -EMSGSIZE;
292
293 #ifdef DEBUG
294         /* stuff that drivers shouldn't do, but which shouldn't
295          * cause problems in HCDs if they get it wrong.
296          */
297         {
298         unsigned int    orig_flags = urb->transfer_flags;
299         unsigned int    allowed;
300
301         /* enforce simple/standard policy */
302         allowed = (URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP | URB_NO_SETUP_DMA_MAP |
303                         URB_NO_INTERRUPT);
304         switch (temp) {
305         case PIPE_BULK:
306                 if (is_out)
307                         allowed |= URB_ZERO_PACKET;
308                 /* FALLTHROUGH */
309         case PIPE_CONTROL:
310                 allowed |= URB_NO_FSBR; /* only affects UHCI */
311                 /* FALLTHROUGH */
312         default:                        /* all non-iso endpoints */
313                 if (!is_out)
314                         allowed |= URB_SHORT_NOT_OK;
315                 break;
316         case PIPE_ISOCHRONOUS:
317                 allowed |= URB_ISO_ASAP;
318                 break;
319         }
320         urb->transfer_flags &= allowed;
321
322         /* fail if submitter gave bogus flags */
323         if (urb->transfer_flags != orig_flags) {
324                 err("BOGUS urb flags, %x --> %x",
325                         orig_flags, urb->transfer_flags);
326                 return -EINVAL;
327         }
328         }
329 #endif
330         /*
331          * Force periodic transfer intervals to be legal values that are
332          * a power of two (so HCDs don't need to).
333          *
334          * FIXME want bus->{intr,iso}_sched_horizon values here.  Each HC
335          * supports different values... this uses EHCI/UHCI defaults (and
336          * EHCI can use smaller non-default values).
337          */
338         switch (temp) {
339         case PIPE_ISOCHRONOUS:
340         case PIPE_INTERRUPT:
341                 /* too small? */
342                 if (urb->interval <= 0)
343                         return -EINVAL;
344                 /* too big? */
345                 switch (dev->speed) {
346                 case USB_SPEED_HIGH:    /* units are microframes */
347                         // NOTE usb handles 2^15
348                         if (urb->interval > (1024 * 8))
349                                 urb->interval = 1024 * 8;
350                         temp = 1024 * 8;
351                         break;
352                 case USB_SPEED_FULL:    /* units are frames/msec */
353                 case USB_SPEED_LOW:
354                         if (temp == PIPE_INTERRUPT) {
355                                 if (urb->interval > 255)
356                                         return -EINVAL;
357                                 // NOTE ohci only handles up to 32
358                                 temp = 128;
359                         } else {
360                                 if (urb->interval > 1024)
361                                         urb->interval = 1024;
362                                 // NOTE usb and ohci handle up to 2^15
363                                 temp = 1024;
364                         }
365                         break;
366                 default:
367                         return -EINVAL;
368                 }
369                 /* power of two? */
370                 while (temp > urb->interval)
371                         temp >>= 1;
372                 urb->interval = temp;
373         }
374
375         return usb_hcd_submit_urb(urb, mem_flags);
376 }
377
378 /*-------------------------------------------------------------------*/
379
380 /**
381  * usb_unlink_urb - abort/cancel a transfer request for an endpoint
382  * @urb: pointer to urb describing a previously submitted request,
383  *      may be NULL
384  *
385  * This routine cancels an in-progress request.  URBs complete only
386  * once per submission, and may be canceled only once per submission.
387  * Successful cancellation means the requests's completion handler will
388  * be called with a status code indicating that the request has been
389  * canceled (rather than any other code) and will quickly be removed
390  * from host controller data structures.
391  *
392  * This request is always asynchronous.
393  * Success is indicated by returning -EINPROGRESS,
394  * at which time the URB will normally have been unlinked but not yet
395  * given back to the device driver.  When it is called, the completion
396  * function will see urb->status == -ECONNRESET.  Failure is indicated
397  * by any other return value.  Unlinking will fail when the URB is not
398  * currently "linked" (i.e., it was never submitted, or it was unlinked
399  * before, or the hardware is already finished with it), even if the
400  * completion handler has not yet run.
