USB: xhci: No-op command queueing and irq handler.
[linux-2.6] / drivers / usb / host / xhci.h
1 /*
2  * xHCI host controller driver
3  *
4  * Copyright (C) 2008 Intel Corp.
5  *
6  * Author: Sarah Sharp
7  * Some code borrowed from the Linux EHCI driver.
8  *
9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
10  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
11  * published by the Free Software Foundation.
12  *
13  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
14  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
15  * or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16  * for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
19  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
20  * Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
21  */
22
23 #ifndef __LINUX_XHCI_HCD_H
24 #define __LINUX_XHCI_HCD_H
25
26 #include <linux/usb.h>
27 #include <linux/timer.h>
28
29 #include "../core/hcd.h"
30 /* Code sharing between pci-quirks and xhci hcd */
31 #include        "xhci-ext-caps.h"
32
33 /* xHCI PCI Configuration Registers */
34 #define XHCI_SBRN_OFFSET        (0x60)
35
36 /* Max number of USB devices for any host controller - limit in section 6.1 */
37 #define MAX_HC_SLOTS            256
38
39 /*
40  * xHCI register interface.
41  * This corresponds to the eXtensible Host Controller Interface (xHCI)
42  * Revision 0.95 specification
43  *
44  * Registers should always be accessed with double word or quad word accesses.
45  *
46  * Some xHCI implementations may support 64-bit address pointers.  Registers
47  * with 64-bit address pointers should be written to with dword accesses by
48  * writing the low dword first (ptr[0]), then the high dword (ptr[1]) second.
49  * xHCI implementations that do not support 64-bit address pointers will ignore
50  * the high dword, and write order is irrelevant.
51  */
52
53 /**
54  * struct xhci_cap_regs - xHCI Host Controller Capability Registers.
55  * @hc_capbase:         length of the capabilities register and HC version number
56  * @hcs_params1:        HCSPARAMS1 - Structural Parameters 1
57  * @hcs_params2:        HCSPARAMS2 - Structural Parameters 2
58  * @hcs_params3:        HCSPARAMS3 - Structural Parameters 3
59  * @hcc_params:         HCCPARAMS - Capability Parameters
60  * @db_off:             DBOFF - Doorbell array offset
61  * @run_regs_off:       RTSOFF - Runtime register space offset
62  */
63 struct xhci_cap_regs {
64         u32     hc_capbase;
65         u32     hcs_params1;
66         u32     hcs_params2;
67         u32     hcs_params3;
68         u32     hcc_params;
69         u32     db_off;
70         u32     run_regs_off;
71         /* Reserved up to (CAPLENGTH - 0x1C) */
72 } __attribute__ ((packed));
73
74 /* hc_capbase bitmasks */
75 /* bits 7:0 - how long is the Capabilities register */
76 #define HC_LENGTH(p)            XHCI_HC_LENGTH(p)
77 /* bits 31:16   */
78 #define HC_VERSION(p)           (((p) >> 16) & 0xffff)
79
80 /* HCSPARAMS1 - hcs_params1 - bitmasks */
81 /* bits 0:7, Max Device Slots */
82 #define HCS_MAX_SLOTS(p)        (((p) >> 0) & 0xff)
83 #define HCS_SLOTS_MASK          0xff
84 /* bits 8:18, Max Interrupters */
85 #define HCS_MAX_INTRS(p)        (((p) >> 8) & 0x7ff)
86 /* bits 24:31, Max Ports - max value is 0x7F = 127 ports */
87 #define HCS_MAX_PORTS(p)        (((p) >> 24) & 0x7f)
88
89 /* HCSPARAMS2 - hcs_params2 - bitmasks */
90 /* bits 0:3, frames or uframes that SW needs to queue transactions
91  * ahead of the HW to meet periodic deadlines */
92 #define HCS_IST(p)              (((p) >> 0) & 0xf)
93 /* bits 4:7, max number of Event Ring segments */
94 #define HCS_ERST_MAX(p)         (((p) >> 4) & 0xf)
95 /* bit 26 Scratchpad restore - for save/restore HW state - not used yet */
96 /* bits 27:31 number of Scratchpad buffers SW must allocate for the HW */
97
98 /* HCSPARAMS3 - hcs_params3 - bitmasks */
99 /* bits 0:7, Max U1 to U0 latency for the roothub ports */
100 #define HCS_U1_LATENCY(p)       (((p) >> 0) & 0xff)
101 /* bits 16:31, Max U2 to U0 latency for the roothub ports */
102 #define HCS_U2_LATENCY(p)       (((p) >> 16) & 0xffff)
103
104 /* HCCPARAMS - hcc_params - bitmasks */
105 /* true: HC can use 64-bit address pointers */
106 #define HCC_64BIT_ADDR(p)       ((p) & (1 << 0))
107 /* true: HC can do bandwidth negotiation */
108 #define HCC_BANDWIDTH_NEG(p)    ((p) & (1 << 1))
109 /* true: HC uses 64-byte Device Context structures
110  * FIXME 64-byte context structures aren't supported yet.
111  */
112 #define HCC_64BYTE_CONTEXT(p)   ((p) & (1 << 2))
113 /* true: HC has port power switches */
114 #define HCC_PPC(p)              ((p) & (1 << 3))
115 /* true: HC has port indicators */
116 #define HCS_INDICATOR(p)        ((p) & (1 << 4))
117 /* true: HC has Light HC Reset Capability */
118 #define HCC_LIGHT_RESET(p)      ((p) & (1 << 5))
119 /* true: HC supports latency tolerance messaging */
120 #define HCC_LTC(p)              ((p) & (1 << 6))
121 /* true: no secondary Stream ID Support */
122 #define HCC_NSS(p)              ((p) & (1 << 7))
123 /* Max size for Primary Stream Arrays - 2^(n+1), where n is bits 12:15 */
124 #define HCC_MAX_PSA             (1 << ((((p) >> 12) & 0xf) + 1))
125 /* Extended Capabilities pointer from PCI base - section 5.3.6 */
126 #define HCC_EXT_CAPS(p)         XHCI_HCC_EXT_CAPS(p)
127
128 /* db_off bitmask - bits 0:1 reserved */
129 #define DBOFF_MASK      (~0x3)
130
131 /* run_regs_off bitmask - bits 0:4 reserved */
132 #define RTSOFF_MASK     (~0x1f)
133
134
135 /* Number of registers per port */
136 #define NUM_PORT_REGS   4
137
138 /**
139  * struct xhci_op_regs - xHCI Host Controller Operational Registers.
