USB: cleanup for previous patches
[powerpc.git] / drivers / usb / core / urb.c
1 #include <linux/module.h>
2 #include <linux/string.h>
3 #include <linux/bitops.h>
4 #include <linux/slab.h>
5 #include <linux/init.h>
6 #include <linux/log2.h>
7 #include <linux/usb.h>
8 #include <linux/wait.h>
9 #include "hcd.h"
10
11 #define to_urb(d) container_of(d, struct urb, kref)
12
13 static void urb_destroy(struct kref *kref)
14 {
15         struct urb *urb = to_urb(kref);
16
17         if (urb->transfer_flags & URB_FREE_BUFFER)
18                 kfree(urb->transfer_buffer);
19
20         kfree(urb);
21 }
22
23 /**
24  * usb_init_urb - initializes a urb so that it can be used by a USB driver
25  * @urb: pointer to the urb to initialize
26  *
27  * Initializes a urb so that the USB subsystem can use it properly.
28  *
29  * If a urb is created with a call to usb_alloc_urb() it is not
30  * necessary to call this function.  Only use this if you allocate the
31  * space for a struct urb on your own.  If you call this function, be
32  * careful when freeing the memory for your urb that it is no longer in
33  * use by the USB core.
34  *
35  * Only use this function if you _really_ understand what you are doing.
36  */
37 void usb_init_urb(struct urb *urb)
38 {
39         if (urb) {
40                 memset(urb, 0, sizeof(*urb));
41                 kref_init(&urb->kref);
42                 spin_lock_init(&urb->lock);
43                 INIT_LIST_HEAD(&urb->anchor_list);
44         }
45 }
46
47 /**
48  * usb_alloc_urb - creates a new urb for a USB driver to use
49  * @iso_packets: number of iso packets for this urb
50  * @mem_flags: the type of memory to allocate, see kmalloc() for a list of
51  *      valid options for this.
52  *
53  * Creates an urb for the USB driver to use, initializes a few internal
54  * structures, incrementes the usage counter, and returns a pointer to it.
55  *
56  * If no memory is available, NULL is returned.
57  *
58  * If the driver want to use this urb for interrupt, control, or bulk
59  * endpoints, pass '0' as the number of iso packets.
60  *
61  * The driver must call usb_free_urb() when it is finished with the urb.
62  */
63 struct urb *usb_alloc_urb(int iso_packets, gfp_t mem_flags)
64 {
65         struct urb *urb;
66
67         urb = kmalloc(sizeof(struct urb) +
68                 iso_packets * sizeof(struct usb_iso_packet_descriptor),
69                 mem_flags);
70         if (!urb) {
71                 err("alloc_urb: kmalloc failed");
72                 return NULL;
73         }
74         usb_init_urb(urb);
75         return urb;
76 }
77
78 /**
79  * usb_free_urb - frees the memory used by a urb when all users of it are finished
80  * @urb: pointer to the urb to free, may be NULL
81  *
82  * Must be called when a user of a urb is finished with it.  When the last user
83  * of the urb calls this function, the memory of the urb is freed.
84  *
85  * Note: The transfer buffer associated with the urb is not freed, that must be
86  * done elsewhere.
87  */
88 void usb_free_urb(struct urb *urb)
89 {
90         if (urb)
91                 kref_put(&urb->kref, urb_destroy);
92 }
93
94 /**
95  * usb_get_urb - increments the reference count of the urb
96  * @urb: pointer to the urb to modify, may be NULL
97  *
98  * This must be  called whenever a urb is transferred from a device driver to a
99  * host controller driver.  This allows proper reference counting to happen
100  * for urbs.
101  *
102  * A pointer to the urb with the incremented reference counter is returned.
