Merge branch 'master' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/paulus/powerpc
[linux-2.6] / drivers / usb / host / uhci-hcd.h
1 #ifndef __LINUX_UHCI_HCD_H
2 #define __LINUX_UHCI_HCD_H
3
4 #include <linux/list.h>
5 #include <linux/usb.h>
6
7 #define usb_packetid(pipe)      (usb_pipein(pipe) ? USB_PID_IN : USB_PID_OUT)
8 #define PIPE_DEVEP_MASK         0x0007ff00
9
10
11 /*
12  * Universal Host Controller Interface data structures and defines
13  */
14
15 /* Command register */
16 #define USBCMD          0
17 #define   USBCMD_RS             0x0001  /* Run/Stop */
18 #define   USBCMD_HCRESET        0x0002  /* Host reset */
19 #define   USBCMD_GRESET         0x0004  /* Global reset */
20 #define   USBCMD_EGSM           0x0008  /* Global Suspend Mode */
21 #define   USBCMD_FGR            0x0010  /* Force Global Resume */
22 #define   USBCMD_SWDBG          0x0020  /* SW Debug mode */
23 #define   USBCMD_CF             0x0040  /* Config Flag (sw only) */
24 #define   USBCMD_MAXP           0x0080  /* Max Packet (0 = 32, 1 = 64) */
25
26 /* Status register */
27 #define USBSTS          2
28 #define   USBSTS_USBINT         0x0001  /* Interrupt due to IOC */
29 #define   USBSTS_ERROR          0x0002  /* Interrupt due to error */
30 #define   USBSTS_RD             0x0004  /* Resume Detect */
31 #define   USBSTS_HSE            0x0008  /* Host System Error: PCI problems */
32 #define   USBSTS_HCPE           0x0010  /* Host Controller Process Error:
33                                          * the schedule is buggy */
34 #define   USBSTS_HCH            0x0020  /* HC Halted */
35
36 /* Interrupt enable register */
37 #define USBINTR         4
38 #define   USBINTR_TIMEOUT       0x0001  /* Timeout/CRC error enable */
39 #define   USBINTR_RESUME        0x0002  /* Resume interrupt enable */
40 #define   USBINTR_IOC           0x0004  /* Interrupt On Complete enable */
41 #define   USBINTR_SP            0x0008  /* Short packet interrupt enable */
42
43 #define USBFRNUM        6
44 #define USBFLBASEADD    8
45 #define USBSOF          12
46 #define   USBSOF_DEFAULT        64      /* Frame length is exactly 1 ms */
47
48 /* USB port status and control registers */
49 #define USBPORTSC1      16
50 #define USBPORTSC2      18
51 #define   USBPORTSC_CCS         0x0001  /* Current Connect Status
52                                          * ("device present") */
53 #define   USBPORTSC_CSC         0x0002  /* Connect Status Change */
54 #define   USBPORTSC_PE          0x0004  /* Port Enable */
55 #define   USBPORTSC_PEC         0x0008  /* Port Enable Change */
56 #define   USBPORTSC_DPLUS       0x0010  /* D+ high (line status) */
57 #define   USBPORTSC_DMINUS      0x0020  /* D- high (line status) */
58 #define   USBPORTSC_RD          0x0040  /* Resume Detect */
59 #define   USBPORTSC_RES1        0x0080  /* reserved, always 1 */
60 #define   USBPORTSC_LSDA        0x0100  /* Low Speed Device Attached */
61 #define   USBPORTSC_PR          0x0200  /* Port Reset */
62 /* OC and OCC from Intel 430TX and later (not UHCI 1.1d spec) */
63 #define   USBPORTSC_OC          0x0400  /* Over Current condition */
64 #define   USBPORTSC_OCC         0x0800  /* Over Current Change R/WC */
65 #define   USBPORTSC_SUSP        0x1000  /* Suspend */
66 #define   USBPORTSC_RES2        0x2000  /* reserved, write zeroes */
67 #define   USBPORTSC_RES3        0x4000  /* reserved, write zeroes */
68 #define   USBPORTSC_RES4        0x8000  /* reserved, write zeroes */
69
70 /* Legacy support register */
71 #define USBLEGSUP               0xc0
72 #define   USBLEGSUP_DEFAULT     0x2000  /* only PIRQ enable set */
73 #define   USBLEGSUP_RWC         0x8f00  /* the R/WC bits */
74 #define   USBLEGSUP_RO          0x5040  /* R/O and reserved bits */
75
76 #define UHCI_PTR_BITS           __constant_cpu_to_le32(0x000F)
77 #define UHCI_PTR_TERM           __constant_cpu_to_le32(0x0001)
78 #define UHCI_PTR_QH             __constant_cpu_to_le32(0x0002)
79 #define UHCI_PTR_DEPTH          __constant_cpu_to_le32(0x0004)
80 #define UHCI_PTR_BREADTH        __constant_cpu_to_le32(0x0000)
81
82 #define UHCI_NUMFRAMES          1024    /* in the frame list [array] */
83 #define UHCI_MAX_SOF_NUMBER     2047    /* in an SOF packet */
