2  * u_serial.c - utilities for USB gadget "serial port"/TTY support
 
   4  * Copyright (C) 2003 Al Borchers (alborchers@steinerpoint.com)
 
   5  * Copyright (C) 2008 David Brownell
 
   6  * Copyright (C) 2008 by Nokia Corporation
 
   8  * This code also borrows from usbserial.c, which is
 
   9  * Copyright (C) 1999 - 2002 Greg Kroah-Hartman (greg@kroah.com)
 
  10  * Copyright (C) 2000 Peter Berger (pberger@brimson.com)
 
  11  * Copyright (C) 2000 Al Borchers (alborchers@steinerpoint.com)
 
  13  * This software is distributed under the terms of the GNU General
 
  14  * Public License ("GPL") as published by the Free Software Foundation,
 
  15  * either version 2 of that License or (at your option) any later version.
 
  18 /* #define VERBOSE_DEBUG */
 
  20 #include <linux/kernel.h>
 
  21 #include <linux/interrupt.h>
 
  22 #include <linux/device.h>
 
  23 #include <linux/delay.h>
 
  24 #include <linux/tty.h>
 
  25 #include <linux/tty_flip.h>
 
  31  * This component encapsulates the TTY layer glue needed to provide basic
 
  32  * "serial port" functionality through the USB gadget stack.  Each such
 
  33  * port is exposed through a /dev/ttyGS* node.
 
  35  * After initialization (gserial_setup), these TTY port devices stay
 
  36  * available until they are removed (gserial_cleanup).  Each one may be
 
  37  * connected to a USB function (gserial_connect), or disconnected (with
 
  38  * gserial_disconnect) when the USB host issues a config change event.
 
  39  * Data can only flow when the port is connected to the host.
 
  41  * A given TTY port can be made available in multiple configurations.
 
  42  * For example, each one might expose a ttyGS0 node which provides a
 
  43  * login application.  In one case that might use CDC ACM interface 0,
 
  44  * while another configuration might use interface 3 for that.  The
 
  45  * work to handle that (including descriptor management) is not part
 
  48  * Configurations may expose more than one TTY port.  For example, if
 
  49  * ttyGS0 provides login service, then ttyGS1 might provide dialer access
 
  50  * for a telephone or fax link.  And ttyGS2 might be something that just
 
  51  * needs a simple byte stream interface for some messaging protocol that
 
  52  * is managed in userspace ... OBEX, PTP, and MTP have been mentioned.
 
  55 #define PREFIX  "ttyGS"
 
  58  * gserial is the lifecycle interface, used by USB functions
 
  59  * gs_port is the I/O nexus, used by the tty driver
 
  60  * tty_struct links to the tty/filesystem framework
 
  62  * gserial <---> gs_port ... links will be null when the USB link is
 
  63  * inactive; managed by gserial_{connect,disconnect}().  each gserial
 
  64  * instance can wrap its own USB control protocol.
 
  65  *      gserial->ioport == usb_ep->driver_data ... gs_port
 
  66  *      gs_port->port_usb ... gserial
 
  68  * gs_port <---> tty_struct ... links will be null when the TTY file
 
  69  * isn't opened; managed by gs_open()/gs_close()
 
  70  *      gserial->port_tty ... tty_struct
 
  71  *      tty_struct->driver_data ... gserial
 
  74 /* RX and TX queues can buffer QUEUE_SIZE packets before they hit the
 
  75  * next layer of buffering.  For TX that's a circular buffer; for RX
 
  76  * consider it a NOP.  A third layer is provided by the TTY code.
 
  79 #define WRITE_BUF_SIZE          8192            /* TX only */
 
  90  * The port structure holds info for each port, one for each minor number
 
  91  * (and thus for each /dev/ node).
 
  94         spinlock_t              port_lock;      /* guard port_* access */
 
  96         struct gserial          *port_usb;
 
  97         struct tty_struct       *port_tty;
 
 100         bool                    openclose;      /* open/close in progress */
 
 103         wait_queue_head_t       close_wait;     /* wait for last close */
 
 105         struct list_head        read_pool;
 
 106         struct list_head        read_queue;
 
 108         struct tasklet_struct   push;
 
 110         struct list_head        write_pool;
 
 111         struct gs_buf           port_write_buf;
 
 112         wait_queue_head_t       drain_wait;     /* wait while writes drain */
 
 114         /* REVISIT this state ... */
 
 115         struct usb_cdc_line_coding port_line_coding;    /* 8-N-1 etc */
 
 118 /* increase N_PORTS if you need more */
 
 120 static struct portmaster {
 
 121         struct mutex    lock;                   /* protect open/close */
 
 122         struct gs_port  *port;
 
 124 static unsigned n_ports;
 
 126 #define GS_CLOSE_TIMEOUT                15              /* seconds */
 
 131 #define pr_vdebug(fmt, arg...) \
 
 134 #define pr_vdebug(fmt, arg...) \
 
 135         ({ if (0) pr_debug(fmt, ##arg); })
 
 138 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
 140 /* Circular Buffer */
 
 145  * Allocate a circular buffer and all associated memory.
 
