GNU Linux-libre 5.19-rc6-gnu
[releases.git] / drivers / platform / surface / aggregator / ssh_request_layer.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * SSH request transport layer.
4  *
5  * Copyright (C) 2019-2021 Maximilian Luz <luzmaximilian@gmail.com>
6  */
7
8 #include <asm/unaligned.h>
9 #include <linux/atomic.h>
10 #include <linux/completion.h>
11 #include <linux/error-injection.h>
12 #include <linux/ktime.h>
13 #include <linux/limits.h>
14 #include <linux/list.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/spinlock.h>
17 #include <linux/types.h>
18 #include <linux/workqueue.h>
19
20 #include <linux/surface_aggregator/serial_hub.h>
21 #include <linux/surface_aggregator/controller.h>
22
23 #include "ssh_packet_layer.h"
24 #include "ssh_request_layer.h"
25
26 #include "trace.h"
27
28 /*
29  * SSH_RTL_REQUEST_TIMEOUT - Request timeout.
30  *
31  * Timeout as ktime_t delta for request responses. If we have not received a
32  * response in this time-frame after finishing the underlying packet
33  * transmission, the request will be completed with %-ETIMEDOUT as status
34  * code.
35  */
36 #define SSH_RTL_REQUEST_TIMEOUT                 ms_to_ktime(3000)
37
38 /*
39  * SSH_RTL_REQUEST_TIMEOUT_RESOLUTION - Request timeout granularity.
40  *
41  * Time-resolution for timeouts. Should be larger than one jiffy to avoid
42  * direct re-scheduling of reaper work_struct.
43  */
44 #define SSH_RTL_REQUEST_TIMEOUT_RESOLUTION      ms_to_ktime(max(2000 / HZ, 50))
45
46 /*
47  * SSH_RTL_MAX_PENDING - Maximum number of pending requests.
48  *
49  * Maximum number of requests concurrently waiting to be completed (i.e.
50  * waiting for the corresponding packet transmission to finish if they don't
51  * have a response or waiting for a response if they have one).
52  */
53 #define SSH_RTL_MAX_PENDING             3
54
55 /*
56  * SSH_RTL_TX_BATCH - Maximum number of requests processed per work execution.
57  * Used to prevent livelocking of the workqueue. Value chosen via educated
58  * guess, may be adjusted.
59  */
60 #define SSH_RTL_TX_BATCH                10
61
62 #ifdef CONFIG_SURFACE_AGGREGATOR_ERROR_INJECTION
63
64 /**
65  * ssh_rtl_should_drop_response() - Error injection hook to drop request
66  * responses.
67  *
68  * Useful to cause request transmission timeouts in the driver by dropping the
69  * response to a request.
70  */
71 static noinline bool ssh_rtl_should_drop_response(void)
72 {
73         return false;
74 }
75 ALLOW_ERROR_INJECTION(ssh_rtl_should_drop_response, TRUE);
76
77 #else
78
79 static inline bool ssh_rtl_should_drop_response(void)
80 {
81         return false;
82 }
83
84 #endif
85
86 static u16 ssh_request_get_rqid(struct ssh_request *rqst)
87 {
88         return get_unaligned_le16(rqst->packet.data.ptr
89                                   + SSH_MSGOFFSET_COMMAND(rqid));
90 }
91
92 static u32 ssh_request_get_rqid_safe(struct ssh_request *rqst)
93 {
94         if (!rqst->packet.data.ptr)
95                 return U32_MAX;
96
97         return ssh_request_get_rqid(rqst);
98 }
99
100 static void ssh_rtl_queue_remove(struct ssh_request *rqst)
101 {
102         struct ssh_rtl *rtl = ssh_request_rtl(rqst);
103
104         spin_lock(&rtl->queue.lock);
105
106         if (!test_and_clear_bit(SSH_REQUEST_SF_QUEUED_BIT, &rqst->state)) {
107                 spin_unlock(&rtl->queue.lock);
108                 return;
109         }
110
111         list_del(&rqst->node);
112
113         spin_unlock(&rtl->queue.lock);
114         ssh_request_put(rqst);
115 }
116
117 static bool ssh_rtl_queue_empty(struct ssh_rtl *rtl)
118 {
119         bool empty;
120
121         spin_lock(&rtl->queue.lock);
122         empty = list_empty(&rtl->queue.head);