140  * @command:            USBCMD - xHC command register
141  * @status:             USBSTS - xHC status register
142  * @page_size:          This indicates the page size that the host controller
143  *                      supports.  If bit n is set, the HC supports a page size
144  *                      of 2^(n+12), up to a 128MB page size.
145  *                      4K is the minimum page size.
146  * @cmd_ring:           CRP - 64-bit Command Ring Pointer
147  * @dcbaa_ptr:          DCBAAP - 64-bit Device Context Base Address Array Pointer
148  * @config_reg:         CONFIG - Configure Register
149  * @port_status_base:   PORTSCn - base address for Port Status and Control
150  *                      Each port has a Port Status and Control register,
151  *                      followed by a Port Power Management Status and Control
152  *                      register, a Port Link Info register, and a reserved
153  *                      register.
154  * @port_power_base:    PORTPMSCn - base address for
155  *                      Port Power Management Status and Control
156  * @port_link_base:     PORTLIn - base address for Port Link Info (current
157  *                      Link PM state and control) for USB 2.1 and USB 3.0
158  *                      devices.
159  */
160 struct xhci_op_regs {
161         u32     command;
162         u32     status;
163         u32     page_size;
164         u32     reserved1;
165         u32     reserved2;
166         u32     dev_notification;
167         u32     cmd_ring[2];
168         /* rsvd: offset 0x20-2F */
169         u32     reserved3[4];
170         u32     dcbaa_ptr[2];
171         u32     config_reg;
172         /* rsvd: offset 0x3C-3FF */
173         u32     reserved4[241];
174         /* port 1 registers, which serve as a base address for other ports */
175         u32     port_status_base;
176         u32     port_power_base;
177         u32     port_link_base;
178         u32     reserved5;
179         /* registers for ports 2-255 */
180         u32     reserved6[NUM_PORT_REGS*254];
181 } __attribute__ ((packed));
182
183 /* USBCMD - USB command - command bitmasks */
184 /* start/stop HC execution - do not write unless HC is halted*/
185 #define CMD_RUN         XHCI_CMD_RUN
186 /* Reset HC - resets internal HC state machine and all registers (except
187  * PCI config regs).  HC does NOT drive a USB reset on the downstream ports.
188  * The xHCI driver must reinitialize the xHC after setting this bit.
189  */
190 #define CMD_RESET       (1 << 1)
191 /* Event Interrupt Enable - a '1' allows interrupts from the host controller */
192 #define CMD_EIE         XHCI_CMD_EIE
193 /* Host System Error Interrupt Enable - get out-of-band signal for HC errors */
194 #define CMD_HSEIE       XHCI_CMD_HSEIE
195 /* bits 4:6 are reserved (and should be preserved on writes). */
196 /* light reset (port status stays unchanged) - reset completed when this is 0 */
197 #define CMD_LRESET      (1 << 7)
198 /* FIXME: ignoring host controller save/restore state for now. */
199 #define CMD_CSS         (1 << 8)
200 #define CMD_CRS         (1 << 9)
201 /* Enable Wrap Event - '1' means xHC generates an event when MFINDEX wraps. */
202 #define CMD_EWE         XHCI_CMD_EWE
203 /* MFINDEX power management - '1' means xHC can stop MFINDEX counter if all root
204  * hubs are in U3 (selective suspend), disconnect, disabled, or powered-off.
205  * '0' means the xHC can power it off if all ports are in the disconnect,
206  * disabled, or powered-off state.
207  */
208 #define CMD_PM_INDEX    (1 << 11)
209 /* bits 12:31 are reserved (and should be preserved on writes). */
210
211 /* USBSTS - USB status - status bitmasks */
212 /* HC not running - set to 1 when run/stop bit is cleared. */
213 #define STS_HALT        XHCI_STS_HALT
214 /* serious error, e.g. PCI parity error.  The HC will clear the run/stop bit. */
215 #define STS_FATAL       (1 << 2)
216 /* event interrupt - clear this prior to clearing any IP flags in IR set*/
217 #define STS_EINT        (1 << 3)
218 /* port change detect */
219 #define STS_PORT        (1 << 4)
220 /* bits 5:7 reserved and zeroed */
221 /* save state status - '1' means xHC is saving state */
222 #define STS_SAVE        (1 << 8)
223 /* restore state status - '1' means xHC is restoring state */
224 #define STS_RESTORE     (1 << 9)
225 /* true: save or restore error */
226 #define STS_SRE         (1 << 10)
227 /* true: Controller Not Ready to accept doorbell or op reg writes after reset */
228 #define STS_CNR         XHCI_STS_CNR
229 /* true: internal Host Controller Error - SW needs to reset and reinitialize */
230 #define STS_HCE         (1 << 12)
231 /* bits 13:31 reserved and should be preserved */
232
233 /*
234  * DNCTRL - Device Notification Control Register - dev_notification bitmasks
235  * Generate a device notification event when the HC sees a transaction with a
236  * notification type that matches a bit set in this bit field.
237  */
238 #define DEV_NOTE_MASK           (0xffff)
239 #define ENABLE_DEV_NOTE(x)      (1 << x)
240 /* Most of the device notification types should only be used for debug.
241  * SW does need to pay attention to function wake notifications.