 147 static int gs_buf_alloc(struct gs_buf *gb, unsigned size)
 
 149         gb->buf_buf = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
 
 150         if (gb->buf_buf == NULL)
 
 154         gb->buf_put = gb->buf_buf;
 
 155         gb->buf_get = gb->buf_buf;
 
 163  * Free the buffer and all associated memory.
 
 165 static void gs_buf_free(struct gs_buf *gb)
 
 174  * Clear out all data in the circular buffer.
 
 176 static void gs_buf_clear(struct gs_buf *gb)
 
 178         gb->buf_get = gb->buf_put;
 
 179         /* equivalent to a get of all data available */
 
 185  * Return the number of bytes of data written into the circular
 
 188 static unsigned gs_buf_data_avail(struct gs_buf *gb)
 
 190         return (gb->buf_size + gb->buf_put - gb->buf_get) % gb->buf_size;
 
 196  * Return the number of bytes of space available in the circular
 
 199 static unsigned gs_buf_space_avail(struct gs_buf *gb)
 
 201         return (gb->buf_size + gb->buf_get - gb->buf_put - 1) % gb->buf_size;
 
 207  * Copy data data from a user buffer and put it into the circular buffer.
 
 208  * Restrict to the amount of space available.
 
 210  * Return the number of bytes copied.
 
 213 gs_buf_put(struct gs_buf *gb, const char *buf, unsigned count)
 
 217         len  = gs_buf_space_avail(gb);
 
 224         len = gb->buf_buf + gb->buf_size - gb->buf_put;
 
 226                 memcpy(gb->buf_put, buf, len);
 
 227                 memcpy(gb->buf_buf, buf+len, count - len);
 
 228                 gb->buf_put = gb->buf_buf + count - len;
 
 230                 memcpy(gb->buf_put, buf, count);
 
 232                         gb->buf_put += count;
 
 233                 else /* count == len */
 
 234                         gb->buf_put = gb->buf_buf;
 
 243  * Get data from the circular buffer and copy to the given buffer.
 
 244  * Restrict to the amount of data available.
 
 246  * Return the number of bytes copied.
 
 249 gs_buf_get(struct gs_buf *gb, char *buf, unsigned count)
 
 253         len = gs_buf_data_avail(gb);
 
 260         len = gb->buf_buf + gb->buf_size - gb->buf_get;
 
 262                 memcpy(buf, gb->buf_get, len);
 
 263                 memcpy(buf+len, gb->buf_buf, count - len);
 
 264                 gb->buf_get = gb->buf_buf + count - len;
 
 266                 memcpy(buf, gb->buf_get, count);
 
 268                         gb->buf_get += count;
 
 269                 else /* count == len */
 
 270                         gb->buf_get = gb->buf_buf;
 
 276 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
 278 /* I/O glue between TTY (upper) and USB function (lower) driver layers */
 
 283  * Allocate a usb_request and its buffer.  Returns a pointer to the
 
 284  * usb_request or NULL if there is an error.
 
 287 gs_alloc_req(struct usb_ep *ep, unsigned len, gfp_t kmalloc_flags)
 
 289         struct usb_request *req;
 
 291         req = usb_ep_alloc_request(ep, kmalloc_flags);
 
 295                 req->buf = kmalloc(len, kmalloc_flags);
 
 296                 if (req->buf == NULL) {
 
 297                         usb_ep_free_request(ep, req);
 
 308  * Free a usb_request and its buffer.
 
 310 void gs_free_req(struct usb_ep *ep, struct usb_request *req)
 
 313         usb_ep_free_request(ep, req);
 
 319  * If there is data to send, a packet is built in the given
 
 320  * buffer and the size is returned.  If there is no data to
 
 321  * send, 0 is returned.
 
 323  * Called with port_lock held.
 
 326 gs_send_packet(struct gs_port *port, char *packet, unsigned size)
 
 330         len = gs_buf_data_avail(&port->port_write_buf);
 
 334                 size = gs_buf_get(&port->port_write_buf, packet, size);
 
 341  * This function finds available write requests, calls
 
 342  * gs_send_packet to fill these packets with data, and
 
 343  * continues until either there are no more write requests
 
 344  * available or no more data to send.  This function is
 
 345  * run whenever data arrives or write requests are available.
 
 347  * Context: caller owns port_lock; port_usb is non-null.
 
 349 static int gs_start_tx(struct gs_port *port)
 
 351 __releases(&port->port_lock)
 
 352 __acquires(&port->port_lock)
 
 355         struct list_head        *pool = &port->write_pool;
 
 356         struct usb_ep           *in = port->port_usb->in;
 
 358         bool                    do_tty_wake = false;
 
 360         while (!list_empty(pool)) {
 
 361                 struct usb_request      *req;
 
 364                 req = list_entry(pool->next, struct usb_request, list);
 
 365                 len = gs_send_packet(port, req->buf, in->maxpacket);
 
 367                         wake_up_interruptible(&port->drain_wait);
 
 373                 list_del(&req->list);
 
 375                 pr_vdebug(PREFIX "%d: tx len=%d, 0x%02x 0x%02x 0x%02x ...\n",
 
 376                                 port->port_num, len, *((u8 *)req->buf),
 
 377                                 *((u8 *)req->buf+1), *((u8 *)req->buf+2));
 
 379                 /* Drop lock while we call out of driver; completions
 
 380                  * could be issued while we do so.  Disconnection may
 
 381                  * happen too; maybe immediately before we queue this!
 