84 #define CAN_SCHEDULE_FRAMES     1000    /* how far in the future frames
85                                          * can be scheduled */
86 #define MAX_PHASE               32      /* Periodic scheduling length */
87
88 /* When no queues need Full-Speed Bandwidth Reclamation,
89  * delay this long before turning FSBR off */
90 #define FSBR_OFF_DELAY          msecs_to_jiffies(10)
91
92 /* If a queue hasn't advanced after this much time, assume it is stuck */
93 #define QH_WAIT_TIMEOUT         msecs_to_jiffies(200)
94
95
96 /*
97  *      Queue Headers
98  */
99
100 /*
101  * One role of a QH is to hold a queue of TDs for some endpoint.  One QH goes
102  * with each endpoint, and qh->element (updated by the HC) is either:
103  *   - the next unprocessed TD in the endpoint's queue, or
104  *   - UHCI_PTR_TERM (when there's no more traffic for this endpoint).
105  *
106  * The other role of a QH is to serve as a "skeleton" framelist entry, so we
107  * can easily splice a QH for some endpoint into the schedule at the right
108  * place.  Then qh->element is UHCI_PTR_TERM.
109  *
110  * In the schedule, qh->link maintains a list of QHs seen by the HC:
111  *     skel1 --> ep1-qh --> ep2-qh --> ... --> skel2 --> ...
112  *
113  * qh->node is the software equivalent of qh->link.  The differences
114  * are that the software list is doubly-linked and QHs in the UNLINKING
115  * state are on the software list but not the hardware schedule.
116  *
117  * For bookkeeping purposes we maintain QHs even for Isochronous endpoints,
118  * but they never get added to the hardware schedule.
119  */
120 #define QH_STATE_IDLE           1       /* QH is not being used */
121 #define QH_STATE_UNLINKING      2       /* QH has been removed from the
122                                          * schedule but the hardware may
123                                          * still be using it */
124 #define QH_STATE_ACTIVE         3       /* QH is on the schedule */
125
126 struct uhci_qh {
127         /* Hardware fields */
128         __le32 link;                    /* Next QH in the schedule */
129         __le32 element;                 /* Queue element (TD) pointer */
130
131         /* Software fields */
132         dma_addr_t dma_handle;
133
134         struct list_head node;          /* Node in the list of QHs */
135         struct usb_host_endpoint *hep;  /* Endpoint information */
136         struct usb_device *udev;
137         struct list_head queue;         /* Queue of urbps for this QH */
138         struct uhci_td *dummy_td;       /* Dummy TD to end the queue */
139         struct uhci_td *post_td;        /* Last TD completed */
140
141         struct usb_iso_packet_descriptor *iso_packet_desc;
142                                         /* Next urb->iso_frame_desc entry */
143         unsigned long advance_jiffies;  /* Time of last queue advance */
144         unsigned int unlink_frame;      /* When the QH was unlinked */
145         unsigned int period;            /* For Interrupt and Isochronous QHs */
146         short phase;                    /* Between 0 and period-1 */
147         short load;                     /* Periodic time requirement, in us */
148         unsigned int iso_frame;         /* Frame # for iso_packet_desc */
149         int iso_status;                 /* Status for Isochronous URBs */
150
151         int state;                      /* QH_STATE_xxx; see above */
152         int type;                       /* Queue type (control, bulk, etc) */
153         int skel;                       /* Skeleton queue number */
154
155         unsigned int initial_toggle:1;  /* Endpoint's current toggle value */
156         unsigned int needs_fixup:1;     /* Must fix the TD toggle values */
157         unsigned int is_stopped:1;      /* Queue was stopped by error/unlink */
158         unsigned int wait_expired:1;    /* QH_WAIT_TIMEOUT has expired */
159         unsigned int bandwidth_reserved:1;      /* Periodic bandwidth has
160                                                  * been allocated */
161 } __attribute__((aligned(16)));
162
163 /*
164  * We need a special accessor for the element pointer because it is
165  * subject to asynchronous updates by the controller.