242  */
243 #define DEV_NOTE_FWAKE          ENABLE_DEV_NOTE(1)
244
245 /* CRCR - Command Ring Control Register - cmd_ring bitmasks */
246 /* bit 0 is the command ring cycle state */
247 /* stop ring operation after completion of the currently executing command */
248 #define CMD_RING_PAUSE          (1 << 1)
249 /* stop ring immediately - abort the currently executing command */
250 #define CMD_RING_ABORT          (1 << 2)
251 /* true: command ring is running */
252 #define CMD_RING_RUNNING        (1 << 3)
253 /* bits 4:5 reserved and should be preserved */
254 /* Command Ring pointer - bit mask for the lower 32 bits. */
255 #define CMD_RING_ADDR_MASK      (0xffffffc0)
256
257 /* CONFIG - Configure Register - config_reg bitmasks */
258 /* bits 0:7 - maximum number of device slots enabled (NumSlotsEn) */
259 #define MAX_DEVS(p)     ((p) & 0xff)
260 /* bits 8:31 - reserved and should be preserved */
261
262 /* PORTSC - Port Status and Control Register - port_status_base bitmasks */
263 /* true: device connected */
264 #define PORT_CONNECT    (1 << 0)
265 /* true: port enabled */
266 #define PORT_PE         (1 << 1)
267 /* bit 2 reserved and zeroed */
268 /* true: port has an over-current condition */
269 #define PORT_OC         (1 << 3)
270 /* true: port reset signaling asserted */
271 #define PORT_RESET      (1 << 4)
272 /* Port Link State - bits 5:8
273  * A read gives the current link PM state of the port,
274  * a write with Link State Write Strobe set sets the link state.
275  */
276 /* true: port has power (see HCC_PPC) */
277 #define PORT_POWER      (1 << 9)
278 /* bits 10:13 indicate device speed:
279  * 0 - undefined speed - port hasn't be initialized by a reset yet
280  * 1 - full speed
281  * 2 - low speed
282  * 3 - high speed
283  * 4 - super speed
284  * 5-15 reserved
285  */
286 #define DEV_SPEED_MASK          (0xf<<10)
287 #define DEV_UNDEFSPEED(p)       (((p) & DEV_SPEED_MASK) == (0x0<<10))
288 #define DEV_FULLSPEED(p)        (((p) & DEV_SPEED_MASK) == (0x1<<10))
289 #define DEV_LOWSPEED(p)         (((p) & DEV_SPEED_MASK) == (0x2<<10))
290 #define DEV_HIGHSPEED(p)        (((p) & DEV_SPEED_MASK) == (0x3<<10))
291 #define DEV_SUPERSPEED(p)       (((p) & DEV_SPEED_MASK) == (0x4<<10))
292 /* Port Indicator Control */
293 #define PORT_LED_OFF    (0 << 14)
294 #define PORT_LED_AMBER  (1 << 14)
295 #define PORT_LED_GREEN  (2 << 14)
296 #define PORT_LED_MASK   (3 << 14)
297 /* Port Link State Write Strobe - set this when changing link state */
298 #define PORT_LINK_STROBE        (1 << 16)
299 /* true: connect status change */
300 #define PORT_CSC        (1 << 17)
301 /* true: port enable change */
302 #define PORT_PEC        (1 << 18)
303 /* true: warm reset for a USB 3.0 device is done.  A "hot" reset puts the port
304  * into an enabled state, and the device into the default state.  A "warm" reset
305  * also resets the link, forcing the device through the link training sequence.
306  * SW can also look at the Port Reset register to see when warm reset is done.
307  */
308 #define PORT_WRC        (1 << 19)
309 /* true: over-current change */
310 #define PORT_OCC        (1 << 20)
311 /* true: reset change - 1 to 0 transition of PORT_RESET */
312 #define PORT_RC         (1 << 21)
313 /* port link status change - set on some port link state transitions:
314  *  Transition                          Reason
315  *  ------------------------------------------------------------------------------
316  *  - U3 to Resume                      Wakeup signaling from a device
317  *  - Resume to Recovery to U0          USB 3.0 device resume
318  *  - Resume to U0                      USB 2.0 device resume
319  *  - U3 to Recovery to U0              Software resume of USB 3.0 device complete
320  *  - U3 to U0                          Software resume of USB 2.0 device complete
321  *  - U2 to U0                          L1 resume of USB 2.1 device complete
322  *  - U0 to U0 (???)                    L1 entry rejection by USB 2.1 device
323  *  - U0 to disabled                    L1 entry error with USB 2.1 device
324  *  - Any state to inactive             Error on USB 3.0 port
325  */
326 #define PORT_PLC        (1 << 22)
327 /* port configure error change - port failed to configure its link partner */
328 #define PORT_CEC        (1 << 23)
329 /* bit 24 reserved */
330 /* wake on connect (enable) */
331 #define PORT_WKCONN_E   (1 << 25)
332 /* wake on disconnect (enable) */
333 #define PORT_WKDISC_E   (1 << 26)
334 /* wake on over-current (enable) */
335 #define PORT_WKOC_E     (1 << 27)
336 /* bits 28:29 reserved */
337 /* true: device is removable - for USB 3.0 roothub emulation */
338 #define PORT_DEV_REMOVE (1 << 30)
339 /* Initiate a warm port reset - complete when PORT_WRC is '1' */
340 #define PORT_WR         (1 << 31)
341
342 /* Port Power Management Status and Control - port_power_base bitmasks */
343 /* Inactivity timer value for transitions into U1, in microseconds.
344  * Timeout can be up to 127us.  0xFF means an infinite timeout.
345  */
346 #define PORT_U1_TIMEOUT(p)      ((p) & 0xff)
347 /* Inactivity timer value for transitions into U2 */
348 #define PORT_U2_TIMEOUT(p)      (((p) & 0xff) << 8)
349 /* Bits 24:31 for port testing */
350
351
352 /**
353  * struct intr_reg - Interrupt Register Set
354  * @irq_pending:        IMAN - Interrupt Management Register.  Used to enable
355  *                      interrupts and check for pending interrupts.