 383                  * NOTE that we may keep sending data for a while after
 
 384                  * the TTY closed (dev->ioport->port_tty is NULL).
 
 386                 spin_unlock(&port->port_lock);
 
 387                 status = usb_ep_queue(in, req, GFP_ATOMIC);
 
 388                 spin_lock(&port->port_lock);
 
 391                         pr_debug("%s: %s %s err %d\n",
 
 392                                         __func__, "queue", in->name, status);
 
 393                         list_add(&req->list, pool);
 
 397                 /* abort immediately after disconnect */
 
 402         if (do_tty_wake && port->port_tty)
 
 403                 tty_wakeup(port->port_tty);
 
 408  * Context: caller owns port_lock, and port_usb is set
 
 410 static unsigned gs_start_rx(struct gs_port *port)
 
 412 __releases(&port->port_lock)
 
 413 __acquires(&port->port_lock)
 
 416         struct list_head        *pool = &port->read_pool;
 
 417         struct usb_ep           *out = port->port_usb->out;
 
 418         unsigned                started = 0;
 
 420         while (!list_empty(pool)) {
 
 421                 struct usb_request      *req;
 
 423                 struct tty_struct       *tty;
 
 425                 /* no more rx if closed */
 
 426                 tty = port->port_tty;
 
 430                 req = list_entry(pool->next, struct usb_request, list);
 
 431                 list_del(&req->list);
 
 432                 req->length = out->maxpacket;
 
 434                 /* drop lock while we call out; the controller driver
 
 435                  * may need to call us back (e.g. for disconnect)
 
 437                 spin_unlock(&port->port_lock);
 
 438                 status = usb_ep_queue(out, req, GFP_ATOMIC);
 
 439                 spin_lock(&port->port_lock);
 
 442                         pr_debug("%s: %s %s err %d\n",
 
 443                                         __func__, "queue", out->name, status);
 
 444                         list_add(&req->list, pool);
 
 449                 /* abort immediately after disconnect */
 
 457  * RX tasklet takes data out of the RX queue and hands it up to the TTY
 
 458  * layer until it refuses to take any more data (or is throttled back).
 
 459  * Then it issues reads for any further data.
 
 461  * If the RX queue becomes full enough that no usb_request is queued,
 
 462  * the OUT endpoint may begin NAKing as soon as its FIFO fills up.
 
 463  * So QUEUE_SIZE packets plus however many the FIFO holds (usually two)
 
 464  * can be buffered before the TTY layer's buffers (currently 64 KB).
 
 466 static void gs_rx_push(unsigned long _port)
 
 468         struct gs_port          *port = (void *)_port;
 
 469         struct tty_struct       *tty;
 
 470         struct list_head        *queue = &port->read_queue;
 
 471         bool                    disconnect = false;
 
 472         bool                    do_push = false;
 
 474         /* hand any queued data to the tty */
 
 475         spin_lock_irq(&port->port_lock);
 
 476         tty = port->port_tty;
 
 477         while (!list_empty(queue)) {
 
 478                 struct usb_request      *req;
 
 480                 req = list_first_entry(queue, struct usb_request, list);
 
 482                 /* discard data if tty was closed */
 
 486                 /* leave data queued if tty was rx throttled */
 
 487                 if (test_bit(TTY_THROTTLED, &tty->flags))
 
 490                 switch (req->status) {
 
 493                         pr_vdebug(PREFIX "%d: shutdown\n", port->port_num);
 
 497                         /* presumably a transient fault */
 
 498                         pr_warning(PREFIX "%d: unexpected RX status %d\n",
 
 499                                         port->port_num, req->status);
 
 502                         /* normal completion */
 
 506                 /* push data to (open) tty */
 
 508                         char            *packet = req->buf;
 
 509                         unsigned        size = req->actual;
 
 513                         /* we may have pushed part of this packet already... */
 
 520                         count = tty_insert_flip_string(tty, packet, size);
 
 524                                 /* stop pushing; TTY layer can't handle more */
 
 525                                 port->n_read += count;
 
 526                                 pr_vdebug(PREFIX "%d: rx block %d/%d\n",
 
 534                 list_move(&req->list, &port->read_pool);
 
 537         /* Push from tty to ldisc; this is immediate with low_latency, and
 
 538          * may trigger callbacks to this driver ... so drop the spinlock.
 