123         spin_unlock(&rtl->queue.lock);
124
125         return empty;
126 }
127
128 static void ssh_rtl_pending_remove(struct ssh_request *rqst)
129 {
130         struct ssh_rtl *rtl = ssh_request_rtl(rqst);
131
132         spin_lock(&rtl->pending.lock);
133
134         if (!test_and_clear_bit(SSH_REQUEST_SF_PENDING_BIT, &rqst->state)) {
135                 spin_unlock(&rtl->pending.lock);
136                 return;
137         }
138
139         atomic_dec(&rtl->pending.count);
140         list_del(&rqst->node);
141
142         spin_unlock(&rtl->pending.lock);
143
144         ssh_request_put(rqst);
145 }
146
147 static int ssh_rtl_tx_pending_push(struct ssh_request *rqst)
148 {
149         struct ssh_rtl *rtl = ssh_request_rtl(rqst);
150
151         spin_lock(&rtl->pending.lock);
152
153         if (test_bit(SSH_REQUEST_SF_LOCKED_BIT, &rqst->state)) {
154                 spin_unlock(&rtl->pending.lock);
155                 return -EINVAL;
156         }
157
158         if (test_and_set_bit(SSH_REQUEST_SF_PENDING_BIT, &rqst->state)) {
159                 spin_unlock(&rtl->pending.lock);
160                 return -EALREADY;
161         }
162
163         atomic_inc(&rtl->pending.count);
164         list_add_tail(&ssh_request_get(rqst)->node, &rtl->pending.head);
165
166         spin_unlock(&rtl->pending.lock);
167         return 0;
168 }
169
170 static void ssh_rtl_complete_with_status(struct ssh_request *rqst, int status)
171 {
172         struct ssh_rtl *rtl = ssh_request_rtl(rqst);
173
174         trace_ssam_request_complete(rqst, status);
175
176         /* rtl/ptl may not be set if we're canceling before submitting. */
177         rtl_dbg_cond(rtl, "rtl: completing request (rqid: %#06x, status: %d)\n",
178                      ssh_request_get_rqid_safe(rqst), status);
179
180         rqst->ops->complete(rqst, NULL, NULL, status);
181 }
182
183 static void ssh_rtl_complete_with_rsp(struct ssh_request *rqst,
184                                       const struct ssh_command *cmd,
185                                       const struct ssam_span *data)
186 {
187         struct ssh_rtl *rtl = ssh_request_rtl(rqst);
188
189         trace_ssam_request_complete(rqst, 0);
190
191         rtl_dbg(rtl, "rtl: completing request with response (rqid: %#06x)\n",
192                 ssh_request_get_rqid(rqst));
193
194         rqst->ops->complete(rqst, cmd, data, 0);
195 }
196
197 static bool ssh_rtl_tx_can_process(struct ssh_request *rqst)
198 {
199         struct ssh_rtl *rtl = ssh_request_rtl(rqst);
200
201         if (test_bit(SSH_REQUEST_TY_FLUSH_BIT, &rqst->state))
202                 return !atomic_read(&rtl->pending.count);
203
204         return atomic_read(&rtl->pending.count) < SSH_RTL_MAX_PENDING;
205 }
206
207 static struct ssh_request *ssh_rtl_tx_next(struct ssh_rtl *rtl)
208 {
209         struct ssh_request *rqst = ERR_PTR(-ENOENT);
210         struct ssh_request *p, *n;
211
212         spin_lock(&rtl->queue.lock);
213
214         /* Find first non-locked request and remove it. */
215         list_for_each_entry_safe(p, n, &rtl->queue.head, node) {
216                 if (unlikely(test_bit(SSH_REQUEST_SF_LOCKED_BIT, &p->state)))
217                         continue;
218
219                 if (!ssh_rtl_tx_can_process(p)) {
220                         rqst = ERR_PTR(-EBUSY);
221                         break;
222                 }
223
224                 /* Remove from queue and mark as transmitting. */
225                 set_bit(SSH_REQUEST_SF_TRANSMITTING_BIT, &p->state);
226                 /* Ensure state never gets zero. */
227                 smp_mb__before_atomic();
228                 clear_bit(SSH_REQUEST_SF_QUEUED_BIT, &p->state);
229