166  */
167 static inline __le32 qh_element(struct uhci_qh *qh) {
168         __le32 element = qh->element;
169
170         barrier();
171         return element;
172 }
173
174 #define LINK_TO_QH(qh)          (UHCI_PTR_QH | cpu_to_le32((qh)->dma_handle))
175
176
177 /*
178  *      Transfer Descriptors
179  */
180
181 /*
182  * for TD <status>:
183  */
184 #define TD_CTRL_SPD             (1 << 29)       /* Short Packet Detect */
185 #define TD_CTRL_C_ERR_MASK      (3 << 27)       /* Error Counter bits */
186 #define TD_CTRL_C_ERR_SHIFT     27
187 #define TD_CTRL_LS              (1 << 26)       /* Low Speed Device */
188 #define TD_CTRL_IOS             (1 << 25)       /* Isochronous Select */
189 #define TD_CTRL_IOC             (1 << 24)       /* Interrupt on Complete */
190 #define TD_CTRL_ACTIVE          (1 << 23)       /* TD Active */
191 #define TD_CTRL_STALLED         (1 << 22)       /* TD Stalled */
192 #define TD_CTRL_DBUFERR         (1 << 21)       /* Data Buffer Error */
193 #define TD_CTRL_BABBLE          (1 << 20)       /* Babble Detected */
194 #define TD_CTRL_NAK             (1 << 19)       /* NAK Received */
195 #define TD_CTRL_CRCTIMEO        (1 << 18)       /* CRC/Time Out Error */
196 #define TD_CTRL_BITSTUFF        (1 << 17)       /* Bit Stuff Error */
197 #define TD_CTRL_ACTLEN_MASK     0x7FF   /* actual length, encoded as n - 1 */
198
199 #define TD_CTRL_ANY_ERROR       (TD_CTRL_STALLED | TD_CTRL_DBUFERR | \
200                                  TD_CTRL_BABBLE | TD_CTRL_CRCTIME | \
201                                  TD_CTRL_BITSTUFF)
202
203 #define uhci_maxerr(err)                ((err) << TD_CTRL_C_ERR_SHIFT)
204 #define uhci_status_bits(ctrl_sts)      ((ctrl_sts) & 0xF60000)
205 #define uhci_actual_length(ctrl_sts)    (((ctrl_sts) + 1) & \
206                         TD_CTRL_ACTLEN_MASK)    /* 1-based */
207
208 /*
209  * for TD <info>: (a.k.a. Token)
210  */
211 #define td_token(td)            le32_to_cpu((td)->token)
212 #define TD_TOKEN_DEVADDR_SHIFT  8
213 #define TD_TOKEN_TOGGLE_SHIFT   19
214 #define TD_TOKEN_TOGGLE         (1 << 19)
215 #define TD_TOKEN_EXPLEN_SHIFT   21
216 #define TD_TOKEN_EXPLEN_MASK    0x7FF   /* expected length, encoded as n-1 */
217 #define TD_TOKEN_PID_MASK       0xFF
218
219 #define uhci_explen(len)        ((((len) - 1) & TD_TOKEN_EXPLEN_MASK) << \
220                                         TD_TOKEN_EXPLEN_SHIFT)
221
222 #define uhci_expected_length(token) ((((token) >> TD_TOKEN_EXPLEN_SHIFT) + \
223                                         1) & TD_TOKEN_EXPLEN_MASK)
224 #define uhci_toggle(token)      (((token) >> TD_TOKEN_TOGGLE_SHIFT) & 1)
225 #define uhci_endpoint(token)    (((token) >> 15) & 0xf)
226 #define uhci_devaddr(token)     (((token) >> TD_TOKEN_DEVADDR_SHIFT) & 0x7f)
227 #define uhci_devep(token)       (((token) >> TD_TOKEN_DEVADDR_SHIFT) & 0x7ff)
228 #define uhci_packetid(token)    ((token) & TD_TOKEN_PID_MASK)
229 #define uhci_packetout(token)   (uhci_packetid(token) != USB_PID_IN)
230 #define uhci_packetin(token)    (uhci_packetid(token) == USB_PID_IN)
231
232 /*
233  * The documentation says "4 words for hardware, 4 words for software".
234  *
235  * That's silly, the hardware doesn't care. The hardware only cares that
236  * the hardware words are 16-byte aligned, and we can have any amount of
237  * sw space after the TD entry.
238  *
239  * td->link points to either another TD (not necessarily for the same urb or
240  * even the same endpoint), or nothing (PTR_TERM), or a QH.