356  * @irq_control:        IMOD - Interrupt Moderation Register.
357  *                      Used to throttle interrupts.
358  * @erst_size:          Number of segments in the Event Ring Segment Table (ERST).
359  * @erst_base:          ERST base address.
360  * @erst_dequeue:       Event ring dequeue pointer.
361  *
362  * Each interrupter (defined by a MSI-X vector) has an event ring and an Event
363  * Ring Segment Table (ERST) associated with it.  The event ring is comprised of
364  * multiple segments of the same size.  The HC places events on the ring and
365  * "updates the Cycle bit in the TRBs to indicate to software the current
366  * position of the Enqueue Pointer." The HCD (Linux) processes those events and
367  * updates the dequeue pointer.
368  */
369 struct intr_reg {
370         u32     irq_pending;
371         u32     irq_control;
372         u32     erst_size;
373         u32     rsvd;
374         u32     erst_base[2];
375         u32     erst_dequeue[2];
376 } __attribute__ ((packed));
377
378 /* irq_pending bitmasks */
379 #define ER_IRQ_PENDING(p)       ((p) & 0x1)
380 /* bits 2:31 need to be preserved */
381 /* THIS IS BUGGY - FIXME - IP IS WRITE 1 TO CLEAR */
382 #define ER_IRQ_CLEAR(p)         ((p) & 0xfffffffe)
383 #define ER_IRQ_ENABLE(p)        ((ER_IRQ_CLEAR(p)) | 0x2)
384 #define ER_IRQ_DISABLE(p)       ((ER_IRQ_CLEAR(p)) & ~(0x2))
385
386 /* irq_control bitmasks */
387 /* Minimum interval between interrupts (in 250ns intervals).  The interval
388  * between interrupts will be longer if there are no events on the event ring.
389  * Default is 4000 (1 ms).
390  */
391 #define ER_IRQ_INTERVAL_MASK    (0xffff)
392 /* Counter used to count down the time to the next interrupt - HW use only */
393 #define ER_IRQ_COUNTER_MASK     (0xffff << 16)
394
395 /* erst_size bitmasks */
396 /* Preserve bits 16:31 of erst_size */
397 #define ERST_SIZE_MASK          (0xffff << 16)
398
399 /* erst_dequeue bitmasks */
400 /* Dequeue ERST Segment Index (DESI) - Segment number (or alias)
401  * where the current dequeue pointer lies.  This is an optional HW hint.
402  */
403 #define ERST_DESI_MASK          (0x7)
404 /* Event Handler Busy (EHB) - is the event ring scheduled to be serviced by
405  * a work queue (or delayed service routine)?
406  */
407 #define ERST_EHB                (1 << 3)
408 #define ERST_PTR_MASK           (0xf)
409
410 /**
411  * struct xhci_run_regs
412  * @microframe_index:
413  *              MFINDEX - current microframe number
414  *
415  * Section 5.5 Host Controller Runtime Registers:
416  * "Software should read and write these registers using only Dword (32 bit)
417  * or larger accesses"
418  */
419 struct xhci_run_regs {
420         u32     microframe_index;
421         u32     rsvd[7];
422         struct intr_reg ir_set[128];
423 } __attribute__ ((packed));
424
425 /**
426  * struct doorbell_array
427  *
428  * Section 5.6
429  */
430 struct xhci_doorbell_array {
431         u32     doorbell[256];
432 } __attribute__ ((packed));
433
434 #define DB_TARGET_MASK          0xFFFFFF00
435 #define DB_STREAM_ID_MASK       0x0000FFFF
436 #define DB_TARGET_HOST          0x0
437 #define DB_STREAM_ID_HOST       0x0
438 #define DB_MASK                 (0xff << 8)
439
440
441 /**
442  * struct xhci_slot_ctx
443  * @dev_info:   Route string, device speed, hub info, and last valid endpoint
444  * @dev_info2:  Max exit latency for device number, root hub port number
445  * @tt_info:    tt_info is used to construct split transaction tokens
446  * @dev_state:  slot state and device address
447  *
448  * Slot Context - section 6.2.1.1.  This assumes the HC uses 32-byte context
449  * structures.  If the HC uses 64-byte contexts, there is an additional 32 bytes
450  * reserved at the end of the slot context for HC internal use.
451  */
452 struct xhci_slot_ctx {
453         u32     dev_info;
454         u32     dev_info2;
455         u32     tt_info;
456         u32     dev_state;
457         /* offset 0x10 to 0x1f reserved for HC internal use */
458         u32     reserved[4];
459 } __attribute__ ((packed));
460
461 /* dev_info bitmasks */
462 /* Route String - 0:19 */
463 #define ROUTE_STRING_MASK       (0xfffff)
464 /* Device speed - values defined by PORTSC Device Speed field - 20:23 */
465 #define DEV_SPEED       (0xf << 20)
466 /* bit 24 reserved */
467 /* Is this LS/FS device connected through a HS hub? - bit 25 */
468 #define DEV_MTT         (0x1 << 25)
469 /* Set if the device is a hub - bit 26 */
470 #define DEV_HUB         (0x1 << 26)
471 /* Index of the last valid endpoint context in this device context - 27:31 */
472 #define LAST_EP_MASK    (0x1f << 27)
473 #define LAST_EP(p)      ((p) << 27)
474
475 /* dev_info2 bitmasks */
476 /* Max Exit Latency (ms) - worst case time to wake up all links in dev path */
477 #define MAX_EXIT        (0xffff)
478 /* Root hub port number that is needed to access the USB device */
479 #define ROOT_HUB_PORT   (0xff << 16)
480
481 /* tt_info bitmasks */
482 /*
483  * TT Hub Slot ID - for low or full speed devices attached to a high-speed hub
484  * The Slot ID of the hub that isolates the high speed signaling from
485  * this low or full-speed device.  '0' if attached to root hub port.