 540         if (tty && do_push) {
 
 541                 spin_unlock_irq(&port->port_lock);
 
 542                 tty_flip_buffer_push(tty);
 
 543                 wake_up_interruptible(&tty->read_wait);
 
 544                 spin_lock_irq(&port->port_lock);
 
 546                 /* tty may have been closed */
 
 547                 tty = port->port_tty;
 
 551         /* We want our data queue to become empty ASAP, keeping data
 
 552          * in the tty and ldisc (not here).  If we couldn't push any
 
 553          * this time around, there may be trouble unless there's an
 
 554          * implicit tty_unthrottle() call on its way...
 
 556          * REVISIT we should probably add a timer to keep the tasklet
 
 557          * from starving ... but it's not clear that case ever happens.
 
 559         if (!list_empty(queue) && tty) {
 
 560                 if (!test_bit(TTY_THROTTLED, &tty->flags)) {
 
 562                                 tasklet_schedule(&port->push);
 
 564                                 pr_warning(PREFIX "%d: RX not scheduled?\n",
 
 569         /* If we're still connected, refill the USB RX queue. */
 
 570         if (!disconnect && port->port_usb)
 
 573         spin_unlock_irq(&port->port_lock);
 
 576 static void gs_read_complete(struct usb_ep *ep, struct usb_request *req)
 
 578         struct gs_port  *port = ep->driver_data;
 
 580         /* Queue all received data until the tty layer is ready for it. */
 
 581         spin_lock(&port->port_lock);
 
 582         list_add_tail(&req->list, &port->read_queue);
 
 583         tasklet_schedule(&port->push);
 
 584         spin_unlock(&port->port_lock);
 
 587 static void gs_write_complete(struct usb_ep *ep, struct usb_request *req)
 
 589         struct gs_port  *port = ep->driver_data;
 
 591         spin_lock(&port->port_lock);
 
 592         list_add(&req->list, &port->write_pool);
 
 594         switch (req->status) {
 
 596                 /* presumably a transient fault */
 
 597                 pr_warning("%s: unexpected %s status %d\n",
 
 598                                 __func__, ep->name, req->status);
 
 601                 /* normal completion */
 
 607                 pr_vdebug("%s: %s shutdown\n", __func__, ep->name);
 
 611         spin_unlock(&port->port_lock);
 
 614 static void gs_free_requests(struct usb_ep *ep, struct list_head *head)
 
 616         struct usb_request      *req;
 
 618         while (!list_empty(head)) {
 
 619                 req = list_entry(head->next, struct usb_request, list);
 
 620                 list_del(&req->list);
 
 621                 gs_free_req(ep, req);
 
 625 static int gs_alloc_requests(struct usb_ep *ep, struct list_head *head,
 
 626                 void (*fn)(struct usb_ep *, struct usb_request *))
 
 629         struct usb_request      *req;
 
 631         /* Pre-allocate up to QUEUE_SIZE transfers, but if we can't
 
 632          * do quite that many this time, don't fail ... we just won't
 
 633          * be as speedy as we might otherwise be.
 
 635         for (i = 0; i < QUEUE_SIZE; i++) {
 
 636                 req = gs_alloc_req(ep, ep->maxpacket, GFP_ATOMIC);
 
 638                         return list_empty(head) ? -ENOMEM : 0;
 
 640                 list_add_tail(&req->list, head);
 
 646  * gs_start_io - start USB I/O streams
 
 647  * @dev: encapsulates endpoints to use
 
 648  * Context: holding port_lock; port_tty and port_usb are non-null
 
 650  * We only start I/O when something is connected to both sides of
 
 651  * this port.  If nothing is listening on the host side, we may
 
 652  * be pointlessly filling up our TX buffers and FIFO.
 
 654 static int gs_start_io(struct gs_port *port)
 
 656         struct list_head        *head = &port->read_pool;
 
 657         struct usb_ep           *ep = port->port_usb->out;
 
 661         /* Allocate RX and TX I/O buffers.  We can't easily do this much
 
 662          * earlier (with GFP_KERNEL) because the requests are coupled to
 
 663          * endpoints, as are the packet sizes we'll be using.  Different
 
 664          * configurations may use different endpoints with a given port;
 
 665          * and high speed vs full speed changes packet sizes too.
 
 667         status = gs_alloc_requests(ep, head, gs_read_complete);
 
 671         status = gs_alloc_requests(port->port_usb->in, &port->write_pool,
 
 674                 gs_free_requests(ep, head);
 
 678         /* queue read requests */
 
 680         started = gs_start_rx(port);
 
 682         /* unblock any pending writes into our circular buffer */
 
 684                 tty_wakeup(port->port_tty);
 
 686                 gs_free_requests(ep, head);
 
 687                 gs_free_requests(port->port_usb->in, &port->write_pool);
 
 694 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
 699  * gs_open sets up the link between a gs_port and its associated TTY.
 