103  */
104 struct urb * usb_get_urb(struct urb *urb)
105 {
106         if (urb)
107                 kref_get(&urb->kref);
108         return urb;
109 }
110
111 /**
112  * usb_anchor_urb - anchors an URB while it is processed
113  * @urb: pointer to the urb to anchor
114  * @anchor: pointer to the anchor
115  *
116  * This can be called to have access to URBs which are to be executed
117  * without bothering to track them
118  */
119 void usb_anchor_urb(struct urb *urb, struct usb_anchor *anchor)
120 {
121         unsigned long flags;
122
123         spin_lock_irqsave(&anchor->lock, flags);
124         usb_get_urb(urb);
125         list_add_tail(&urb->anchor_list, &anchor->urb_list);
126         urb->anchor = anchor;
127         spin_unlock_irqrestore(&anchor->lock, flags);
128 }
129 EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_anchor_urb);
130
131 /**
132  * usb_unanchor_urb - unanchors an URB
133  * @urb: pointer to the urb to anchor
134  *
135  * Call this to stop the system keeping track of this URB
136  */
137 void usb_unanchor_urb(struct urb *urb)
138 {
139         unsigned long flags;
140         struct usb_anchor *anchor;
141
142         if (!urb)
143                 return;
144
145         anchor = urb->anchor;
146         if (!anchor)
147                 return;
148
149         spin_lock_irqsave(&anchor->lock, flags);
150         if (unlikely(anchor != urb->anchor)) {
151                 /* we've lost the race to another thread */
152                 spin_unlock_irqrestore(&anchor->lock, flags);
153                 return;
154         }
155         urb->anchor = NULL;
156         list_del(&urb->anchor_list);
157         spin_unlock_irqrestore(&anchor->lock, flags);
158         usb_put_urb(urb);
159         if (list_empty(&anchor->urb_list))
160                 wake_up(&anchor->wait);
161 }
162 EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_unanchor_urb);
163
164 /*-------------------------------------------------------------------*/
165
166 /**
167  * usb_submit_urb - issue an asynchronous transfer request for an endpoint
168  * @urb: pointer to the urb describing the request
169  * @mem_flags: the type of memory to allocate, see kmalloc() for a list
170  *      of valid options for this.
171  *
172  * This submits a transfer request, and transfers control of the URB
173  * describing that request to the USB subsystem.  Request completion will
174  * be indicated later, asynchronously, by calling the completion handler.
175  * The three types of completion are success, error, and unlink
176  * (a software-induced fault, also called "request cancellation").  
177  *
178  * URBs may be submitted in interrupt context.
179  *
180  * The caller must have correctly initialized the URB before submitting
181  * it.  Functions such as usb_fill_bulk_urb() and usb_fill_control_urb() are
182  * available to ensure that most fields are correctly initialized, for
183  * the particular kind of transfer, although they will not initialize
184  * any transfer flags.
185  *
186  * Successful submissions return 0; otherwise this routine returns a
187  * negative error number.  If the submission is successful, the complete()
188  * callback from the URB will be called exactly once, when the USB core and
189  * Host Controller Driver (HCD) are finished with the URB.  When the completion
190  * function is called, control of the URB is returned to the device
191  * driver which issued the request.  The completion handler may then
192  * immediately free or reuse that URB.
193  *
194  * With few exceptions, USB device drivers should never access URB fields
195  * provided by usbcore or the HCD until its complete() is called.
196  * The exceptions relate to periodic transfer scheduling.  For both
197  * interrupt and isochronous urbs, as part of successful URB submission
198  * urb->interval is modified to reflect the actual transfer period used
199  * (normally some power of two units).  And for isochronous urbs,
200  * urb->start_frame is modified to reflect when the URB's transfers were
201  * scheduled to start.  Not all isochronous transfer scheduling policies
202  * will work, but most host controller drivers should easily handle ISO
203  * queues going from now until 10-200 msec into the future.
204  *
205  * For control endpoints, the synchronous usb_control_msg() call is
206  * often used (in non-interrupt context) instead of this call.
207  * That is often used through convenience wrappers, for the requests
208  * that are standardized in the USB 2.0 specification.  For bulk
209  * endpoints, a synchronous usb_bulk_msg() call is available.
210  *
211  * Request Queuing:
212  *
213  * URBs may be submitted to endpoints before previous ones complete, to
214  * minimize the impact of interrupt latencies and system overhead on data
215  * throughput.  With that queuing policy, an endpoint's queue would never
216  * be empty.  This is required for continuous isochronous data streams,
217  * and may also be required for some kinds of interrupt transfers. Such
218  * queuing also maximizes bandwidth utilization by letting USB controllers
219  * start work on later requests before driver software has finished the
220  * completion processing for earlier (successful) requests.