230                 list_del(&p->node);
231
232                 rqst = p;
233                 break;
234         }
235
236         spin_unlock(&rtl->queue.lock);
237         return rqst;
238 }
239
240 static int ssh_rtl_tx_try_process_one(struct ssh_rtl *rtl)
241 {
242         struct ssh_request *rqst;
243         int status;
244
245         /* Get and prepare next request for transmit. */
246         rqst = ssh_rtl_tx_next(rtl);
247         if (IS_ERR(rqst))
248                 return PTR_ERR(rqst);
249
250         /* Add it to/mark it as pending. */
251         status = ssh_rtl_tx_pending_push(rqst);
252         if (status) {
253                 ssh_request_put(rqst);
254                 return -EAGAIN;
255         }
256
257         /* Submit packet. */
258         status = ssh_ptl_submit(&rtl->ptl, &rqst->packet);
259         if (status == -ESHUTDOWN) {
260                 /*
261                  * Packet has been refused due to the packet layer shutting
262                  * down. Complete it here.
263                  */
264                 set_bit(SSH_REQUEST_SF_LOCKED_BIT, &rqst->state);
265                 /*
266                  * Note: A barrier is not required here, as there are only two
267                  * references in the system at this point: The one that we have,
268                  * and the other one that belongs to the pending set. Due to the
269                  * request being marked as "transmitting", our process is the
270                  * only one allowed to remove the pending node and change the
271                  * state. Normally, the task would fall to the packet callback,
272                  * but as this is a path where submission failed, this callback
273                  * will never be executed.
274                  */
275
276                 ssh_rtl_pending_remove(rqst);
277                 ssh_rtl_complete_with_status(rqst, -ESHUTDOWN);
278
279                 ssh_request_put(rqst);
280                 return -ESHUTDOWN;
281
282         } else if (status) {
283                 /*
284                  * If submitting the packet failed and the packet layer isn't
285                  * shutting down, the packet has either been submitted/queued
286                  * before (-EALREADY, which cannot happen as we have
287                  * guaranteed that requests cannot be re-submitted), or the
288                  * packet was marked as locked (-EINVAL). To mark the packet
289                  * locked at this stage, the request, and thus the packets
290                  * itself, had to have been canceled. Simply drop the
291                  * reference. Cancellation itself will remove it from the set
292                  * of pending requests.
293                  */
294
295                 WARN_ON(status != -EINVAL);
296
297                 ssh_request_put(rqst);
298                 return -EAGAIN;
299         }
300
301         ssh_request_put(rqst);
302         return 0;
303 }
304
305 static bool ssh_rtl_tx_schedule(struct ssh_rtl *rtl)
306 {
307         if (atomic_read(&rtl->pending.count) >= SSH_RTL_MAX_PENDING)
308                 return false;
309
310         if (ssh_rtl_queue_empty(rtl))
311                 return false;
312
313         return schedule_work(&rtl->tx.work);
314 }
315
316 static void ssh_rtl_tx_work_fn(struct work_struct *work)
317 {
318         struct ssh_rtl *rtl = to_ssh_rtl(work, tx.work);
319         unsigned int iterations = SSH_RTL_TX_BATCH;
320         int status;
321
322         /*
323          * Try to be nice and not block/live-lock the workqueue: Run a maximum
324          * of 10 tries, then re-submit if necessary. This should not be
325          * necessary for normal execution, but guarantee it anyway.
