2  * Copyright (C) 2001-2004 by David Brownell
 
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
 
   5  * under the terms of the GNU General Public License as published by the
 
   6  * Free Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your
 
   7  * option) any later version.
 
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
 
  10  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
 
  11  * or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
 
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
 
  15  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
 
  16  * Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
 
  19 /* this file is part of ehci-hcd.c */
 
  21 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
  24  * EHCI hardware queue manipulation ... the core.  QH/QTD manipulation.
 
  26  * Control, bulk, and interrupt traffic all use "qh" lists.  They list "qtd"
 
  27  * entries describing USB transactions, max 16-20kB/entry (with 4kB-aligned
 
  28  * buffers needed for the larger number).  We use one QH per endpoint, queue
 
  29  * multiple urbs (all three types) per endpoint.  URBs may need several qtds.
 
  31  * ISO traffic uses "ISO TD" (itd, and sitd) records, and (along with
 
  32  * interrupts) needs careful scheduling.  Performance improvements can be
 
  33  * an ongoing challenge.  That's in "ehci-sched.c".
 
  35  * USB 1.1 devices are handled (a) by "companion" OHCI or UHCI root hubs,
 
  36  * or otherwise through transaction translators (TTs) in USB 2.0 hubs using
 
  37  * (b) special fields in qh entries or (c) split iso entries.  TTs will
 
  38  * buffer low/full speed data so the host collects it at high speed.
 
  41 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
  43 /* fill a qtd, returning how much of the buffer we were able to queue up */
 
  46 qtd_fill(struct ehci_hcd *ehci, struct ehci_qtd *qtd, dma_addr_t buf,
 
  47                   size_t len, int token, int maxpacket)
 
  52         /* one buffer entry per 4K ... first might be short or unaligned */
 
  53         qtd->hw_buf[0] = cpu_to_hc32(ehci, (u32)addr);
 
  54         qtd->hw_buf_hi[0] = cpu_to_hc32(ehci, (u32)(addr >> 32));
 
  55         count = 0x1000 - (buf & 0x0fff);        /* rest of that page */
 
  56         if (likely (len < count))               /* ... iff needed */
 
  62                 /* per-qtd limit: from 16K to 20K (best alignment) */
 
  63                 for (i = 1; count < len && i < 5; i++) {
 
  65                         qtd->hw_buf[i] = cpu_to_hc32(ehci, (u32)addr);
 
  66                         qtd->hw_buf_hi[i] = cpu_to_hc32(ehci,
 
  69                         if ((count + 0x1000) < len)
 
  75                 /* short packets may only terminate transfers */
 
  77                         count -= (count % maxpacket);
 
  79         qtd->hw_token = cpu_to_hc32(ehci, (count << 16) | token);
 
  85 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
  88 qh_update (struct ehci_hcd *ehci, struct ehci_qh *qh, struct ehci_qtd *qtd)
 
  90         /* writes to an active overlay are unsafe */
 
  91         BUG_ON(qh->qh_state != QH_STATE_IDLE);
 
  93         qh->hw_qtd_next = QTD_NEXT(ehci, qtd->qtd_dma);
 
  94         qh->hw_alt_next = EHCI_LIST_END(ehci);
 
  96         /* Except for control endpoints, we make hardware maintain data
 
  97          * toggle (like OHCI) ... here (re)initialize the toggle in the QH,
 
  98          * and set the pseudo-toggle in udev. Only usb_clear_halt() will
 
 101         if (!(qh->hw_info1 & cpu_to_hc32(ehci, 1 << 14))) {
 
 102                 unsigned        is_out, epnum;
 
 104                 is_out = !(qtd->hw_token & cpu_to_hc32(ehci, 1 << 8));
 
 105                 epnum = (hc32_to_cpup(ehci, &qh->hw_info1) >> 8) & 0x0f;
 
 106                 if (unlikely (!usb_gettoggle (qh->dev, epnum, is_out))) {
 
 107                         qh->hw_token &= ~cpu_to_hc32(ehci, QTD_TOGGLE);
 
 108                         usb_settoggle (qh->dev, epnum, is_out, 1);
 
 112         /* HC must see latest qtd and qh data before we clear ACTIVE+HALT */
 
 114         qh->hw_token &= cpu_to_hc32(ehci, QTD_TOGGLE | QTD_STS_PING);
 
 117 /* if it weren't for a common silicon quirk (writing the dummy into the qh
 
 118  * overlay, so qh->hw_token wrongly becomes inactive/halted), only fault
 
 119  * recovery (including urb dequeue) would need software changes to a QH...
 