221  *
222  * As of Linux 2.6, all USB endpoint transfer queues support depths greater
223  * than one.  This was previously a HCD-specific behavior, except for ISO
224  * transfers.  Non-isochronous endpoint queues are inactive during cleanup
225  * after faults (transfer errors or cancellation).
226  *
227  * Reserved Bandwidth Transfers:
228  *
229  * Periodic transfers (interrupt or isochronous) are performed repeatedly,
230  * using the interval specified in the urb.  Submitting the first urb to
231  * the endpoint reserves the bandwidth necessary to make those transfers.
232  * If the USB subsystem can't allocate sufficient bandwidth to perform
233  * the periodic request, submitting such a periodic request should fail.
234  *
235  * Device drivers must explicitly request that repetition, by ensuring that
236  * some URB is always on the endpoint's queue (except possibly for short
237  * periods during completion callacks).  When there is no longer an urb
238  * queued, the endpoint's bandwidth reservation is canceled.  This means
239  * drivers can use their completion handlers to ensure they keep bandwidth
240  * they need, by reinitializing and resubmitting the just-completed urb
241  * until the driver longer needs that periodic bandwidth.
242  *
243  * Memory Flags:
244  *
245  * The general rules for how to decide which mem_flags to use
246  * are the same as for kmalloc.  There are four
247  * different possible values; GFP_KERNEL, GFP_NOFS, GFP_NOIO and
248  * GFP_ATOMIC.
249  *
250  * GFP_NOFS is not ever used, as it has not been implemented yet.
251  *
252  * GFP_ATOMIC is used when
253  *   (a) you are inside a completion handler, an interrupt, bottom half,
254  *       tasklet or timer, or
255  *   (b) you are holding a spinlock or rwlock (does not apply to
256  *       semaphores), or
257  *   (c) current->state != TASK_RUNNING, this is the case only after
258  *       you've changed it.
259  * 
260  * GFP_NOIO is used in the block io path and error handling of storage
261  * devices.
262  *
263  * All other situations use GFP_KERNEL.
264  *
265  * Some more specific rules for mem_flags can be inferred, such as
266  *  (1) start_xmit, timeout, and receive methods of network drivers must
267  *      use GFP_ATOMIC (they are called with a spinlock held);
268  *  (2) queuecommand methods of scsi drivers must use GFP_ATOMIC (also
269  *      called with a spinlock held);
270  *  (3) If you use a kernel thread with a network driver you must use
271  *      GFP_NOIO, unless (b) or (c) apply;
272  *  (4) after you have done a down() you can use GFP_KERNEL, unless (b) or (c)
273  *      apply or your are in a storage driver's block io path;
274  *  (5) USB probe and disconnect can use GFP_KERNEL unless (b) or (c) apply; and
275  *  (6) changing firmware on a running storage or net device uses
276  *      GFP_NOIO, unless b) or c) apply
277  *
278  */
279 int usb_submit_urb(struct urb *urb, gfp_t mem_flags)
280 {
281         int                             xfertype, max;
282         struct usb_device               *dev;
283         struct usb_host_endpoint        *ep;
284         int                             is_out;
285
286         if (!urb || urb->hcpriv || !urb->complete)
287                 return -EINVAL;
288         if (!(dev = urb->dev) || dev->state < USB_STATE_DEFAULT)
289                 return -ENODEV;
290         if (dev->bus->controller->power.power_state.event != PM_EVENT_ON
291                         || dev->state == USB_STATE_SUSPENDED)
292                 return -EHOSTUNREACH;
293
294         /* For now, get the endpoint from the pipe.  Eventually drivers
295          * will be required to set urb->ep directly and we will eliminate
296          * urb->pipe.