 700  * That link is broken *only* by TTY close(), and all driver methods
 
 703 static int gs_open(struct tty_struct *tty, struct file *file)
 
 705         int             port_num = tty->index;
 
 706         struct gs_port  *port;
 
 709         if (port_num < 0 || port_num >= n_ports)
 
 713                 mutex_lock(&ports[port_num].lock);
 
 714                 port = ports[port_num].port;
 
 718                         spin_lock_irq(&port->port_lock);
 
 720                         /* already open?  Great. */
 
 721                         if (port->open_count) {
 
 725                         /* currently opening/closing? wait ... */
 
 726                         } else if (port->openclose) {
 
 729                         /* ... else we do the work */
 
 732                                 port->openclose = true;
 
 734                         spin_unlock_irq(&port->port_lock);
 
 736                 mutex_unlock(&ports[port_num].lock);
 
 743                         /* must do the work */
 
 746                         /* wait for EAGAIN task to finish */
 
 748                         /* REVISIT could have a waitchannel here, if
 
 749                          * concurrent open performance is important
 
 753         } while (status != -EAGAIN);
 
 755         /* Do the "real open" */
 
 756         spin_lock_irq(&port->port_lock);
 
 758         /* allocate circular buffer on first open */
 
 759         if (port->port_write_buf.buf_buf == NULL) {
 
 761                 spin_unlock_irq(&port->port_lock);
 
 762                 status = gs_buf_alloc(&port->port_write_buf, WRITE_BUF_SIZE);
 
 763                 spin_lock_irq(&port->port_lock);
 
 766                         pr_debug("gs_open: ttyGS%d (%p,%p) no buffer\n",
 
 767                                 port->port_num, tty, file);
 
 768                         port->openclose = false;
 
 769                         goto exit_unlock_port;
 
 773         /* REVISIT if REMOVED (ports[].port NULL), abort the open
 
 774          * to let rmmod work faster (but this way isn't wrong).
 
 777         /* REVISIT maybe wait for "carrier detect" */
 
 779         tty->driver_data = port;
 
 780         port->port_tty = tty;
 
 782         port->open_count = 1;
 
 783         port->openclose = false;
 
 785         /* low_latency means ldiscs work in tasklet context, without
 
 786          * needing a workqueue schedule ... easier to keep up.
 
 788         tty->low_latency = 1;
 
 790         /* if connected, start the I/O stream */
 
 791         if (port->port_usb) {
 
 792                 struct gserial  *gser = port->port_usb;
 
 794                 pr_debug("gs_open: start ttyGS%d\n", port->port_num);
 
 801         pr_debug("gs_open: ttyGS%d (%p,%p)\n", port->port_num, tty, file);
 
 806         spin_unlock_irq(&port->port_lock);
 
 810 static int gs_writes_finished(struct gs_port *p)
 
 814         /* return true on disconnect or empty buffer */
 
 815         spin_lock_irq(&p->port_lock);
 
 816         cond = (p->port_usb == NULL) || !gs_buf_data_avail(&p->port_write_buf);
 
 817         spin_unlock_irq(&p->port_lock);
 
 822 static void gs_close(struct tty_struct *tty, struct file *file)
 
 824         struct gs_port *port = tty->driver_data;
 
 825         struct gserial  *gser;
 
 827         spin_lock_irq(&port->port_lock);
 
 829         if (port->open_count != 1) {
 
 830                 if (port->open_count == 0)
 
 837         pr_debug("gs_close: ttyGS%d (%p,%p) ...\n", port->port_num, tty, file);
 
 839         /* mark port as closing but in use; we can drop port lock
 
 840          * and sleep if necessary
 
 842         port->openclose = true;
 
 843         port->open_count = 0;
 
 845         gser = port->port_usb;
 
 846         if (gser && gser->disconnect)
 
 847                 gser->disconnect(gser);
 
 849         /* wait for circular write buffer to drain, disconnect, or at
 
 850          * most GS_CLOSE_TIMEOUT seconds; then discard the rest
 
 852         if (gs_buf_data_avail(&port->port_write_buf) > 0 && gser) {
 
 853                 spin_unlock_irq(&port->port_lock);
 
 854                 wait_event_interruptible_timeout(port->drain_wait,
 
 855                                         gs_writes_finished(port),
 
 856                                         GS_CLOSE_TIMEOUT * HZ);
 
 857                 spin_lock_irq(&port->port_lock);
 
 858                 gser = port->port_usb;
 
 861         /* Iff we're disconnected, there can be no I/O in flight so it's
 
 862          * ok to free the circular buffer; else just scrub it.  And don't
 
 863          * let the push tasklet fire again until we're re-opened.
 