 122 qh_refresh (struct ehci_hcd *ehci, struct ehci_qh *qh)
 
 124         struct ehci_qtd *qtd;
 
 126         if (list_empty (&qh->qtd_list))
 
 129                 qtd = list_entry (qh->qtd_list.next,
 
 130                                 struct ehci_qtd, qtd_list);
 
 131                 /* first qtd may already be partially processed */
 
 132                 if (cpu_to_hc32(ehci, qtd->qtd_dma) == qh->hw_current)
 
 137                 qh_update (ehci, qh, qtd);
 
 140 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
 142 static int qtd_copy_status (
 
 143         struct ehci_hcd *ehci,
 
 149         int     status = -EINPROGRESS;
 
 151         /* count IN/OUT bytes, not SETUP (even short packets) */
 
 152         if (likely (QTD_PID (token) != 2))
 
 153                 urb->actual_length += length - QTD_LENGTH (token);
 
 155         /* don't modify error codes */
 
 156         if (unlikely(urb->unlinked))
 
 159         /* force cleanup after short read; not always an error */
 
 160         if (unlikely (IS_SHORT_READ (token)))
 
 163         /* serious "can't proceed" faults reported by the hardware */
 
 164         if (token & QTD_STS_HALT) {
 
 165                 if (token & QTD_STS_BABBLE) {
 
 166                         /* FIXME "must" disable babbling device's port too */
 
 168                 } else if (token & QTD_STS_MMF) {
 
 169                         /* fs/ls interrupt xfer missed the complete-split */
 
 171                 } else if (token & QTD_STS_DBE) {
 
 172                         status = (QTD_PID (token) == 1) /* IN ? */
 
 173                                 ? -ENOSR  /* hc couldn't read data */
 
 174                                 : -ECOMM; /* hc couldn't write data */
 
 175                 } else if (token & QTD_STS_XACT) {
 
 176                         /* timeout, bad crc, wrong PID, etc; retried */
 
 177                         if (QTD_CERR (token))
 
 180                                 ehci_dbg (ehci, "devpath %s ep%d%s 3strikes\n",
 
 182                                         usb_pipeendpoint (urb->pipe),
 
 183                                         usb_pipein (urb->pipe) ? "in" : "out");
 
 186                 /* CERR nonzero + no errors + halt --> stall */
 
 187                 } else if (QTD_CERR (token))
 
 193                         "dev%d ep%d%s qtd token %08x --> status %d\n",
 
 194                         usb_pipedevice (urb->pipe),
 
 195                         usb_pipeendpoint (urb->pipe),
 
 196                         usb_pipein (urb->pipe) ? "in" : "out",
 
 199                 /* if async CSPLIT failed, try cleaning out the TT buffer */
 
 202                                 && !usb_pipeint(urb->pipe)
 
 203                                 && ((token & QTD_STS_MMF) != 0
 
 204                                         || QTD_CERR(token) == 0)
 
 205                                 && (!ehci_is_TDI(ehci)
 
 206                                         || urb->dev->tt->hub !=
 
 207                                            ehci_to_hcd(ehci)->self.root_hub)) {
 
 209                         struct usb_device *tt = urb->dev->tt->hub;
 
 211                                 "clear tt buffer port %d, a%d ep%d t%08x\n",
 
 212                                 urb->dev->ttport, urb->dev->devnum,
 
 213                                 usb_pipeendpoint (urb->pipe), token);
 
 215                         /* REVISIT ARC-derived cores don't clear the root
 
 216                          * hub TT buffer in this way...
 
 218                         usb_hub_tt_clear_buffer (urb->dev, urb->pipe);
 
 226 ehci_urb_done(struct ehci_hcd *ehci, struct urb *urb, int status)
 
 227 __releases(ehci->lock)
 
 228 __acquires(ehci->lock)
 
 230         if (likely (urb->hcpriv != NULL)) {
 
 231                 struct ehci_qh  *qh = (struct ehci_qh *) urb->hcpriv;
 
 233                 /* S-mask in a QH means it's an interrupt urb */
 
 234                 if ((qh->hw_info2 & cpu_to_hc32(ehci, QH_SMASK)) != 0) {
 
 236                         /* ... update hc-wide periodic stats (for usbfs) */
 
 237                         ehci_to_hcd(ehci)->self.bandwidth_int_reqs--;
 
 242         if (unlikely(urb->unlinked)) {
 
 243                 COUNT(ehci->stats.unlink);
 
 245                 /* report non-error and short read status as zero */
 
 246                 if (status == -EINPROGRESS || status == -EREMOTEIO)
 
 248                 COUNT(ehci->stats.complete);
 
 251 #ifdef EHCI_URB_TRACE
 
 253                 "%s %s urb %p ep%d%s status %d len %d/%d\n",
 
 254                 __func__, urb->dev->devpath, urb,
 
 255                 usb_pipeendpoint (urb->pipe),
 
 256                 usb_pipein (urb->pipe) ? "in" : "out",
 
 258                 urb->actual_length, urb->transfer_buffer_length);
 
 261         /* complete() can reenter this HCD */
 
 262         usb_hcd_unlink_urb_from_ep(ehci_to_hcd(ehci), urb);
 
 263         spin_unlock (&ehci->lock);
 
 264         usb_hcd_giveback_urb(ehci_to_hcd(ehci), urb, status);
 
 265         spin_lock (&ehci->lock);
 
 268 static void start_unlink_async (struct ehci_hcd *ehci, struct ehci_qh *qh);
 
 269 static void unlink_async (struct ehci_hcd *ehci, struct ehci_qh *qh);
 
 271 static void intr_deschedule (struct ehci_hcd *ehci, struct ehci_qh *qh);
 
 272 static int qh_schedule (struct ehci_hcd *ehci, struct ehci_qh *qh);
 
 275  * Process and free completed qtds for a qh, returning URBs to drivers.
 
 276  * Chases up to qh->hw_current.  Returns number of completions called,
 
 277  * indicating how much "real" work we did.
 