297          */
298         ep = (usb_pipein(urb->pipe) ? dev->ep_in : dev->ep_out)
299                         [usb_pipeendpoint(urb->pipe)];
300         if (!ep)
301                 return -ENOENT;
302
303         urb->ep = ep;
304         urb->status = -EINPROGRESS;
305         urb->actual_length = 0;
306
307         /* Lots of sanity checks, so HCDs can rely on clean data
308          * and don't need to duplicate tests
309          */
310         xfertype = usb_endpoint_type(&ep->desc);
311         if (xfertype == USB_ENDPOINT_XFER_CONTROL) {
312                 struct usb_ctrlrequest *setup =
313                                 (struct usb_ctrlrequest *) urb->setup_packet;
314
315                 if (!setup)
316                         return -ENOEXEC;
317                 is_out = !(setup->bRequestType & USB_DIR_IN) ||
318                                 !setup->wLength;
319         } else {
320                 is_out = usb_endpoint_dir_out(&ep->desc);
321         }
322
323         /* Cache the direction for later use */
324         urb->transfer_flags = (urb->transfer_flags & ~URB_DIR_MASK) |
325                         (is_out ? URB_DIR_OUT : URB_DIR_IN);
326
327         if (xfertype != USB_ENDPOINT_XFER_CONTROL &&
328                         dev->state < USB_STATE_CONFIGURED)
329                 return -ENODEV;
330
331         max = le16_to_cpu(ep->desc.wMaxPacketSize);
332         if (max <= 0) {
333                 dev_dbg(&dev->dev,
334                         "bogus endpoint ep%d%s in %s (bad maxpacket %d)\n",
335                         usb_endpoint_num(&ep->desc), is_out ? "out" : "in",
336                         __FUNCTION__, max);
337                 return -EMSGSIZE;
338         }
339
340         /* periodic transfers limit size per frame/uframe,
341          * but drivers only control those sizes for ISO.
342          * while we're checking, initialize return status.
343          */
344         if (xfertype == USB_ENDPOINT_XFER_ISOC) {
345                 int     n, len;
346
347                 /* "high bandwidth" mode, 1-3 packets/uframe? */
348                 if (dev->speed == USB_SPEED_HIGH) {
349                         int     mult = 1 + ((max >> 11) & 0x03);
350                         max &= 0x07ff;
351                         max *= mult;
352                 }
353
354                 if (urb->number_of_packets <= 0)                    
355                         return -EINVAL;
356                 for (n = 0; n < urb->number_of_packets; n++) {
357                         len = urb->iso_frame_desc[n].length;
358                         if (len < 0 || len > max) 
359                                 return -EMSGSIZE;
360                         urb->iso_frame_desc[n].status = -EXDEV;
361                         urb->iso_frame_desc[n].actual_length = 0;
362                 }
363         }
364
365         /* the I/O buffer must be mapped/unmapped, except when length=0 */
366         if (urb->transfer_buffer_length < 0)
367                 return -EMSGSIZE;
368
369 #ifdef DEBUG
370         /* stuff that drivers shouldn't do, but which shouldn't
371          * cause problems in HCDs if they get it wrong.
372          */
373         {
374         unsigned int    orig_flags = urb->transfer_flags;
375         unsigned int    allowed;
376
377         /* enforce simple/standard policy */
378         allowed = (URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP | URB_NO_SETUP_DMA_MAP |
379                         URB_NO_INTERRUPT | URB_DIR_MASK);
380         switch (xfertype) {
381         case USB_ENDPOINT_XFER_BULK:
382                 if (is_out)
383                         allowed |= URB_ZERO_PACKET;
384                 /* FALLTHROUGH */
385         case USB_ENDPOINT_XFER_CONTROL:
386                 allowed |= URB_NO_FSBR; /* only affects UHCI */
387                 /* FALLTHROUGH */
388         default:                        /* all non-iso endpoints */
389                 if (!is_out)
390                         allowed |= URB_SHORT_NOT_OK;
391                 break;
392         case USB_ENDPOINT_XFER_ISOC:
393                 allowed |= URB_ISO_ASAP;
394                 break;
395         }
396         urb->transfer_flags &= allowed;
397
398         /* fail if submitter gave bogus flags */
399         if (urb->transfer_flags != orig_flags) {
400                 err("BOGUS urb flags, %x --> %x",
401                         orig_flags, urb->transfer_flags);
402                 return -EINVAL;
403         }
404         }
405 #endif
406         /*
407          * Force periodic transfer intervals to be legal values that are
408          * a power of two (so HCDs don't need to).