 866                 gs_buf_free(&port->port_write_buf);
 
 868                 gs_buf_clear(&port->port_write_buf);
 
 870         tty->driver_data = NULL;
 
 871         port->port_tty = NULL;
 
 873         port->openclose = false;
 
 875         pr_debug("gs_close: ttyGS%d (%p,%p) done!\n",
 
 876                         port->port_num, tty, file);
 
 878         wake_up_interruptible(&port->close_wait);
 
 880         spin_unlock_irq(&port->port_lock);
 
 883 static int gs_write(struct tty_struct *tty, const unsigned char *buf, int count)
 
 885         struct gs_port  *port = tty->driver_data;
 
 889         pr_vdebug("gs_write: ttyGS%d (%p) writing %d bytes\n",
 
 890                         port->port_num, tty, count);
 
 892         spin_lock_irqsave(&port->port_lock, flags);
 
 894                 count = gs_buf_put(&port->port_write_buf, buf, count);
 
 895         /* treat count == 0 as flush_chars() */
 
 897                 status = gs_start_tx(port);
 
 898         spin_unlock_irqrestore(&port->port_lock, flags);
 
 903 static int gs_put_char(struct tty_struct *tty, unsigned char ch)
 
 905         struct gs_port  *port = tty->driver_data;
 
 909         pr_vdebug("gs_put_char: (%d,%p) char=0x%x, called from %p\n",
 
 910                 port->port_num, tty, ch, __builtin_return_address(0));
 
 912         spin_lock_irqsave(&port->port_lock, flags);
 
 913         status = gs_buf_put(&port->port_write_buf, &ch, 1);
 
 914         spin_unlock_irqrestore(&port->port_lock, flags);
 
 919 static void gs_flush_chars(struct tty_struct *tty)
 
 921         struct gs_port  *port = tty->driver_data;
 
 924         pr_vdebug("gs_flush_chars: (%d,%p)\n", port->port_num, tty);
 
 926         spin_lock_irqsave(&port->port_lock, flags);
 
 929         spin_unlock_irqrestore(&port->port_lock, flags);
 
 932 static int gs_write_room(struct tty_struct *tty)
 
 934         struct gs_port  *port = tty->driver_data;
 
 938         spin_lock_irqsave(&port->port_lock, flags);
 
 940                 room = gs_buf_space_avail(&port->port_write_buf);
 
 941         spin_unlock_irqrestore(&port->port_lock, flags);
 
 943         pr_vdebug("gs_write_room: (%d,%p) room=%d\n",
 
 944                 port->port_num, tty, room);
 
 949 static int gs_chars_in_buffer(struct tty_struct *tty)
 
 951         struct gs_port  *port = tty->driver_data;
 
 955         spin_lock_irqsave(&port->port_lock, flags);
 
 956         chars = gs_buf_data_avail(&port->port_write_buf);
 
 957         spin_unlock_irqrestore(&port->port_lock, flags);
 
 959         pr_vdebug("gs_chars_in_buffer: (%d,%p) chars=%d\n",
 
 960                 port->port_num, tty, chars);
 
 965 /* undo side effects of setting TTY_THROTTLED */
 
 966 static void gs_unthrottle(struct tty_struct *tty)
 
 968         struct gs_port          *port = tty->driver_data;
 
 971         spin_lock_irqsave(&port->port_lock, flags);
 
 972         if (port->port_usb) {
 
 973                 /* Kickstart read queue processing.  We don't do xon/xoff,
 
 974                  * rts/cts, or other handshaking with the host, but if the
 
 975                  * read queue backs up enough we'll be NAKing OUT packets.
 
 977                 tasklet_schedule(&port->push);
 
 978                 pr_vdebug(PREFIX "%d: unthrottle\n", port->port_num);
 
 980         spin_unlock_irqrestore(&port->port_lock, flags);
 
 983 static int gs_break_ctl(struct tty_struct *tty, int duration)
 
 985         struct gs_port  *port = tty->driver_data;
 
 987         struct gserial  *gser;
 
 989         pr_vdebug("gs_break_ctl: ttyGS%d, send break (%d) \n",
 
 990                         port->port_num, duration);
 
 992         spin_lock_irq(&port->port_lock);
 
 993         gser = port->port_usb;
 
 994         if (gser && gser->send_break)
 
 995                 status = gser->send_break(gser, duration);
 
 996         spin_unlock_irq(&port->port_lock);
 
1001 static const struct tty_operations gs_tty_ops = {
 
1005         .put_char =             gs_put_char,
 
1006         .flush_chars =          gs_flush_chars,
 
1007         .write_room =           gs_write_room,
 
1008         .chars_in_buffer =      gs_chars_in_buffer,
 
1009         .unthrottle =           gs_unthrottle,
 
1010         .break_ctl =            gs_break_ctl,
 
1013 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
1015 static struct tty_driver *gs_tty_driver;
 
1018 gs_port_alloc(unsigned port_num, struct usb_cdc_line_coding *coding)
 
1020         struct gs_port  *port;
 
1022         port = kzalloc(sizeof(struct gs_port), GFP_KERNEL);
 
1026         spin_lock_init(&port->port_lock);
 
1027         init_waitqueue_head(&port->close_wait);
 
1028         init_waitqueue_head(&port->drain_wait);
 
1030         tasklet_init(&port->push, gs_rx_push, (unsigned long) port);
 
1032         INIT_LIST_HEAD(&port->read_pool);
 
1033         INIT_LIST_HEAD(&port->read_queue);
 
1034         INIT_LIST_HEAD(&port->write_pool);
 
1036         port->port_num = port_num;
 
1037         port->port_line_coding = *coding;
 
1039         ports[port_num].port = port;
 
1045  * gserial_setup - initialize TTY driver for one or more ports
 
1046  * @g: gadget to associate with these ports
 
1047  * @count: how many ports to support
 
1048  * Context: may sleep
 
1050  * The TTY stack needs to know in advance how many devices it should
 
1051  * plan to manage.  Use this call to set up the ports you will be
 
1052  * exporting through USB.  Later, connect them to functions based
 
1053  * on what configuration is activated by the USB host; and disconnect
 
1054  * them as appropriate.
 