326          */
327         do {
328                 status = ssh_rtl_tx_try_process_one(rtl);
329                 if (status == -ENOENT || status == -EBUSY)
330                         return;         /* No more requests to process. */
331
332                 if (status == -ESHUTDOWN) {
333                         /*
334                          * Packet system shutting down. No new packets can be
335                          * transmitted. Return silently, the party initiating
336                          * the shutdown should handle the rest.
337                          */
338                         return;
339                 }
340
341                 WARN_ON(status != 0 && status != -EAGAIN);
342         } while (--iterations);
343
344         /* Out of tries, reschedule. */
345         ssh_rtl_tx_schedule(rtl);
346 }
347
348 /**
349  * ssh_rtl_submit() - Submit a request to the transport layer.
350  * @rtl:  The request transport layer.
351  * @rqst: The request to submit.
352  *
353  * Submits a request to the transport layer. A single request may not be
354  * submitted multiple times without reinitializing it.
355  *
356  * Return: Returns zero on success, %-EINVAL if the request type is invalid or
357  * the request has been canceled prior to submission, %-EALREADY if the
358  * request has already been submitted, or %-ESHUTDOWN in case the request
359  * transport layer has been shut down.
360  */
361 int ssh_rtl_submit(struct ssh_rtl *rtl, struct ssh_request *rqst)
362 {
363         trace_ssam_request_submit(rqst);
364
365         /*
366          * Ensure that requests expecting a response are sequenced. If this
367          * invariant ever changes, see the comment in ssh_rtl_complete() on what
368          * is required to be changed in the code.
369          */
370         if (test_bit(SSH_REQUEST_TY_HAS_RESPONSE_BIT, &rqst->state))
371                 if (!test_bit(SSH_PACKET_TY_SEQUENCED_BIT, &rqst->packet.state))
372                         return -EINVAL;
373
374         spin_lock(&rtl->queue.lock);
375
376         /*
377          * Try to set ptl and check if this request has already been submitted.
378          *
379          * Must be inside lock as we might run into a lost update problem
380          * otherwise: If this were outside of the lock, cancellation in
381          * ssh_rtl_cancel_nonpending() may run after we've set the ptl
382          * reference but before we enter the lock. In that case, we'd detect
383          * that the request is being added to the queue and would try to remove
384          * it from that, but removal might fail because it hasn't actually been
385          * added yet. By putting this cmpxchg in the critical section, we
386          * ensure that the queuing detection only triggers when we are already
387          * in the critical section and the remove process will wait until the
388          * push operation has been completed (via lock) due to that. Only then,
389          * we can safely try to remove it.
390          */
391         if (cmpxchg(&rqst->packet.ptl, NULL, &rtl->ptl)) {
392                 spin_unlock(&rtl->queue.lock);
393                 return -EALREADY;
394         }
395
396         /*
397          * Ensure that we set ptl reference before we continue modifying state.
398          * This is required for non-pending cancellation. This barrier is paired
399          * with the one in ssh_rtl_cancel_nonpending().
400          *
401          * By setting the ptl reference before we test for "locked", we can
402          * check if the "locked" test may have already run. See comments in
403          * ssh_rtl_cancel_nonpending() for more detail.