409          *
410          * FIXME want bus->{intr,iso}_sched_horizon values here.  Each HC
411          * supports different values... this uses EHCI/UHCI defaults (and
412          * EHCI can use smaller non-default values).
413          */
414         switch (xfertype) {
415         case USB_ENDPOINT_XFER_ISOC:
416         case USB_ENDPOINT_XFER_INT:
417                 /* too small? */
418                 if (urb->interval <= 0)
419                         return -EINVAL;
420                 /* too big? */
421                 switch (dev->speed) {
422                 case USB_SPEED_HIGH:    /* units are microframes */
423                         // NOTE usb handles 2^15
424                         if (urb->interval > (1024 * 8))
425                                 urb->interval = 1024 * 8;
426                         max = 1024 * 8;
427                         break;
428                 case USB_SPEED_FULL:    /* units are frames/msec */
429                 case USB_SPEED_LOW:
430                         if (xfertype == USB_ENDPOINT_XFER_INT) {
431                                 if (urb->interval > 255)
432                                         return -EINVAL;
433                                 // NOTE ohci only handles up to 32
434                                 max = 128;
435                         } else {
436                                 if (urb->interval > 1024)
437                                         urb->interval = 1024;
438                                 // NOTE usb and ohci handle up to 2^15
439                                 max = 1024;
440                         }
441                         break;
442                 default:
443                         return -EINVAL;
444                 }
445                 /* Round down to a power of 2, no more than max */
446                 urb->interval = min(max, 1 << ilog2(urb->interval));
447         }
448
449         return usb_hcd_submit_urb(urb, mem_flags);
450 }
451
452 /*-------------------------------------------------------------------*/
453
454 /**
455  * usb_unlink_urb - abort/cancel a transfer request for an endpoint
456  * @urb: pointer to urb describing a previously submitted request,
457  *      may be NULL
458  *
459  * This routine cancels an in-progress request.  URBs complete only once
460  * per submission, and may be canceled only once per submission.
461  * Successful cancellation means termination of @urb will be expedited
462  * and the completion handler will be called with a status code
463  * indicating that the request has been canceled (rather than any other
464  * code).
465  *
466  * This request is always asynchronous.  Success is indicated by
467  * returning -EINPROGRESS, at which time the URB will probably not yet
468  * have been given back to the device driver.  When it is eventually
469  * called, the completion function will see @urb->status == -ECONNRESET.
470  * Failure is indicated by usb_unlink_urb() returning any other value.
471  * Unlinking will fail when @urb is not currently "linked" (i.e., it was
472  * never submitted, or it was unlinked before, or the hardware is already
473  * finished with it), even if the completion handler has not yet run.
474  *
475  * Unlinking and Endpoint Queues:
476  *
477  * [The behaviors and guarantees described below do not apply to virtual
478  * root hubs but only to endpoint queues for physical USB devices.]
479  *
480  * Host Controller Drivers (HCDs) place all the URBs for a particular
481  * endpoint in a queue.  Normally the queue advances as the controller
482  * hardware processes each request.  But when an URB terminates with an
483  * error its queue generally stops (see below), at least until that URB's
484  * completion routine returns.  It is guaranteed that a stopped queue
485  * will not restart until all its unlinked URBs have been fully retired,
486  * with their completion routines run, even if that's not until some time
487  * after the original completion handler returns.  The same behavior and
488  * guarantee apply when an URB terminates because it was unlinked.
489  *
490  * Bulk and interrupt endpoint queues are guaranteed to stop whenever an
491  * URB terminates with any sort of error, including -ECONNRESET, -ENOENT,
492  * and -EREMOTEIO.  Control endpoint queues behave the same way except
493  * that they are not guaranteed to stop for -EREMOTEIO errors.  Queues
494  * for isochronous endpoints are treated differently, because they must
495  * advance at fixed rates.  Such queues do not stop when an URB
496  * encounters an error or is unlinked.  An unlinked isochronous URB may
497  * leave a gap in the stream of packets; it is undefined whether such
498  * gaps can be filled in.
499  *
500  * Note that early termination of an URB because a short packet was
501  * received will generate a -EREMOTEIO error if and only if the
502  * URB_SHORT_NOT_OK flag is set.  By setting this flag, USB device
503  * drivers can build deep queues for large or complex bulk transfers
504  * and clean them up reliably after any sort of aborted transfer by
505  * unlinking all pending URBs at the first fault.