 280 qh_completions (struct ehci_hcd *ehci, struct ehci_qh *qh)
 
 282         struct ehci_qtd         *last = NULL, *end = qh->dummy;
 
 283         struct list_head        *entry, *tmp;
 
 284         int                     last_status = -EINPROGRESS;
 
 288         __le32                  halt = HALT_BIT(ehci);
 
 290         if (unlikely (list_empty (&qh->qtd_list)))
 
 293         /* completions (or tasks on other cpus) must never clobber HALT
 
 294          * till we've gone through and cleaned everything up, even when
 
 295          * they add urbs to this qh's queue or mark them for unlinking.
 
 297          * NOTE:  unlinking expects to be done in queue order.
 
 299         state = qh->qh_state;
 
 300         qh->qh_state = QH_STATE_COMPLETING;
 
 301         stopped = (state == QH_STATE_IDLE);
 
 303         /* remove de-activated QTDs from front of queue.
 
 304          * after faults (including short reads), cleanup this urb
 
 305          * then let the queue advance.
 
 306          * if queue is stopped, handles unlinks.
 
 308         list_for_each_safe (entry, tmp, &qh->qtd_list) {
 
 309                 struct ehci_qtd *qtd;
 
 313                 qtd = list_entry (entry, struct ehci_qtd, qtd_list);
 
 316                 /* clean up any state from previous QTD ...*/
 
 318                         if (likely (last->urb != urb)) {
 
 319                                 ehci_urb_done(ehci, last->urb, last_status);
 
 321                                 last_status = -EINPROGRESS;
 
 323                         ehci_qtd_free (ehci, last);
 
 327                 /* ignore urbs submitted during completions we reported */
 
 331                 /* hardware copies qtd out of qh overlay */
 
 333                 token = hc32_to_cpu(ehci, qtd->hw_token);
 
 335                 /* always clean up qtds the hc de-activated */
 
 336                 if ((token & QTD_STS_ACTIVE) == 0) {
 
 338                         /* on STALL, error, and short reads this urb must
 
 339                          * complete and all its qtds must be recycled.
 
 341                         if ((token & QTD_STS_HALT) != 0) {
 
 344                         /* magic dummy for some short reads; qh won't advance.
 
 345                          * that silicon quirk can kick in with this dummy too.
 
 347                          * other short reads won't stop the queue, including
 
 348                          * control transfers (status stage handles that) or
 
 349                          * most other single-qtd reads ... the queue stops if
 
 350                          * URB_SHORT_NOT_OK was set so the driver submitting
 
 351                          * the urbs could clean it up.
 
 353                         } else if (IS_SHORT_READ (token)
 
 354                                         && !(qtd->hw_alt_next
 
 355                                                 & EHCI_LIST_END(ehci))) {
 
 360                 /* stop scanning when we reach qtds the hc is using */
 
 361                 } else if (likely (!stopped
 
 362                                 && HC_IS_RUNNING (ehci_to_hcd(ehci)->state))) {
 
 365                 /* scan the whole queue for unlinks whenever it stops */
 
 369                         /* cancel everything if we halt, suspend, etc */
 
 370                         if (!HC_IS_RUNNING(ehci_to_hcd(ehci)->state))
 
 371                                 last_status = -ESHUTDOWN;
 
 373                         /* this qtd is active; skip it unless a previous qtd
 
 374                          * for its urb faulted, or its urb was canceled.
 
 376                         else if (last_status == -EINPROGRESS && !urb->unlinked)
 
 379                         /* qh unlinked; token in overlay may be most current */
 
 380                         if (state == QH_STATE_IDLE
 
 381                                         && cpu_to_hc32(ehci, qtd->qtd_dma)
 
 383                                 token = hc32_to_cpu(ehci, qh->hw_token);
 
 385                         /* force halt for unlinked or blocked qh, so we'll
 
 386                          * patch the qh later and so that completions can't
 
 387                          * activate it while we "know" it's stopped.
 
 389                         if ((halt & qh->hw_token) == 0) {
 
 391                                 qh->hw_token |= halt;
 
 396                 /* unless we already know the urb's status, collect qtd status
 
 397                  * and update count of bytes transferred.  in common short read
 
 398                  * cases with only one data qtd (including control transfers),
 
 399                  * queue processing won't halt.  but with two or more qtds (for
 
 400                  * example, with a 32 KB transfer), when the first qtd gets a
 
 401                  * short read the second must be removed by hand.
 
 403                 if (last_status == -EINPROGRESS) {
 
 404                         last_status = qtd_copy_status(ehci, urb,
 
 406                         if (last_status == -EREMOTEIO
 
 408                                                 & EHCI_LIST_END(ehci)))
 
 409                                 last_status = -EINPROGRESS;
 
 412                 /* if we're removing something not at the queue head,
 
 413                  * patch the hardware queue pointer.
 
 415                 if (stopped && qtd->qtd_list.prev != &qh->qtd_list) {
 
 416                         last = list_entry (qtd->qtd_list.prev,
 
 417                                         struct ehci_qtd, qtd_list);
 
 418                         last->hw_next = qtd->hw_next;
 
 421                 /* remove qtd; it's recycled after possible urb completion */
 
 422                 list_del (&qtd->qtd_list);
 
 426         /* last urb's completion might still need calling */
 
 427         if (likely (last != NULL)) {
 
 428                 ehci_urb_done(ehci, last->urb, last_status);
 
 430                 ehci_qtd_free (ehci, last);
 
 433         /* restore original state; caller must unlink or relink */
 
 434         qh->qh_state = state;
 
 436         /* be sure the hardware's done with the qh before refreshing
 
 437          * it after fault cleanup, or recovering from silicon wrongly
 
 438          * overlaying the dummy qtd (which reduces DMA chatter).
 