486  */
487 #define TT_SLOT         (0xff)
488 /*
489  * The number of the downstream facing port of the high-speed hub
490  * '0' if the device is not low or full speed.
491  */
492 #define TT_PORT         (0xff << 8)
493
494 /* dev_state bitmasks */
495 /* USB device address - assigned by the HC */
496 #define DEV_ADDR        (0xff)
497 /* bits 8:26 reserved */
498 /* Slot state */
499 #define SLOT_STATE      (0x1f << 27)
500
501
502 /**
503  * struct xhci_ep_ctx
504  * @ep_info:    endpoint state, streams, mult, and interval information.
505  * @ep_info2:   information on endpoint type, max packet size, max burst size,
506  *              error count, and whether the HC will force an event for all
507  *              transactions.
508  * @ep_ring:    64-bit ring address.  If the endpoint only defines one flow,
509  *              this points to the endpoint transfer ring.  Otherwise, it points
510  *              to a flow context array, which has a ring pointer for each flow.
511  * @intr_target:
512  *              64-bit address of the Interrupter Target that will receive
513  *              events from this endpoint.
514  *
515  * Endpoint Context - section 6.2.1.2.  This assumes the HC uses 32-byte context
516  * structures.  If the HC uses 64-byte contexts, there is an additional 32 bytes
517  * reserved at the end of the endpoint context for HC internal use.
518  */
519 struct xhci_ep_ctx {
520         u32     ep_info;
521         u32     ep_info2;
522         /* 64-bit endpoint ring address */
523         u32     ep_ring[2];
524         /* 64-bit address of the interrupter target */
525         u32     intr_target[2];
526         /* offset 0x14 - 0x1f reserved for HC internal use */
527         u32     reserved[2];
528 } __attribute__ ((packed));
529
530 /* ep_info bitmasks */
531 /*
532  * Endpoint State - bits 0:2
533  * 0 - disabled
534  * 1 - running
535  * 2 - halted due to halt condition - ok to manipulate endpoint ring
536  * 3 - stopped
537  * 4 - TRB error
538  * 5-7 - reserved
539  */
540 #define EP_STATE        (0xf)
541 /* Mult - Max number of burtst within an interval, in EP companion desc. */
542 #define EP_MULT(p)              ((p & 0x3) << 8)
543 /* bits 10:14 are Max Primary Streams */
544 /* bit 15 is Linear Stream Array */
545 /* Interval - period between requests to an endpoint - 125u increments. */
546 #define EP_INTERVAL     (0xff << 16)
547
548 /* ep_info2 bitmasks */
549 /*
550  * Force Event - generate transfer events for all TRBs for this endpoint
551  * This will tell the HC to ignore the IOC and ISP flags (for debugging only).
552  */
553 #define FORCE_EVENT     (0x1)
554 #define ERROR_COUNT(p)  (((p) & 0x3) << 1)
555 #define EP_TYPE(p)      ((p) << 3)
556 #define ISOC_OUT_EP     1
557 #define BULK_OUT_EP     2
558 #define INT_OUT_EP      3
559 #define CTRL_EP         4
560 #define ISOC_IN_EP      5
561 #define BULK_IN_EP      6
562 #define INT_IN_EP       7
563 /* bit 6 reserved */
564 /* bit 7 is Host Initiate Disable - for disabling stream selection */
565 #define MAX_BURST(p)    (((p)&0xff) << 8)
566 #define MAX_PACKET(p)   (((p)&0xffff) << 16)
567
568
569 /**
570  * struct xhci_device_control
571  * Input/Output context; see section 6.2.5.
572  *
573  * @drop_context:       set the bit of the endpoint context you want to disable
574  * @add_context:        set the bit of the endpoint context you want to enable
575  */
576 struct xhci_device_control {
577         u32     drop_flags;
578         u32     add_flags;
579         u32     rsvd[6];
580         struct xhci_slot_ctx    slot;
581         struct xhci_ep_ctx      ep[31];
582 } __attribute__ ((packed));
583
584 /* drop context bitmasks */
585 #define DROP_EP(x)      (0x1 << x)
586 /* add context bitmasks */
587 #define ADD_EP(x)       (0x1 << x)
588
589
590 /**
591  * struct xhci_device_context_array
592  * @dev_context_ptr     array of 64-bit DMA addresses for device contexts
593  */
594 struct xhci_device_context_array {
595         /* 64-bit device addresses; we only write 32-bit addresses */
596         u32                     dev_context_ptrs[2*MAX_HC_SLOTS];
597         /* private xHCD pointers */
598         dma_addr_t      dma;
599 } __attribute__ ((packed));
600 /* TODO: write function to set the 64-bit device DMA address */
601 /*
602  * TODO: change this to be dynamically sized at HC mem init time since the HC
603  * might not be able to handle the maximum number of devices possible.