506  *
507  * When a control URB terminates with an error other than -EREMOTEIO, it
508  * is quite likely that the status stage of the transfer will not take
509  * place.
510  */
511 int usb_unlink_urb(struct urb *urb)
512 {
513         if (!urb)
514                 return -EINVAL;
515         if (!urb->dev)
516                 return -ENODEV;
517         if (!urb->ep)
518                 return -EIDRM;
519         return usb_hcd_unlink_urb(urb, -ECONNRESET);
520 }
521
522 /**
523  * usb_kill_urb - cancel a transfer request and wait for it to finish
524  * @urb: pointer to URB describing a previously submitted request,
525  *      may be NULL
526  *
527  * This routine cancels an in-progress request.  It is guaranteed that
528  * upon return all completion handlers will have finished and the URB
529  * will be totally idle and available for reuse.  These features make
530  * this an ideal way to stop I/O in a disconnect() callback or close()
531  * function.  If the request has not already finished or been unlinked
532  * the completion handler will see urb->status == -ENOENT.
533  *
534  * While the routine is running, attempts to resubmit the URB will fail
535  * with error -EPERM.  Thus even if the URB's completion handler always
536  * tries to resubmit, it will not succeed and the URB will become idle.
537  *
538  * This routine may not be used in an interrupt context (such as a bottom
539  * half or a completion handler), or when holding a spinlock, or in other
540  * situations where the caller can't schedule().
541  */
542 void usb_kill_urb(struct urb *urb)
543 {
544         might_sleep();
545         if (!(urb && urb->dev && urb->ep))
546                 return;
547         spin_lock_irq(&urb->lock);
548         ++urb->reject;
549         spin_unlock_irq(&urb->lock);
550
551         usb_hcd_unlink_urb(urb, -ENOENT);
552         wait_event(usb_kill_urb_queue, atomic_read(&urb->use_count) == 0);
553
554         spin_lock_irq(&urb->lock);
555         --urb->reject;
556         spin_unlock_irq(&urb->lock);
557 }
558
559 /**
560  * usb_kill_anchored_urbs - cancel transfer requests en masse
561  * @anchor: anchor the requests are bound to
562  *
563  * this allows all outstanding URBs to be killed starting
564  * from the back of the queue
565  */
566 void usb_kill_anchored_urbs(struct usb_anchor *anchor)
567 {
568         struct urb *victim;
569
570         spin_lock_irq(&anchor->lock);
571         while (!list_empty(&anchor->urb_list)) {
572                 victim = list_entry(anchor->urb_list.prev, struct urb, anchor_list);
573                 /* we must make sure the URB isn't freed before we kill it*/
574                 usb_get_urb(victim);
575                 spin_unlock_irq(&anchor->lock);
576                 /* this will unanchor the URB */
577                 usb_kill_urb(victim);
578                 usb_put_urb(victim);
579                 spin_lock_irq(&anchor->lock);
580         }
581         spin_unlock_irq(&anchor->lock);
582 }
583 EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_kill_anchored_urbs);
584
585 /**
586  * usb_wait_anchor_empty_timeout - wait for an anchor to be unused
587  * @anchor: the anchor you want to become unused
588  * @timeout: how long you are willing to wait in milliseconds
589  *
590  * Call this is you want to be sure all an anchor's
591  * URBs have finished
592  */
593 int usb_wait_anchor_empty_timeout(struct usb_anchor *anchor,
594                                   unsigned int timeout)
595 {
596         return wait_event_timeout(anchor->wait, list_empty(&anchor->urb_list),
597                                   msecs_to_jiffies(timeout));
598 }
599 EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_wait_anchor_empty_timeout);
600
601 EXPORT_SYMBOL(usb_init_urb);
602 EXPORT_SYMBOL(usb_alloc_urb);
603 EXPORT_SYMBOL(usb_free_urb);
604 EXPORT_SYMBOL(usb_get_urb);
605 EXPORT_SYMBOL(usb_submit_urb);
606 EXPORT_SYMBOL(usb_unlink_urb);
607 EXPORT_SYMBOL(usb_kill_urb);