 440         if (stopped != 0 || qh->hw_qtd_next == EHCI_LIST_END(ehci)) {
 
 443                         qh_refresh(ehci, qh);
 
 445                 case QH_STATE_LINKED:
 
 446                         /* We won't refresh a QH that's linked (after the HC
 
 447                          * stopped the queue).  That avoids a race:
 
 448                          *  - HC reads first part of QH;
 
 449                          *  - CPU updates that first part and the token;
 
 450                          *  - HC reads rest of that QH, including token
 
 451                          * Result:  HC gets an inconsistent image, and then
 
 452                          * DMAs to/from the wrong memory (corrupting it).
 
 454                          * That should be rare for interrupt transfers,
 
 455                          * except maybe high bandwidth ...
 
 457                         if ((cpu_to_hc32(ehci, QH_SMASK)
 
 458                                         & qh->hw_info2) != 0) {
 
 459                                 intr_deschedule (ehci, qh);
 
 460                                 (void) qh_schedule (ehci, qh);
 
 462                                 unlink_async (ehci, qh);
 
 464                 /* otherwise, unlink already started */
 
 471 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
 473 // high bandwidth multiplier, as encoded in highspeed endpoint descriptors
 
 474 #define hb_mult(wMaxPacketSize) (1 + (((wMaxPacketSize) >> 11) & 0x03))
 
 475 // ... and packet size, for any kind of endpoint descriptor
 
 476 #define max_packet(wMaxPacketSize) ((wMaxPacketSize) & 0x07ff)
 
 479  * reverse of qh_urb_transaction:  free a list of TDs.
 
 480  * used for cleanup after errors, before HC sees an URB's TDs.
 
 482 static void qtd_list_free (
 
 483         struct ehci_hcd         *ehci,
 
 485         struct list_head        *qtd_list
 
 487         struct list_head        *entry, *temp;
 
 489         list_for_each_safe (entry, temp, qtd_list) {
 
 490                 struct ehci_qtd *qtd;
 
 492                 qtd = list_entry (entry, struct ehci_qtd, qtd_list);
 
 493                 list_del (&qtd->qtd_list);
 
 494                 ehci_qtd_free (ehci, qtd);
 
 499  * create a list of filled qtds for this URB; won't link into qh.
 
 501 static struct list_head *
 
 503         struct ehci_hcd         *ehci,
 
 505         struct list_head        *head,
 
 508         struct ehci_qtd         *qtd, *qtd_prev;
 
 515          * URBs map to sequences of QTDs:  one logical transaction
 
 517         qtd = ehci_qtd_alloc (ehci, flags);
 
 520         list_add_tail (&qtd->qtd_list, head);
 
 523         token = QTD_STS_ACTIVE;
 
 524         token |= (EHCI_TUNE_CERR << 10);
 
 525         /* for split transactions, SplitXState initialized to zero */
 
 527         len = urb->transfer_buffer_length;
 
 528         is_input = usb_pipein (urb->pipe);
 
 529         if (usb_pipecontrol (urb->pipe)) {
 
 531                 qtd_fill(ehci, qtd, urb->setup_dma,
 
 532                                 sizeof (struct usb_ctrlrequest),
 
 533                                 token | (2 /* "setup" */ << 8), 8);
 
 535                 /* ... and always at least one more pid */
 
 538                 qtd = ehci_qtd_alloc (ehci, flags);
 
 542                 qtd_prev->hw_next = QTD_NEXT(ehci, qtd->qtd_dma);
 
 543                 list_add_tail (&qtd->qtd_list, head);
 
 545                 /* for zero length DATA stages, STATUS is always IN */
 
 547                         token |= (1 /* "in" */ << 8);
 
 551          * data transfer stage:  buffer setup
 
 553         buf = urb->transfer_dma;
 
 556                 token |= (1 /* "in" */ << 8);
 
 557         /* else it's already initted to "out" pid (0 << 8) */
 
 559         maxpacket = max_packet(usb_maxpacket(urb->dev, urb->pipe, !is_input));
 
 562          * buffer gets wrapped in one or more qtds;
 
 563          * last one may be "short" (including zero len)
 
 564          * and may serve as a control status ack
 
 569                 this_qtd_len = qtd_fill(ehci, qtd, buf, len, token, maxpacket);
 
 574                  * short reads advance to a "magic" dummy instead of the next
 
 575                  * qtd ... that forces the queue to stop, for manual cleanup.
 
 576                  * (this will usually be overridden later.)
 
 579                         qtd->hw_alt_next = ehci->async->hw_alt_next;
 
 581                 /* qh makes control packets use qtd toggle; maybe switch it */
 
 582                 if ((maxpacket & (this_qtd_len + (maxpacket - 1))) == 0)
 
 585                 if (likely (len <= 0))
 
 589                 qtd = ehci_qtd_alloc (ehci, flags);
 
 593                 qtd_prev->hw_next = QTD_NEXT(ehci, qtd->qtd_dma);
 
 594                 list_add_tail (&qtd->qtd_list, head);
 
 598          * unless the caller requires manual cleanup after short reads,
 
 599          * have the alt_next mechanism keep the queue running after the
 
 600          * last data qtd (the only one, for control and most other cases).
 