401  *
402  * Unlinking and Endpoint Queues:
403  *
404  * Host Controller Drivers (HCDs) place all the URBs for a particular
405  * endpoint in a queue.  Normally the queue advances as the controller
406  * hardware processes each request.  But when an URB terminates with an
407  * error its queue stops, at least until that URB's completion routine
408  * returns.  It is guaranteed that the queue will not restart until all
409  * its unlinked URBs have been fully retired, with their completion
410  * routines run, even if that's not until some time after the original
411  * completion handler returns.  Normally the same behavior and guarantees
412  * apply when an URB terminates because it was unlinked; however if an
413  * URB is unlinked before the hardware has started to execute it, then
414  * its queue is not guaranteed to stop until all the preceding URBs have
415  * completed.
416  *
417  * This means that USB device drivers can safely build deep queues for
418  * large or complex transfers, and clean them up reliably after any sort
419  * of aborted transfer by unlinking all pending URBs at the first fault.
420  *
421  * Note that an URB terminating early because a short packet was received
422  * will count as an error if and only if the URB_SHORT_NOT_OK flag is set.
423  * Also, that all unlinks performed in any URB completion handler must
424  * be asynchronous.
425  *
426  * Queues for isochronous endpoints are treated differently, because they
427  * advance at fixed rates.  Such queues do not stop when an URB is unlinked.
428  * An unlinked URB may leave a gap in the stream of packets.  It is undefined
429  * whether such gaps can be filled in.
430  *
431  * When a control URB terminates with an error, it is likely that the
432  * status stage of the transfer will not take place, even if it is merely
433  * a soft error resulting from a short-packet with URB_SHORT_NOT_OK set.
434  */
435 int usb_unlink_urb(struct urb *urb)
436 {
437         if (!urb)
438                 return -EINVAL;
439         if (!(urb->dev && urb->dev->bus))
440                 return -ENODEV;
441         return usb_hcd_unlink_urb(urb, -ECONNRESET);
442 }
443
444 /**
445  * usb_kill_urb - cancel a transfer request and wait for it to finish
446  * @urb: pointer to URB describing a previously submitted request,
447  *      may be NULL
448  *
449  * This routine cancels an in-progress request.  It is guaranteed that
450  * upon return all completion handlers will have finished and the URB
451  * will be totally idle and available for reuse.  These features make
452  * this an ideal way to stop I/O in a disconnect() callback or close()
453  * function.  If the request has not already finished or been unlinked
454  * the completion handler will see urb->status == -ENOENT.
455  *
456  * While the routine is running, attempts to resubmit the URB will fail
457  * with error -EPERM.  Thus even if the URB's completion handler always
458  * tries to resubmit, it will not succeed and the URB will become idle.
459  *
460  * This routine may not be used in an interrupt context (such as a bottom
461  * half or a completion handler), or when holding a spinlock, or in other
462  * situations where the caller can't schedule().
463  */
464 void usb_kill_urb(struct urb *urb)
465 {
466         might_sleep();
467         if (!(urb && urb->dev && urb->dev->bus))
468                 return;
469         spin_lock_irq(&urb->lock);
470         ++urb->reject;
471         spin_unlock_irq(&urb->lock);
472
473         usb_hcd_unlink_urb(urb, -ENOENT);
474         wait_event(usb_kill_urb_queue, atomic_read(&urb->use_count) == 0);
475
476         spin_lock_irq(&urb->lock);
477         --urb->reject;
478         spin_unlock_irq(&urb->lock);
479 }
480
481 EXPORT_SYMBOL(usb_init_urb);
482 EXPORT_SYMBOL(usb_alloc_urb);
483 EXPORT_SYMBOL(usb_free_urb);
484 EXPORT_SYMBOL(usb_get_urb);
485 EXPORT_SYMBOL(usb_submit_urb);
486 EXPORT_SYMBOL(usb_unlink_urb);
487 EXPORT_SYMBOL(usb_kill_urb);
488