604  */
605
606
607 struct xhci_stream_ctx {
608         /* 64-bit stream ring address, cycle state, and stream type */
609         u32     stream_ring[2];
610         /* offset 0x14 - 0x1f reserved for HC internal use */
611         u32     reserved[2];
612 } __attribute__ ((packed));
613
614
615 struct xhci_transfer_event {
616         /* 64-bit buffer address, or immediate data */
617         u32     buffer[2];
618         u32     transfer_len;
619         /* This field is interpreted differently based on the type of TRB */
620         u32     flags;
621 } __attribute__ ((packed));
622
623 /* Completion Code - only applicable for some types of TRBs */
624 #define COMP_CODE_MASK          (0xff << 24)
625 #define GET_COMP_CODE(p)        (((p) & COMP_CODE_MASK) >> 24)
626 #define COMP_SUCCESS    1
627 /* Data Buffer Error */
628 #define COMP_DB_ERR     2
629 /* Babble Detected Error */
630 #define COMP_BABBLE     3
631 /* USB Transaction Error */
632 #define COMP_TX_ERR     4
633 /* TRB Error - some TRB field is invalid */
634 #define COMP_TRB_ERR    5
635 /* Stall Error - USB device is stalled */
636 #define COMP_STALL      6
637 /* Resource Error - HC doesn't have memory for that device configuration */
638 #define COMP_ENOMEM     7
639 /* Bandwidth Error - not enough room in schedule for this dev config */
640 #define COMP_BW_ERR     8
641 /* No Slots Available Error - HC ran out of device slots */
642 #define COMP_ENOSLOTS   9
643 /* Invalid Stream Type Error */
644 #define COMP_STREAM_ERR 10
645 /* Slot Not Enabled Error - doorbell rung for disabled device slot */
646 #define COMP_EBADSLT    11
647 /* Endpoint Not Enabled Error */
648 #define COMP_EBADEP     12
649 /* Short Packet */
650 #define COMP_SHORT_TX   13
651 /* Ring Underrun - doorbell rung for an empty isoc OUT ep ring */
652 #define COMP_UNDERRUN   14
653 /* Ring Overrun - isoc IN ep ring is empty when ep is scheduled to RX */
654 #define COMP_OVERRUN    15
655 /* Virtual Function Event Ring Full Error */
656 #define COMP_VF_FULL    16
657 /* Parameter Error - Context parameter is invalid */
658 #define COMP_EINVAL     17
659 /* Bandwidth Overrun Error - isoc ep exceeded its allocated bandwidth */
660 #define COMP_BW_OVER    18
661 /* Context State Error - illegal context state transition requested */
662 #define COMP_CTX_STATE  19
663 /* No Ping Response Error - HC didn't get PING_RESPONSE in time to TX */
664 #define COMP_PING_ERR   20
665 /* Event Ring is full */
666 #define COMP_ER_FULL    21
667 /* Missed Service Error - HC couldn't service an isoc ep within interval */
668 #define COMP_MISSED_INT 23
669 /* Successfully stopped command ring */
670 #define COMP_CMD_STOP   24
671 /* Successfully aborted current command and stopped command ring */
672 #define COMP_CMD_ABORT  25
673 /* Stopped - transfer was terminated by a stop endpoint command */
674 #define COMP_STOP       26
675 /* Same as COMP_EP_STOPPED, but the transfered length in the event is invalid */
676 #define COMP_STOP_INVAL 27
677 /* Control Abort Error - Debug Capability - control pipe aborted */
678 #define COMP_DBG_ABORT  28
679 /* TRB type 29 and 30 reserved */
680 /* Isoc Buffer Overrun - an isoc IN ep sent more data than could fit in TD */
681 #define COMP_BUFF_OVER  31
682 /* Event Lost Error - xHC has an "internal event overrun condition" */
683 #define COMP_ISSUES     32
684 /* Undefined Error - reported when other error codes don't apply */
685 #define COMP_UNKNOWN    33
686 /* Invalid Stream ID Error */
687 #define COMP_STRID_ERR  34
688 /* Secondary Bandwidth Error - may be returned by a Configure Endpoint cmd */
689 /* FIXME - check for this */
690 #define COMP_2ND_BW_ERR 35
691 /* Split Transaction Error */
692 #define COMP_SPLIT_ERR  36
693
694 struct xhci_link_trb {
695         /* 64-bit segment pointer*/
696         u32 segment_ptr[2];
697         u32 intr_target;
698         u32 control;
699 } __attribute__ ((packed));
700
701 /* control bitfields */
702 #define LINK_TOGGLE     (0x1<<1)
703
704 /* Command completion event TRB */
705 struct xhci_event_cmd {
706         /* Pointer to command TRB, or the value passed by the event data trb */
707         u32 cmd_trb[2];
708         u32 status;
709         u32 flags;
710 } __attribute__ ((packed));
711
712
713 /* Normal TRB fields */
714 /* transfer_len bitmasks - bits 0:16 */
715 #define TRB_LEN(p)              ((p) & 0x1ffff)
716 /* TD size - number of bytes remaining in the TD (including this TRB):
717  * bits 17 - 21.  Shift the number of bytes by 10. */
718 #define TD_REMAINDER(p)         ((((p) >> 10) & 0x1f) << 17)
719 /* Interrupter Target - which MSI-X vector to target the completion event at */
720 #define TRB_INTR_TARGET(p)      (((p) & 0x3ff) << 22)
721 #define GET_INTR_TARGET(p)      (((p) >> 22) & 0x3ff)
722
723 /* Cycle bit - indicates TRB ownership by HC or HCD */
724 #define TRB_CYCLE               (1<<0)
725 /*
726  * Force next event data TRB to be evaluated before task switch.
727  * Used to pass OS data back after a TD completes.