 602         if (likely ((urb->transfer_flags & URB_SHORT_NOT_OK) == 0
 
 603                                 || usb_pipecontrol (urb->pipe)))
 
 604                 qtd->hw_alt_next = EHCI_LIST_END(ehci);
 
 607          * control requests may need a terminating data "status" ack;
 
 608          * bulk ones may need a terminating short packet (zero length).
 
 610         if (likely (urb->transfer_buffer_length != 0)) {
 
 613                 if (usb_pipecontrol (urb->pipe)) {
 
 615                         token ^= 0x0100;        /* "in" <--> "out"  */
 
 616                         token |= QTD_TOGGLE;    /* force DATA1 */
 
 617                 } else if (usb_pipebulk (urb->pipe)
 
 618                                 && (urb->transfer_flags & URB_ZERO_PACKET)
 
 619                                 && !(urb->transfer_buffer_length % maxpacket)) {
 
 624                         qtd = ehci_qtd_alloc (ehci, flags);
 
 628                         qtd_prev->hw_next = QTD_NEXT(ehci, qtd->qtd_dma);
 
 629                         list_add_tail (&qtd->qtd_list, head);
 
 631                         /* never any data in such packets */
 
 632                         qtd_fill(ehci, qtd, 0, 0, token, 0);
 
 636         /* by default, enable interrupt on urb completion */
 
 637         if (likely (!(urb->transfer_flags & URB_NO_INTERRUPT)))
 
 638                 qtd->hw_token |= cpu_to_hc32(ehci, QTD_IOC);
 
 642         qtd_list_free (ehci, urb, head);
 
 646 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
 648 // Would be best to create all qh's from config descriptors,
 
 649 // when each interface/altsetting is established.  Unlink
 
 650 // any previous qh and cancel its urbs first; endpoints are
 
 651 // implicitly reset then (data toggle too).
 
 652 // That'd mean updating how usbcore talks to HCDs. (2.7?)
 
 656  * Each QH holds a qtd list; a QH is used for everything except iso.
 
 658  * For interrupt urbs, the scheduler must set the microframe scheduling
 
 659  * mask(s) each time the QH gets scheduled.  For highspeed, that's
 
 660  * just one microframe in the s-mask.  For split interrupt transactions
 
 661  * there are additional complications: c-mask, maybe FSTNs.
 
 663 static struct ehci_qh *
 
 665         struct ehci_hcd         *ehci,
 
 669         struct ehci_qh          *qh = ehci_qh_alloc (ehci, flags);
 
 670         u32                     info1 = 0, info2 = 0;
 
 673         struct usb_tt           *tt = urb->dev->tt;
 
 679          * init endpoint/device data for this QH
 
 681         info1 |= usb_pipeendpoint (urb->pipe) << 8;
 
 682         info1 |= usb_pipedevice (urb->pipe) << 0;
 
 684         is_input = usb_pipein (urb->pipe);
 
 685         type = usb_pipetype (urb->pipe);
 
 686         maxp = usb_maxpacket (urb->dev, urb->pipe, !is_input);
 
 688         /* 1024 byte maxpacket is a hardware ceiling.  High bandwidth
 
 689          * acts like up to 3KB, but is built from smaller packets.
 
 691         if (max_packet(maxp) > 1024) {
 
 692                 ehci_dbg(ehci, "bogus qh maxpacket %d\n", max_packet(maxp));
 
 696         /* Compute interrupt scheduling parameters just once, and save.
 
 697          * - allowing for high bandwidth, how many nsec/uframe are used?
 
 698          * - split transactions need a second CSPLIT uframe; same question
 
 699          * - splits also need a schedule gap (for full/low speed I/O)
 
 700          * - qh has a polling interval
 
 702          * For control/bulk requests, the HC or TT handles these.
 
 704         if (type == PIPE_INTERRUPT) {
 
 705                 qh->usecs = NS_TO_US(usb_calc_bus_time(USB_SPEED_HIGH,
 
 707                                 hb_mult(maxp) * max_packet(maxp)));
 
 708                 qh->start = NO_FRAME;
 
 710                 if (urb->dev->speed == USB_SPEED_HIGH) {
 
 714                         qh->period = urb->interval >> 3;
 
 715                         if (qh->period == 0 && urb->interval != 1) {
 
 716                                 /* NOTE interval 2 or 4 uframes could work.
 
 717                                  * But interval 1 scheduling is simpler, and
 
 718                                  * includes high bandwidth.
 