404          */
405         smp_mb__after_atomic();
406
407         if (test_bit(SSH_RTL_SF_SHUTDOWN_BIT, &rtl->state)) {
408                 spin_unlock(&rtl->queue.lock);
409                 return -ESHUTDOWN;
410         }
411
412         if (test_bit(SSH_REQUEST_SF_LOCKED_BIT, &rqst->state)) {
413                 spin_unlock(&rtl->queue.lock);
414                 return -EINVAL;
415         }
416
417         set_bit(SSH_REQUEST_SF_QUEUED_BIT, &rqst->state);
418         list_add_tail(&ssh_request_get(rqst)->node, &rtl->queue.head);
419
420         spin_unlock(&rtl->queue.lock);
421
422         ssh_rtl_tx_schedule(rtl);
423         return 0;
424 }
425
426 static void ssh_rtl_timeout_reaper_mod(struct ssh_rtl *rtl, ktime_t now,
427                                        ktime_t expires)
428 {
429         unsigned long delta = msecs_to_jiffies(ktime_ms_delta(expires, now));
430         ktime_t aexp = ktime_add(expires, SSH_RTL_REQUEST_TIMEOUT_RESOLUTION);
431
432         spin_lock(&rtl->rtx_timeout.lock);
433
434         /* Re-adjust / schedule reaper only if it is above resolution delta. */
435         if (ktime_before(aexp, rtl->rtx_timeout.expires)) {
436                 rtl->rtx_timeout.expires = expires;
437                 mod_delayed_work(system_wq, &rtl->rtx_timeout.reaper, delta);
438         }
439
440         spin_unlock(&rtl->rtx_timeout.lock);
441 }
442
443 static void ssh_rtl_timeout_start(struct ssh_request *rqst)
444 {
445         struct ssh_rtl *rtl = ssh_request_rtl(rqst);
446         ktime_t timestamp = ktime_get_coarse_boottime();
447         ktime_t timeout = rtl->rtx_timeout.timeout;
448
449         if (test_bit(SSH_REQUEST_SF_LOCKED_BIT, &rqst->state))
450                 return;
451
452         /*
453          * Note: The timestamp gets set only once. This happens on the packet
454          * callback. All other access to it is read-only.
455          */
456         WRITE_ONCE(rqst->timestamp, timestamp);
457         /*
458          * Ensure timestamp is set before starting the reaper. Paired with
459          * implicit barrier following check on ssh_request_get_expiration() in
460          * ssh_rtl_timeout_reap.
461          */
462         smp_mb__after_atomic();
463
464         ssh_rtl_timeout_reaper_mod(rtl, timestamp, timestamp + timeout);
465 }
466
467 static void ssh_rtl_complete(struct ssh_rtl *rtl,
468                              const struct ssh_command *command,
469                              const struct ssam_span *command_data)
470 {
471         struct ssh_request *r = NULL;
472         struct ssh_request *p, *n;
473         u16 rqid = get_unaligned_le16(&command->rqid);
474
475         trace_ssam_rx_response_received(command, command_data->len);
476
477         /*
478          * Get request from pending based on request ID and mark it as response
479          * received and locked.
480          */
481         spin_lock(&rtl->pending.lock);
482         list_for_each_entry_safe(p, n, &rtl->pending.head, node) {
483                 /* We generally expect requests to be processed in order. */
484                 if (unlikely(ssh_request_get_rqid(p) != rqid))
485                         continue;
486
487                 /* Simulate response timeout. */
488                 if (ssh_rtl_should_drop_response()) {
489                         spin_unlock(&rtl->pending.lock);
490
491                         trace_ssam_ei_rx_drop_response(p);
492                         rtl_info(rtl, "request error injection: dropping response for request %p\n",
493                                  &p->packet);
494                         return;
495                 }
496
497                 /*
498                  * Mark as "response received" and "locked" as we're going to
499                  * complete it.
500                  */
501                 set_bit(SSH_REQUEST_SF_LOCKED_BIT, &p->state);
502                 set_bit(SSH_REQUEST_SF_RSPRCVD_BIT, &p->state);
503                 /* Ensure state never gets zero. */
504                 smp_mb__before_atomic();
505                 clear_bit(SSH_REQUEST_SF_PENDING_BIT, &p->state);
506
507                 atomic_dec(&rtl->pending.count);
508                 list_del(&p->node);
509
510                 r = p;
511                 break;
512         }
513         spin_unlock(&rtl->pending.lock);
514
515         if (!r) {
516                 rtl_warn(rtl, "rtl: dropping unexpected command message (rqid = %#06x)\n",
517                          rqid);
518                 return;
519         }
520
521         /* If the request hasn't been completed yet, we will do this now. */
522         if (test_and_set_bit(SSH_REQUEST_SF_COMPLETED_BIT, &r->state)) {
523                 ssh_request_put(r);
524                 ssh_rtl_tx_schedule(rtl);
525                 return;
526         }
527
528         /*
529          * Make sure the request has been transmitted. In case of a sequenced
530          * request, we are guaranteed that the completion callback will run on
531          * the receiver thread directly when the ACK for the packet has been
532          * received. Similarly, this function is guaranteed to run on the
533          * receiver thread. Thus we are guaranteed that if the packet has been
534          * successfully transmitted and received an ACK, the transmitted flag
535          * has been set and is visible here.