728  */
729 #define TRB_ENT                 (1<<1)
730 /* Interrupt on short packet */
731 #define TRB_ISP                 (1<<2)
732 /* Set PCIe no snoop attribute */
733 #define TRB_NO_SNOOP            (1<<3)
734 /* Chain multiple TRBs into a TD */
735 #define TRB_CHAIN               (1<<4)
736 /* Interrupt on completion */
737 #define TRB_IOC                 (1<<5)
738 /* The buffer pointer contains immediate data */
739 #define TRB_IDT                 (1<<6)
740
741
742 /* Control transfer TRB specific fields */
743 #define TRB_DIR_IN              (1<<16)
744
745 struct xhci_generic_trb {
746         u32 field[4];
747 } __attribute__ ((packed));
748
749 union xhci_trb {
750         struct xhci_link_trb            link;
751         struct xhci_transfer_event      trans_event;
752         struct xhci_event_cmd           event_cmd;
753         struct xhci_generic_trb         generic;
754 };
755
756 /* TRB bit mask */
757 #define TRB_TYPE_BITMASK        (0xfc00)
758 #define TRB_TYPE(p)             ((p) << 10)
759 /* TRB type IDs */
760 /* bulk, interrupt, isoc scatter/gather, and control data stage */
761 #define TRB_NORMAL              1
762 /* setup stage for control transfers */
763 #define TRB_SETUP               2
764 /* data stage for control transfers */
765 #define TRB_DATA                3
766 /* status stage for control transfers */
767 #define TRB_STATUS              4
768 /* isoc transfers */
769 #define TRB_ISOC                5
770 /* TRB for linking ring segments */
771 #define TRB_LINK                6
772 #define TRB_EVENT_DATA          7
773 /* Transfer Ring No-op (not for the command ring) */
774 #define TRB_TR_NOOP             8
775 /* Command TRBs */
776 /* Enable Slot Command */
777 #define TRB_ENABLE_SLOT         9
778 /* Disable Slot Command */
779 #define TRB_DISABLE_SLOT        10
780 /* Address Device Command */
781 #define TRB_ADDR_DEV            11
782 /* Configure Endpoint Command */
783 #define TRB_CONFIG_EP           12
784 /* Evaluate Context Command */
785 #define TRB_EVAL_CONTEXT        13
786 /* Reset Transfer Ring Command */
787 #define TRB_RESET_RING          14
788 /* Stop Transfer Ring Command */
789 #define TRB_STOP_RING           15
790 /* Set Transfer Ring Dequeue Pointer Command */
791 #define TRB_SET_DEQ             16
792 /* Reset Device Command */
793 #define TRB_RESET_DEV           17
794 /* Force Event Command (opt) */
795 #define TRB_FORCE_EVENT         18
796 /* Negotiate Bandwidth Command (opt) */
797 #define TRB_NEG_BANDWIDTH       19
798 /* Set Latency Tolerance Value Command (opt) */
799 #define TRB_SET_LT              20
800 /* Get port bandwidth Command */
801 #define TRB_GET_BW              21
802 /* Force Header Command - generate a transaction or link management packet */
803 #define TRB_FORCE_HEADER        22
804 /* No-op Command - not for transfer rings */
805 #define TRB_CMD_NOOP            23
806 /* TRB IDs 24-31 reserved */
807 /* Event TRBS */
808 /* Transfer Event */
809 #define TRB_TRANSFER            32
810 /* Command Completion Event */
811 #define TRB_COMPLETION          33
812 /* Port Status Change Event */
813 #define TRB_PORT_STATUS         34
814 /* Bandwidth Request Event (opt) */
815 #define TRB_BANDWIDTH_EVENT     35
816 /* Doorbell Event (opt) */
817 #define TRB_DOORBELL            36
818 /* Host Controller Event */
819 #define TRB_HC_EVENT            37
820 /* Device Notification Event - device sent function wake notification */
821 #define TRB_DEV_NOTE            38
822 /* MFINDEX Wrap Event - microframe counter wrapped */
823 #define TRB_MFINDEX_WRAP        39
824 /* TRB IDs 40-47 reserved, 48-63 is vendor-defined */
825
826 /*
827  * TRBS_PER_SEGMENT must be a multiple of 4,
828  * since the command ring is 64-byte aligned.
829  * It must also be greater than 16.
830  */
831 #define TRBS_PER_SEGMENT        64
832 #define SEGMENT_SIZE            (TRBS_PER_SEGMENT*16)
833
834 struct xhci_segment {
835         union xhci_trb          *trbs;
836         /* private to HCD */
837         struct xhci_segment     *next;
838         dma_addr_t              dma;
839 } __attribute__ ((packed));
840
841 struct xhci_ring {
842         struct xhci_segment     *first_seg;
843         union  xhci_trb         *enqueue;
844         struct xhci_segment     *enq_seg;
845         unsigned int            enq_updates;
846         union  xhci_trb         *dequeue;
847         struct xhci_segment     *deq_seg;
848         unsigned int            deq_updates;
849         /*
850          * Write the cycle state into the TRB cycle field to give ownership of
851          * the TRB to the host controller (if we are the producer), or to check
852          * if we own the TRB (if we are the consumer).  See section 4.9.1.
853          */
854         u32                     cycle_state;
855 };
856
857 struct xhci_erst_entry {
858         /* 64-bit event ring segment address */
859         u32     seg_addr[2];
860         u32     seg_size;
861         /* Set to zero */
862         u32     rsvd;
863 } __attribute__ ((packed));
864
865 struct xhci_erst {
866         struct xhci_erst_entry  *entries;
867         unsigned int            num_entries;
868         /* xhci->event_ring keeps track of segment dma addresses */
869         dma_addr_t              erst_dma_addr;
870         /* Num entries the ERST can contain */
871         unsigned int            erst_size;
872 };
873
874 /*
875  * Each segment table entry is 4*32bits long.  1K seems like an ok size:
876  * (1K bytes * 8bytes/bit) / (4*32 bits) = 64 segment entries in the table,
877  * meaning 64 ring segments.