 720                                 dbg ("intr period %d uframes, NYET!",
 
 727                         /* gap is f(FS/LS transfer times) */
 
 728                         qh->gap_uf = 1 + usb_calc_bus_time (urb->dev->speed,
 
 729                                         is_input, 0, maxp) / (125 * 1000);
 
 731                         /* FIXME this just approximates SPLIT/CSPLIT times */
 
 732                         if (is_input) {         // SPLIT, gap, CSPLIT+DATA
 
 733                                 qh->c_usecs = qh->usecs + HS_USECS (0);
 
 734                                 qh->usecs = HS_USECS (1);
 
 735                         } else {                // SPLIT+DATA, gap, CSPLIT
 
 736                                 qh->usecs += HS_USECS (1);
 
 737                                 qh->c_usecs = HS_USECS (0);
 
 740                         think_time = tt ? tt->think_time : 0;
 
 741                         qh->tt_usecs = NS_TO_US (think_time +
 
 742                                         usb_calc_bus_time (urb->dev->speed,
 
 743                                         is_input, 0, max_packet (maxp)));
 
 744                         qh->period = urb->interval;
 
 748         /* support for tt scheduling, and access to toggles */
 
 752         switch (urb->dev->speed) {
 
 754                 info1 |= (1 << 12);     /* EPS "low" */
 
 758                 /* EPS 0 means "full" */
 
 759                 if (type != PIPE_INTERRUPT)
 
 760                         info1 |= (EHCI_TUNE_RL_TT << 28);
 
 761                 if (type == PIPE_CONTROL) {
 
 762                         info1 |= (1 << 27);     /* for TT */
 
 763                         info1 |= 1 << 14;       /* toggle from qtd */
 
 767                 info2 |= (EHCI_TUNE_MULT_TT << 30);
 
 769                 /* Some Freescale processors have an erratum in which the
 
 770                  * port number in the queue head was 0..N-1 instead of 1..N.
 
 772                 if (ehci_has_fsl_portno_bug(ehci))
 
 773                         info2 |= (urb->dev->ttport-1) << 23;
 
 775                         info2 |= urb->dev->ttport << 23;
 
 777                 /* set the address of the TT; for TDI's integrated
 
 778                  * root hub tt, leave it zeroed.
 
 780                 if (tt && tt->hub != ehci_to_hcd(ehci)->self.root_hub)
 
 781                         info2 |= tt->hub->devnum << 16;
 
 783                 /* NOTE:  if (PIPE_INTERRUPT) { scheduler sets c-mask } */
 
 787         case USB_SPEED_HIGH:            /* no TT involved */
 
 788                 info1 |= (2 << 12);     /* EPS "high" */
 
 789                 if (type == PIPE_CONTROL) {
 
 790                         info1 |= (EHCI_TUNE_RL_HS << 28);
 
 791                         info1 |= 64 << 16;      /* usb2 fixed maxpacket */
 
 792                         info1 |= 1 << 14;       /* toggle from qtd */
 
 793                         info2 |= (EHCI_TUNE_MULT_HS << 30);
 
 794                 } else if (type == PIPE_BULK) {
 
 795                         info1 |= (EHCI_TUNE_RL_HS << 28);
 
 796                         /* The USB spec says that high speed bulk endpoints
 
 797                          * always use 512 byte maxpacket.  But some device
 
 798                          * vendors decided to ignore that, and MSFT is happy
 
 799                          * to help them do so.  So now people expect to use
 
 800                          * such nonconformant devices with Linux too; sigh.
 
 802                         info1 |= max_packet(maxp) << 16;
 
 803                         info2 |= (EHCI_TUNE_MULT_HS << 30);
 
 804                 } else {                /* PIPE_INTERRUPT */
 
 805                         info1 |= max_packet (maxp) << 16;
 
 806                         info2 |= hb_mult (maxp) << 30;
 
 810                 dbg ("bogus dev %p speed %d", urb->dev, urb->dev->speed);
 
 816         /* NOTE:  if (PIPE_INTERRUPT) { scheduler sets s-mask } */
 
 818         /* init as live, toggle clear, advance to dummy */
 
 819         qh->qh_state = QH_STATE_IDLE;
 
 820         qh->hw_info1 = cpu_to_hc32(ehci, info1);
 
 821         qh->hw_info2 = cpu_to_hc32(ehci, info2);
 
 822         usb_settoggle (urb->dev, usb_pipeendpoint (urb->pipe), !is_input, 1);
 
 823         qh_refresh (ehci, qh);
 
 827 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
 829 /* move qh (and its qtds) onto async queue; maybe enable queue.  */
 
 831 static void qh_link_async (struct ehci_hcd *ehci, struct ehci_qh *qh)
 
 833         __hc32          dma = QH_NEXT(ehci, qh->qh_dma);
 
 834         struct ehci_qh  *head;
 
 836         /* (re)start the async schedule? */
 
 838         timer_action_done (ehci, TIMER_ASYNC_OFF);
 
 839         if (!head->qh_next.qh) {
 
 840                 u32     cmd = ehci_readl(ehci, &ehci->regs->command);
 
 842                 if (!(cmd & CMD_ASE)) {
 
 843                         /* in case a clear of CMD_ASE didn't take yet */
 
 844                         (void)handshake(ehci, &ehci->regs->status,
 
 846                         cmd |= CMD_ASE | CMD_RUN;
 
 847                         ehci_writel(ehci, cmd, &ehci->regs->command);
 
 848                         ehci_to_hcd(ehci)->state = HC_STATE_RUNNING;
 
 849                         /* posted write need not be known to HC yet ... */
 
 853         /* clear halt and/or toggle; and maybe recover from silicon quirk */
 
 854         if (qh->qh_state == QH_STATE_IDLE)
 
 855                 qh_refresh (ehci, qh);
 
 857         /* splice right after start */
 
 858         qh->qh_next = head->qh_next;
 
 859         qh->hw_next = head->hw_next;
 
 862         head->qh_next.qh = qh;
 
 865         qh->qh_state = QH_STATE_LINKED;
 
 866         /* qtd completions reported later by interrupt */
 
 869 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
 872  * For control/bulk/interrupt, return QH with these TDs appended.
 