536          *
537          * We are currently not handling unsequenced packets here, as those
538          * should never expect a response as ensured in ssh_rtl_submit. If this
539          * ever changes, one would have to test for
540          *
541          *      (r->state & (transmitting | transmitted))
542          *
543          * on unsequenced packets to determine if they could have been
544          * transmitted. There are no synchronization guarantees as in the
545          * sequenced case, since, in this case, the callback function will not
546          * run on the same thread. Thus an exact determination is impossible.
547          */
548         if (!test_bit(SSH_REQUEST_SF_TRANSMITTED_BIT, &r->state)) {
549                 rtl_err(rtl, "rtl: received response before ACK for request (rqid = %#06x)\n",
550                         rqid);
551
552                 /*
553                  * NB: Timeout has already been canceled, request already been
554                  * removed from pending and marked as locked and completed. As
555                  * we receive a "false" response, the packet might still be
556                  * queued though.
557                  */
558                 ssh_rtl_queue_remove(r);
559
560                 ssh_rtl_complete_with_status(r, -EREMOTEIO);
561                 ssh_request_put(r);
562
563                 ssh_rtl_tx_schedule(rtl);
564                 return;
565         }
566
567         /*
568          * NB: Timeout has already been canceled, request already been
569          * removed from pending and marked as locked and completed. The request
570          * can also not be queued any more, as it has been marked as
571          * transmitting and later transmitted. Thus no need to remove it from
572          * anywhere.
573          */
574
575         ssh_rtl_complete_with_rsp(r, command, command_data);
576         ssh_request_put(r);
577
578         ssh_rtl_tx_schedule(rtl);
579 }
580
581 static bool ssh_rtl_cancel_nonpending(struct ssh_request *r)
582 {
583         struct ssh_rtl *rtl;
584         unsigned long flags, fixed;
585         bool remove;
586
587         /*
588          * Handle unsubmitted request: Try to mark the packet as locked,
589          * expecting the state to be zero (i.e. unsubmitted). Note that, if
590          * setting the state worked, we might still be adding the packet to the
591          * queue in a currently executing submit call. In that case, however,
592          * ptl reference must have been set previously, as locked is checked
593          * after setting ptl. Furthermore, when the ptl reference is set, the
594          * submission process is guaranteed to have entered the critical
595          * section. Thus only if we successfully locked this request and ptl is
596          * NULL, we have successfully removed the request, i.e. we are
597          * guaranteed that, due to the "locked" check in ssh_rtl_submit(), the
598          * packet will never be added. Otherwise, we need to try and grab it
599          * from the queue, where we are now guaranteed that the packet is or has
600          * been due to the critical section.
601          *
602          * Note that if the cmpxchg() fails, we are guaranteed that ptl has
603          * been set and is non-NULL, as states can only be nonzero after this
604          * has been set. Also note that we need to fetch the static (type)
605          * flags to ensure that they don't cause the cmpxchg() to fail.
606          */
607         fixed = READ_ONCE(r->state) & SSH_REQUEST_FLAGS_TY_MASK;
608         flags = cmpxchg(&r->state, fixed, SSH_REQUEST_SF_LOCKED_BIT);
609
610         /*
611          * Force correct ordering with regards to state and ptl reference access
612          * to safe-guard cancellation to concurrent submission against a
613          * lost-update problem. First try to exchange state, then also check
614          * ptl if that worked. This barrier is paired with the
615          * one in ssh_rtl_submit().