1056  * An example would be a two-configuration device in which both
 
1057  * configurations expose port 0, but through different functions.
 
1058  * One configuration could even expose port 1 while the other
 
1061  * Returns negative errno or zero.
 
1063 int __init gserial_setup(struct usb_gadget *g, unsigned count)
 
1066         struct usb_cdc_line_coding      coding;
 
1069         if (count == 0 || count > N_PORTS)
 
1072         gs_tty_driver = alloc_tty_driver(count);
 
1076         gs_tty_driver->owner = THIS_MODULE;
 
1077         gs_tty_driver->driver_name = "g_serial";
 
1078         gs_tty_driver->name = PREFIX;
 
1079         /* uses dynamically assigned dev_t values */
 
1081         gs_tty_driver->type = TTY_DRIVER_TYPE_SERIAL;
 
1082         gs_tty_driver->subtype = SERIAL_TYPE_NORMAL;
 
1083         gs_tty_driver->flags = TTY_DRIVER_REAL_RAW | TTY_DRIVER_DYNAMIC_DEV;
 
1084         gs_tty_driver->init_termios = tty_std_termios;
 
1086         /* 9600-8-N-1 ... matches defaults expected by "usbser.sys" on
 
1087          * MS-Windows.  Otherwise, most of these flags shouldn't affect
 
1088          * anything unless we were to actually hook up to a serial line.
 
1090         gs_tty_driver->init_termios.c_cflag =
 
1091                         B9600 | CS8 | CREAD | HUPCL | CLOCAL;
 
1092         gs_tty_driver->init_termios.c_ispeed = 9600;
 
1093         gs_tty_driver->init_termios.c_ospeed = 9600;
 
1095         coding.dwDTERate = __constant_cpu_to_le32(9600);
 
1096         coding.bCharFormat = 8;
 
1097         coding.bParityType = USB_CDC_NO_PARITY;
 
1098         coding.bDataBits = USB_CDC_1_STOP_BITS;
 
1100         tty_set_operations(gs_tty_driver, &gs_tty_ops);
 
1102         /* make devices be openable */
 
1103         for (i = 0; i < count; i++) {
 
1104                 mutex_init(&ports[i].lock);
 
1105                 status = gs_port_alloc(i, &coding);
 
1113         /* export the driver ... */
 
1114         status = tty_register_driver(gs_tty_driver);
 
1116                 put_tty_driver(gs_tty_driver);
 
1117                 pr_err("%s: cannot register, err %d\n",
 
1122         /* ... and sysfs class devices, so mdev/udev make /dev/ttyGS* */
 
1123         for (i = 0; i < count; i++) {
 
1124                 struct device   *tty_dev;
 
1126                 tty_dev = tty_register_device(gs_tty_driver, i, &g->dev);
 
1127                 if (IS_ERR(tty_dev))
 
1128                         pr_warning("%s: no classdev for port %d, err %ld\n",
 
1129                                 __func__, i, PTR_ERR(tty_dev));
 
1132         pr_debug("%s: registered %d ttyGS* device%s\n", __func__,
 
1133                         count, (count == 1) ? "" : "s");
 
1138                 kfree(ports[count].port);
 
1139         put_tty_driver(gs_tty_driver);
 
1140         gs_tty_driver = NULL;
 
1144 static int gs_closed(struct gs_port *port)
 
1148         spin_lock_irq(&port->port_lock);
 
1149         cond = (port->open_count == 0) && !port->openclose;
 
1150         spin_unlock_irq(&port->port_lock);
 
1155  * gserial_cleanup - remove TTY-over-USB driver and devices
 
1156  * Context: may sleep
 
1158  * This is called to free all resources allocated by @gserial_setup().
 
1159  * Accordingly, it may need to wait until some open /dev/ files have
 
1162  * The caller must have issued @gserial_disconnect() for any ports
 
1163  * that had previously been connected, so that there is never any
 
1164  * I/O pending when it's called.
 