 873  * Allocates and initializes the QH if necessary.
 
 874  * Returns null if it can't allocate a QH it needs to.
 
 875  * If the QH has TDs (urbs) already, that's great.
 
 877 static struct ehci_qh *qh_append_tds (
 
 878         struct ehci_hcd         *ehci,
 
 880         struct list_head        *qtd_list,
 
 885         struct ehci_qh          *qh = NULL;
 
 886         __hc32                  qh_addr_mask = cpu_to_hc32(ehci, 0x7f);
 
 888         qh = (struct ehci_qh *) *ptr;
 
 889         if (unlikely (qh == NULL)) {
 
 890                 /* can't sleep here, we have ehci->lock... */
 
 891                 qh = qh_make (ehci, urb, GFP_ATOMIC);
 
 894         if (likely (qh != NULL)) {
 
 895                 struct ehci_qtd *qtd;
 
 897                 if (unlikely (list_empty (qtd_list)))
 
 900                         qtd = list_entry (qtd_list->next, struct ehci_qtd,
 
 903                 /* control qh may need patching ... */
 
 904                 if (unlikely (epnum == 0)) {
 
 906                         /* usb_reset_device() briefly reverts to address 0 */
 
 907                         if (usb_pipedevice (urb->pipe) == 0)
 
 908                                 qh->hw_info1 &= ~qh_addr_mask;
 
 911                 /* just one way to queue requests: swap with the dummy qtd.
 
 912                  * only hc or qh_refresh() ever modify the overlay.
 
 914                 if (likely (qtd != NULL)) {
 
 915                         struct ehci_qtd         *dummy;
 
 919                         /* to avoid racing the HC, use the dummy td instead of
 
 920                          * the first td of our list (becomes new dummy).  both
 
 921                          * tds stay deactivated until we're done, when the
 
 922                          * HC is allowed to fetch the old dummy (4.10.2).
 
 924                         token = qtd->hw_token;
 
 925                         qtd->hw_token = HALT_BIT(ehci);
 
 929                         dma = dummy->qtd_dma;
 
 931                         dummy->qtd_dma = dma;
 
 933                         list_del (&qtd->qtd_list);
 
 934                         list_add (&dummy->qtd_list, qtd_list);
 
 935                         list_splice_tail(qtd_list, &qh->qtd_list);
 
 937                         ehci_qtd_init(ehci, qtd, qtd->qtd_dma);
 
 940                         /* hc must see the new dummy at list end */
 
 942                         qtd = list_entry (qh->qtd_list.prev,
 
 943                                         struct ehci_qtd, qtd_list);
 
 944                         qtd->hw_next = QTD_NEXT(ehci, dma);
 
 946                         /* let the hc process these next qtds */
 
 948                         dummy->hw_token = token;
 
 950                         urb->hcpriv = qh_get (qh);
 
 956 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
 960         struct ehci_hcd         *ehci,
 
 962         struct list_head        *qtd_list,
 
 965         struct ehci_qtd         *qtd;
 
 968         struct ehci_qh          *qh = NULL;
 
 971         qtd = list_entry (qtd_list->next, struct ehci_qtd, qtd_list);
 
 972         epnum = urb->ep->desc.bEndpointAddress;
 
 974 #ifdef EHCI_URB_TRACE
 
 976                 "%s %s urb %p ep%d%s len %d, qtd %p [qh %p]\n",
 
 977                 __func__, urb->dev->devpath, urb,
 
 978                 epnum & 0x0f, (epnum & USB_DIR_IN) ? "in" : "out",
 
 979                 urb->transfer_buffer_length,
 
 980                 qtd, urb->ep->hcpriv);
 
 983         spin_lock_irqsave (&ehci->lock, flags);
 
 984         if (unlikely(!test_bit(HCD_FLAG_HW_ACCESSIBLE,
 
 985                                &ehci_to_hcd(ehci)->flags))) {
 
 989         rc = usb_hcd_link_urb_to_ep(ehci_to_hcd(ehci), urb);
 
 993         qh = qh_append_tds(ehci, urb, qtd_list, epnum, &urb->ep->hcpriv);
 
 994         if (unlikely(qh == NULL)) {
 
 995                 usb_hcd_unlink_urb_from_ep(ehci_to_hcd(ehci), urb);
 
1000         /* Control/bulk operations through TTs don't need scheduling,
 
1001          * the HC and TT handle it when the TT has a buffer ready.
 