241  */
242 struct uhci_td {
243         /* Hardware fields */
244         __le32 link;
245         __le32 status;
246         __le32 token;
247         __le32 buffer;
248
249         /* Software fields */
250         dma_addr_t dma_handle;
251
252         struct list_head list;
253
254         int frame;                      /* for iso: what frame? */
255         struct list_head fl_list;
256 } __attribute__((aligned(16)));
257
258 /*
259  * We need a special accessor for the control/status word because it is
260  * subject to asynchronous updates by the controller.
261  */
262 static inline u32 td_status(struct uhci_td *td) {
263         __le32 status = td->status;
264
265         barrier();
266         return le32_to_cpu(status);
267 }
268
269 #define LINK_TO_TD(td)          (cpu_to_le32((td)->dma_handle))
270
271
272 /*
273  *      Skeleton Queue Headers
274  */
275
276 /*
277  * The UHCI driver uses QHs with Interrupt, Control and Bulk URBs for
278  * automatic queuing. To make it easy to insert entries into the schedule,
279  * we have a skeleton of QHs for each predefined Interrupt latency.
280  * Asynchronous QHs (low-speed control, full-speed control, and bulk)
281  * go onto the period-1 interrupt list, since they all get accessed on
282  * every frame.
283  *
284  * When we want to add a new QH, we add it to the list starting from the
285  * appropriate skeleton QH.  For instance, the schedule can look like this:
286  *
287  * skel int128 QH
288  * dev 1 interrupt QH
289  * dev 5 interrupt QH
290  * skel int64 QH
291  * skel int32 QH
292  * ...
293  * skel int1 + async QH
294  * dev 5 low-speed control QH
295  * dev 1 bulk QH
296  * dev 2 bulk QH
297  *
298  * There is a special terminating QH used to keep full-speed bandwidth
299  * reclamation active when no full-speed control or bulk QHs are linked
300  * into the schedule.  It has an inactive TD (to work around a PIIX bug,
301  * see the Intel errata) and it points back to itself.
302  *
303  * There's a special skeleton QH for Isochronous QHs which never appears
304  * on the schedule.  Isochronous TDs go on the schedule before the
305  * the skeleton QHs.  The hardware accesses them directly rather than
306  * through their QH, which is used only for bookkeeping purposes.
307  * While the UHCI spec doesn't forbid the use of QHs for Isochronous,
308  * it doesn't use them either.  And the spec says that queues never
309  * advance on an error completion status, which makes them totally
310  * unsuitable for Isochronous transfers.
311  *
312  * There's also a special skeleton QH used for QHs which are in the process
313  * of unlinking and so may still be in use by the hardware.  It too never
314  * appears on the schedule.
315  */
316
317 #define UHCI_NUM_SKELQH         11
318 #define SKEL_UNLINK             0
319 #define skel_unlink_qh          skelqh[SKEL_UNLINK]
320 #define SKEL_ISO                1
321 #define skel_iso_qh             skelqh[SKEL_ISO]
322         /* int128, int64, ..., int1 = 2, 3, ..., 9 */
323 #define SKEL_INDEX(exponent)    (9 - exponent)
324 #define SKEL_ASYNC              9
325 #define skel_async_qh           skelqh[SKEL_ASYNC]
326 #define SKEL_TERM               10
327 #define skel_term_qh            skelqh[SKEL_TERM]
328
329 /* The following entries refer to sublists of skel_async_qh */
330 #define SKEL_LS_CONTROL         20
331 #define SKEL_FS_CONTROL         21
332 #define SKEL_FSBR               SKEL_FS_CONTROL
333 #define SKEL_BULK               22
334
335 /*
336  *      The UHCI controller and root hub
337  */
338
339 /*
340  * States for the root hub:
341  *
342  * To prevent "bouncing" in the presence of electrical noise,
343  * when there are no devices attached we delay for 1 second in the
344  * RUNNING_NODEVS state before switching to the AUTO_STOPPED state.
345  * 
346  * (Note that the AUTO_STOPPED state won't be necessary once the hub
347  * driver learns to autosuspend.)
348  */
349 enum uhci_rh_state {
350         /* In the following states the HC must be halted.
351          * These two must come first. */
352         UHCI_RH_RESET,
353         UHCI_RH_SUSPENDED,
354
355         UHCI_RH_AUTO_STOPPED,
356         UHCI_RH_RESUMING,
357
358         /* In this state the HC changes from running to halted,
359          * so it can legally appear either way. */
360         UHCI_RH_SUSPENDING,
361
362         /* In the following states it's an error if the HC is halted.