878  * Initial allocated size of the ERST, in number of entries */
879 #define ERST_NUM_SEGS   1
880 /* Initial allocated size of the ERST, in number of entries */
881 #define ERST_SIZE       64
882 /* Initial number of event segment rings allocated */
883 #define ERST_ENTRIES    1
884 /* Poll every 60 seconds */
885 #define POLL_TIMEOUT    60
886 /* XXX: Make these module parameters */
887
888
889 /* There is one ehci_hci structure per controller */
890 struct xhci_hcd {
891         /* glue to PCI and HCD framework */
892         struct xhci_cap_regs __iomem *cap_regs;
893         struct xhci_op_regs __iomem *op_regs;
894         struct xhci_run_regs __iomem *run_regs;
895         struct xhci_doorbell_array __iomem *dba;
896         /* Our HCD's current interrupter register set */
897         struct  intr_reg __iomem *ir_set;
898
899         /* Cached register copies of read-only HC data */
900         __u32           hcs_params1;
901         __u32           hcs_params2;
902         __u32           hcs_params3;
903         __u32           hcc_params;
904
905         spinlock_t      lock;
906
907         /* packed release number */
908         u8              sbrn;
909         u16             hci_version;
910         u8              max_slots;
911         u8              max_interrupters;
912         u8              max_ports;
913         u8              isoc_threshold;
914         int             event_ring_max;
915         int             addr_64;
916         /* 4KB min, 128MB max */
917         int             page_size;
918         /* Valid values are 12 to 20, inclusive */
919         int             page_shift;
920         /* only one MSI vector for now, but might need more later */
921         int             msix_count;
922         struct msix_entry       *msix_entries;
923         /* data structures */
924         struct xhci_device_context_array *dcbaa;
925         struct xhci_ring        *cmd_ring;
926         struct xhci_ring        *event_ring;
927         struct xhci_erst        erst;
928
929         /* DMA pools */
930         struct dma_pool *device_pool;
931         struct dma_pool *segment_pool;
932
933 #ifdef CONFIG_USB_XHCI_HCD_DEBUGGING
934         /* Poll the rings - for debugging */
935         struct timer_list       event_ring_timer;
936         int                     zombie;
937 #endif
938         /* Statistics */
939         int                     noops_submitted;
940         int                     noops_handled;
941         int                     error_bitmask;
942 };
943
944 /* For testing purposes */
945 #define NUM_TEST_NOOPS  0
946
947 /* convert between an HCD pointer and the corresponding EHCI_HCD */
948 static inline struct xhci_hcd *hcd_to_xhci(struct usb_hcd *hcd)
949 {
950         return (struct xhci_hcd *) (hcd->hcd_priv);
951 }
952
953 static inline struct usb_hcd *xhci_to_hcd(struct xhci_hcd *xhci)
954 {
955         return container_of((void *) xhci, struct usb_hcd, hcd_priv);
956 }
957
958 #ifdef CONFIG_USB_XHCI_HCD_DEBUGGING
959 #define XHCI_DEBUG      1
960 #else
961 #define XHCI_DEBUG      0
962 #endif
963
964 #define xhci_dbg(xhci, fmt, args...) \
965         do { if (XHCI_DEBUG) dev_dbg(xhci_to_hcd(xhci)->self.controller , fmt , ## args); } while (0)
966 #define xhci_info(xhci, fmt, args...) \
967         do { if (XHCI_DEBUG) dev_info(xhci_to_hcd(xhci)->self.controller , fmt , ## args); } while (0)
968 #define xhci_err(xhci, fmt, args...) \
969         dev_err(xhci_to_hcd(xhci)->self.controller , fmt , ## args)
970 #define xhci_warn(xhci, fmt, args...) \
971         dev_warn(xhci_to_hcd(xhci)->self.controller , fmt , ## args)
972
973 /* TODO: copied from ehci.h - can be refactored? */
974 /* xHCI spec says all registers are little endian */
975 static inline unsigned int xhci_readl(const struct xhci_hcd *xhci,
976                 __u32 __iomem *regs)
977 {
978         return readl(regs);
979 }
980 static inline void xhci_writel(const struct xhci_hcd *xhci,
981                 const unsigned int val, __u32 __iomem *regs)
982 {
983         if (!in_interrupt())
984                 xhci_dbg(xhci, "`MEM_WRITE_DWORD(3'b000, 32'h%0x, 32'h%0x, 4'hf);\n",
985                                 (unsigned int) regs, val);
986         writel(val, regs);
987 }
988
989 /* xHCI debugging */
990 void xhci_print_ir_set(struct xhci_hcd *xhci, struct intr_reg *ir_set, int set_num);
991 void xhci_print_registers(struct xhci_hcd *xhci);
992 void xhci_dbg_regs(struct xhci_hcd *xhci);
993 void xhci_print_run_regs(struct xhci_hcd *xhci);
994 void xhci_debug_segment(struct xhci_hcd *xhci, struct xhci_segment *seg);
995 void xhci_debug_ring(struct xhci_hcd *xhci, struct xhci_ring *ring);
996 void xhci_dbg_erst(struct xhci_hcd *xhci, struct xhci_erst *erst);
997 void xhci_dbg_cmd_ptrs(struct xhci_hcd *xhci);
998 void xhci_dbg_ring_ptrs(struct xhci_hcd *xhci, struct xhci_ring *ring);
999
1000 /* xHCI memory managment */
1001 void xhci_mem_cleanup(struct xhci_hcd *xhci);
1002 int xhci_mem_init(struct xhci_hcd *xhci, gfp_t flags);
1003
1004 #ifdef CONFIG_PCI
1005 /* xHCI PCI glue */
1006 int xhci_register_pci(void);
1007 void xhci_unregister_pci(void);
1008 #endif
1009
1010 /* xHCI host controller glue */
1011 int xhci_halt(struct xhci_hcd *xhci);
1012 int xhci_reset(struct xhci_hcd *xhci);
1013 int xhci_init(struct usb_hcd *hcd);
1014 int xhci_run(struct usb_hcd *hcd);
1015 void xhci_stop(struct usb_hcd *hcd);
1016 void xhci_shutdown(struct usb_hcd *hcd);
1017 int xhci_get_frame(struct usb_hcd *hcd);
1018 irqreturn_t xhci_irq(struct usb_hcd *hcd);
1019
1020 /* xHCI ring, segment, TRB, and TD functions */
1021 dma_addr_t trb_virt_to_dma(struct xhci_segment *seg, union xhci_trb *trb);
1022 void ring_cmd_db(struct xhci_hcd *xhci);
1023 void *setup_one_noop(struct xhci_hcd *xhci);
1024 void handle_event(struct xhci_hcd *xhci);
1025 void set_hc_event_deq(struct xhci_hcd *xhci);
1026
1027 #endif /* __LINUX_XHCI_HCD_H */