1166 void gserial_cleanup(void)
 
1169         struct gs_port  *port;
 
1174         /* start sysfs and /dev/ttyGS* node removal */
 
1175         for (i = 0; i < n_ports; i++)
 
1176                 tty_unregister_device(gs_tty_driver, i);
 
1178         for (i = 0; i < n_ports; i++) {
 
1179                 /* prevent new opens */
 
1180                 mutex_lock(&ports[i].lock);
 
1181                 port = ports[i].port;
 
1182                 ports[i].port = NULL;
 
1183                 mutex_unlock(&ports[i].lock);
 
1185                 tasklet_kill(&port->push);
 
1187                 /* wait for old opens to finish */
 
1188                 wait_event(port->close_wait, gs_closed(port));
 
1190                 WARN_ON(port->port_usb != NULL);
 
1196         tty_unregister_driver(gs_tty_driver);
 
1197         gs_tty_driver = NULL;
 
1199         pr_debug("%s: cleaned up ttyGS* support\n", __func__);
 
1203  * gserial_connect - notify TTY I/O glue that USB link is active
 
1204  * @gser: the function, set up with endpoints and descriptors
 
1205  * @port_num: which port is active
 
1206  * Context: any (usually from irq)
 
1208  * This is called activate endpoints and let the TTY layer know that
 
1209  * the connection is active ... not unlike "carrier detect".  It won't
 
1210  * necessarily start I/O queues; unless the TTY is held open by any
 
1211  * task, there would be no point.  However, the endpoints will be
 
1212  * activated so the USB host can perform I/O, subject to basic USB
 
1213  * hardware flow control.
 
1215  * Caller needs to have set up the endpoints and USB function in @dev
 
1216  * before calling this, as well as the appropriate (speed-specific)
 
1217  * endpoint descriptors, and also have set up the TTY driver by calling
 
1220  * Returns negative errno or zero.
 
1221  * On success, ep->driver_data will be overwritten.
 
1223 int gserial_connect(struct gserial *gser, u8 port_num)
 
1225         struct gs_port  *port;
 
1226         unsigned long   flags;
 
1229         if (!gs_tty_driver || port_num >= n_ports)
 
1232         /* we "know" gserial_cleanup() hasn't been called */
 
1233         port = ports[port_num].port;
 
1235         /* activate the endpoints */
 
1236         status = usb_ep_enable(gser->in, gser->in_desc);
 
1239         gser->in->driver_data = port;
 
1241         status = usb_ep_enable(gser->out, gser->out_desc);
 
1244         gser->out->driver_data = port;
 
1246         /* then tell the tty glue that I/O can work */
 
1247         spin_lock_irqsave(&port->port_lock, flags);
 
1248         gser->ioport = port;
 
1249         port->port_usb = gser;
 
1251         /* REVISIT unclear how best to handle this state...
 
1252          * we don't really couple it with the Linux TTY.
 
1254         gser->port_line_coding = port->port_line_coding;
 
1256         /* REVISIT if waiting on "carrier detect", signal. */
 
1258         /* if it's already open, start I/O ... and notify the serial
 
1259          * protocol about open/close status (connect/disconnect).
 
1261         if (port->open_count) {
 
1262                 pr_debug("gserial_connect: start ttyGS%d\n", port->port_num);
 
1265                         gser->connect(gser);
 
1267                 if (gser->disconnect)
 
1268                         gser->disconnect(gser);
 
1271         spin_unlock_irqrestore(&port->port_lock, flags);
 
1276         usb_ep_disable(gser->in);
 
1277         gser->in->driver_data = NULL;
 
1282  * gserial_disconnect - notify TTY I/O glue that USB link is inactive
 
1283  * @gser: the function, on which gserial_connect() was called
 
1284  * Context: any (usually from irq)
 
1286  * This is called to deactivate endpoints and let the TTY layer know
 
1287  * that the connection went inactive ... not unlike "hangup".
 
1289  * On return, the state is as if gserial_connect() had never been called;
 
1290  * there is no active USB I/O on these endpoints.
 
1292 void gserial_disconnect(struct gserial *gser)
 
1294         struct gs_port  *port = gser->ioport;
 
1295         unsigned long   flags;
 
1300         /* tell the TTY glue not to do I/O here any more */
 
1301         spin_lock_irqsave(&port->port_lock, flags);
 
1303         /* REVISIT as above: how best to track this? */
 
1304         port->port_line_coding = gser->port_line_coding;
 
1306         port->port_usb = NULL;
 
1307         gser->ioport = NULL;
 
1308         if (port->open_count > 0 || port->openclose) {
 
1309                 wake_up_interruptible(&port->drain_wait);
 
1311                         tty_hangup(port->port_tty);
 
1313         spin_unlock_irqrestore(&port->port_lock, flags);
 
1315         /* disable endpoints, aborting down any active I/O */
 
1316         usb_ep_disable(gser->out);
 
1317         gser->out->driver_data = NULL;
 
1319         usb_ep_disable(gser->in);
 
1320         gser->in->driver_data = NULL;
 
1322         /* finally, free any unused/unusable I/O buffers */
 
1323         spin_lock_irqsave(&port->port_lock, flags);
 
1324         if (port->open_count == 0 && !port->openclose)
 
1325                 gs_buf_free(&port->port_write_buf);
 
1326         gs_free_requests(gser->out, &port->read_pool);
 
1327         gs_free_requests(gser->out, &port->read_queue);
 
1328         gs_free_requests(gser->in, &port->write_pool);
 
1329         spin_unlock_irqrestore(&port->port_lock, flags);