363          * These two must come last. */
364         UHCI_RH_RUNNING,                /* The normal state */
365         UHCI_RH_RUNNING_NODEVS,         /* Running with no devices attached */
366 };
367
368 /*
369  * The full UHCI controller information:
370  */
371 struct uhci_hcd {
372
373         /* debugfs */
374         struct dentry *dentry;
375
376         /* Grabbed from PCI */
377         unsigned long io_addr;
378
379         struct dma_pool *qh_pool;
380         struct dma_pool *td_pool;
381
382         struct uhci_td *term_td;        /* Terminating TD, see UHCI bug */
383         struct uhci_qh *skelqh[UHCI_NUM_SKELQH];        /* Skeleton QHs */
384         struct uhci_qh *next_qh;        /* Next QH to scan */
385
386         spinlock_t lock;
387
388         dma_addr_t frame_dma_handle;    /* Hardware frame list */
389         __le32 *frame;
390         void **frame_cpu;               /* CPU's frame list */
391
392         enum uhci_rh_state rh_state;
393         unsigned long auto_stop_time;           /* When to AUTO_STOP */
394
395         unsigned int frame_number;              /* As of last check */
396         unsigned int is_stopped;
397 #define UHCI_IS_STOPPED         9999            /* Larger than a frame # */
398         unsigned int last_iso_frame;            /* Frame of last scan */
399         unsigned int cur_iso_frame;             /* Frame for current scan */
400
401         unsigned int scan_in_progress:1;        /* Schedule scan is running */
402         unsigned int need_rescan:1;             /* Redo the schedule scan */
403         unsigned int dead:1;                    /* Controller has died */
404         unsigned int working_RD:1;              /* Suspended root hub doesn't
405                                                    need to be polled */
406         unsigned int is_initialized:1;          /* Data structure is usable */
407         unsigned int fsbr_is_on:1;              /* FSBR is turned on */
408         unsigned int fsbr_is_wanted:1;          /* Does any URB want FSBR? */
409         unsigned int fsbr_expiring:1;           /* FSBR is timing out */
410
411         struct timer_list fsbr_timer;           /* For turning off FBSR */
412
413         /* Support for port suspend/resume/reset */
414         unsigned long port_c_suspend;           /* Bit-arrays of ports */
415         unsigned long resuming_ports;
416         unsigned long ports_timeout;            /* Time to stop signalling */
417
418         struct list_head idle_qh_list;          /* Where the idle QHs live */
419
420         int rh_numports;                        /* Number of root-hub ports */
421
422         wait_queue_head_t waitqh;               /* endpoint_disable waiters */
423         int num_waiting;                        /* Number of waiters */
424
425         int total_load;                         /* Sum of array values */
426         short load[MAX_PHASE];                  /* Periodic allocations */
427 };
428
429 /* Convert between a usb_hcd pointer and the corresponding uhci_hcd */
430 static inline struct uhci_hcd *hcd_to_uhci(struct usb_hcd *hcd)
431 {
432         return (struct uhci_hcd *) (hcd->hcd_priv);
433 }
434 static inline struct usb_hcd *uhci_to_hcd(struct uhci_hcd *uhci)
435 {
436         return container_of((void *) uhci, struct usb_hcd, hcd_priv);
437 }
438
439 #define uhci_dev(u)     (uhci_to_hcd(u)->self.controller)
440
441 /* Utility macro for comparing frame numbers */
442 #define uhci_frame_before_eq(f1, f2)    (0 <= (int) ((f2) - (f1)))
443
444
445 /*
446  *      Private per-URB data
447  */
448 struct urb_priv {
449         struct list_head node;          /* Node in the QH's urbp list */
450
451         struct urb *urb;
452
453         struct uhci_qh *qh;             /* QH for this URB */
454         struct list_head td_list;
455
456         unsigned fsbr:1;                /* URB wants FSBR */
457 };
458
459
460 /*
461  * Locking in uhci.c
462  *
463  * Almost everything relating to the hardware schedule and processing
464  * of URBs is protected by uhci->lock.  urb->status is protected by
465  * urb->lock; that's the one exception.
466  *
467  * To prevent deadlocks, never lock uhci->lock while holding urb->lock.
468  * The safe order of locking is:
469  *
470  * #1 uhci->lock
471  * #2 urb->lock
472  */
473
474
475 /* Some special IDs */
476
477 #define PCI_VENDOR_ID_GENESYS           0x17a0
478 #define PCI_DEVICE_ID_GL880S_UHCI       0x8083
479
480 #endif