1003         if (likely (qh->qh_state == QH_STATE_IDLE))
 
1004                 qh_link_async (ehci, qh_get (qh));
 
1006         spin_unlock_irqrestore (&ehci->lock, flags);
 
1007         if (unlikely (qh == NULL))
 
1008                 qtd_list_free (ehci, urb, qtd_list);
 
1012 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
1014 /* the async qh for the qtds being reclaimed are now unlinked from the HC */
 
1016 static void end_unlink_async (struct ehci_hcd *ehci)
 
1018         struct ehci_qh          *qh = ehci->reclaim;
 
1019         struct ehci_qh          *next;
 
1021         iaa_watchdog_done(ehci);
 
1023         // qh->hw_next = cpu_to_hc32(qh->qh_dma);
 
1024         qh->qh_state = QH_STATE_IDLE;
 
1025         qh->qh_next.qh = NULL;
 
1026         qh_put (qh);                    // refcount from reclaim
 
1028         /* other unlink(s) may be pending (in QH_STATE_UNLINK_WAIT) */
 
1030         ehci->reclaim = next;
 
1033         qh_completions (ehci, qh);
 
1035         if (!list_empty (&qh->qtd_list)
 
1036                         && HC_IS_RUNNING (ehci_to_hcd(ehci)->state))
 
1037                 qh_link_async (ehci, qh);
 
1039                 qh_put (qh);            // refcount from async list
 
1041                 /* it's not free to turn the async schedule on/off; leave it
 
1042                  * active but idle for a while once it empties.
 
1044                 if (HC_IS_RUNNING (ehci_to_hcd(ehci)->state)
 
1045                                 && ehci->async->qh_next.qh == NULL)
 
1046                         timer_action (ehci, TIMER_ASYNC_OFF);
 
1050                 ehci->reclaim = NULL;
 
1051                 start_unlink_async (ehci, next);
 
1055 /* makes sure the async qh will become idle */
 
1056 /* caller must own ehci->lock */
 
1058 static void start_unlink_async (struct ehci_hcd *ehci, struct ehci_qh *qh)
 
1060         int             cmd = ehci_readl(ehci, &ehci->regs->command);
 
1061         struct ehci_qh  *prev;
 
1064         assert_spin_locked(&ehci->lock);
 
1066                         || (qh->qh_state != QH_STATE_LINKED
 
1067                                 && qh->qh_state != QH_STATE_UNLINK_WAIT)
 
1072         /* stop async schedule right now? */
 
1073         if (unlikely (qh == ehci->async)) {
 
1074                 /* can't get here without STS_ASS set */
 
1075                 if (ehci_to_hcd(ehci)->state != HC_STATE_HALT
 
1076                                 && !ehci->reclaim) {
 
1077                         /* ... and CMD_IAAD clear */
 
1078                         ehci_writel(ehci, cmd & ~CMD_ASE,
 
1079                                     &ehci->regs->command);
 
1081                         // handshake later, if we need to
 
1082                         timer_action_done (ehci, TIMER_ASYNC_OFF);
 
1087         qh->qh_state = QH_STATE_UNLINK;
 
1088         ehci->reclaim = qh = qh_get (qh);
 
1091         while (prev->qh_next.qh != qh)
 
1092                 prev = prev->qh_next.qh;
 
1094         prev->hw_next = qh->hw_next;
 
1095         prev->qh_next = qh->qh_next;
 
1098         if (unlikely (ehci_to_hcd(ehci)->state == HC_STATE_HALT)) {
 
1099                 /* if (unlikely (qh->reclaim != 0))
 
1100                  *      this will recurse, probably not much
 
1102                 end_unlink_async (ehci);
 
1107         ehci_writel(ehci, cmd, &ehci->regs->command);
 
1108         (void)ehci_readl(ehci, &ehci->regs->command);
 
1109         iaa_watchdog_start(ehci);
 
1112 /*-------------------------------------------------------------------------*/
 
1114 static void scan_async (struct ehci_hcd *ehci)
 
1117         enum ehci_timer_action  action = TIMER_IO_WATCHDOG;
 
1119         ehci->stamp = ehci_readl(ehci, &ehci->regs->frame_index);
 
1120         timer_action_done (ehci, TIMER_ASYNC_SHRINK);
 
1122         qh = ehci->async->qh_next.qh;
 
1123         if (likely (qh != NULL)) {
 
1125                         /* clean any finished work for this qh */
 
1126                         if (!list_empty (&qh->qtd_list)
 
1127                                         && qh->stamp != ehci->stamp) {
 
1130                                 /* unlinks could happen here; completion
 
1131                                  * reporting drops the lock.  rescan using
 
1132                                  * the latest schedule, but don't rescan
 
1133                                  * qhs we already finished (no looping).
 
1136                                 qh->stamp = ehci->stamp;
 
1137                                 temp = qh_completions (ehci, qh);
 
1144                         /* unlink idle entries, reducing DMA usage as well
 
1145                          * as HCD schedule-scanning costs.  delay for any qh
 
1146                          * we just scanned, there's a not-unusual case that it
 
1147                          * doesn't stay idle for long.
 
1148                          * (plus, avoids some kind of re-activation race.)
 
1150                         if (list_empty(&qh->qtd_list)
 
1151                                         && qh->qh_state == QH_STATE_LINKED) {
 
1153                                         && ((ehci->stamp - qh->stamp) & 0x1fff)
 
1154                                                 >= (EHCI_SHRINK_FRAMES * 8))
 
1155                                         start_unlink_async(ehci, qh);
 
1157                                         action = TIMER_ASYNC_SHRINK;
 
1160                         qh = qh->qh_next.qh;
 
1163         if (action == TIMER_ASYNC_SHRINK)
 
1164                 timer_action (ehci, TIMER_ASYNC_SHRINK);