616          */
617         smp_mb__after_atomic();
618
619         if (flags == fixed && !READ_ONCE(r->packet.ptl)) {
620                 if (test_and_set_bit(SSH_REQUEST_SF_COMPLETED_BIT, &r->state))
621                         return true;
622
623                 ssh_rtl_complete_with_status(r, -ECANCELED);
624                 return true;
625         }
626
627         rtl = ssh_request_rtl(r);
628         spin_lock(&rtl->queue.lock);
629
630         /*
631          * Note: 1) Requests cannot be re-submitted. 2) If a request is
632          * queued, it cannot be "transmitting"/"pending" yet. Thus, if we
633          * successfully remove the request here, we have removed all its
634          * occurrences in the system.
635          */
636
637         remove = test_and_clear_bit(SSH_REQUEST_SF_QUEUED_BIT, &r->state);
638         if (!remove) {
639                 spin_unlock(&rtl->queue.lock);
640                 return false;
641         }
642
643         set_bit(SSH_REQUEST_SF_LOCKED_BIT, &r->state);
644         list_del(&r->node);
645
646         spin_unlock(&rtl->queue.lock);
647
648         ssh_request_put(r);     /* Drop reference obtained from queue. */
649
650         if (test_and_set_bit(SSH_REQUEST_SF_COMPLETED_BIT, &r->state))
651                 return true;
652
653         ssh_rtl_complete_with_status(r, -ECANCELED);
654         return true;
655 }
656
657 static bool ssh_rtl_cancel_pending(struct ssh_request *r)
658 {
659         /* If the packet is already locked, it's going to be removed shortly. */
660         if (test_and_set_bit(SSH_REQUEST_SF_LOCKED_BIT, &r->state))
661                 return true;
662
663         /*
664          * Now that we have locked the packet, we have guaranteed that it can't
665          * be added to the system any more. If ptl is NULL, the locked
666          * check in ssh_rtl_submit() has not been run and any submission,
667          * currently in progress or called later, won't add the packet. Thus we
668          * can directly complete it.
669          *
670          * The implicit memory barrier of test_and_set_bit() should be enough
671          * to ensure that the correct order (first lock, then check ptl) is
672          * ensured. This is paired with the barrier in ssh_rtl_submit().
673          */
674         if (!READ_ONCE(r->packet.ptl)) {
675                 if (test_and_set_bit(SSH_REQUEST_SF_COMPLETED_BIT, &r->state))
676                         return true;
677
678                 ssh_rtl_complete_with_status(r, -ECANCELED);
679                 return true;
680         }
681
682         /*
683          * Try to cancel the packet. If the packet has not been completed yet,
684          * this will subsequently (and synchronously) call the completion
685          * callback of the packet, which will complete the request.
686          */
687         ssh_ptl_cancel(&r->packet);
688
689         /*
690          * If the packet has been completed with success, i.e. has not been
691          * canceled by the above call, the request may not have been completed
692          * yet (may be waiting for a response). Check if we need to do this
693          * here.
694          */
695         if (test_and_set_bit(SSH_REQUEST_SF_COMPLETED_BIT, &r->state))
696                 return true;
697
698         ssh_rtl_queue_remove(r);
699         ssh_rtl_pending_remove(r);
700         ssh_rtl_complete_with_status(r, -ECANCELED);
701
702         return true;
703 }
704
705 /**
706  * ssh_rtl_cancel() - Cancel request.
707  * @rqst:    The request to cancel.
708  * @pending: Whether to also cancel pending requests.
709  *
710  * Cancels the given request. If @pending is %false, this will not cancel
711  * pending requests, i.e. requests that have already been submitted to the
712  * packet layer but not been completed yet. If @pending is %true, this will
713  * cancel the given request regardless of the state it is in.
714  *
715  * If the request has been canceled by calling this function, both completion
716  * and release callbacks of the request will be executed in a reasonable
717  * time-frame. This may happen during execution of this function, however,
718  * there is no guarantee for this. For example, a request currently
719  * transmitting will be canceled/completed only after transmission has
720  * completed, and the respective callbacks will be executed on the transmitter
721  * thread, which may happen during, but also some time after execution of the
722  * cancel function.
723  *
724  * Return: Returns %true if the given request has been canceled or completed,
725  * either by this function or prior to calling this function, %false
726  * otherwise. If @pending is %true, this function will always return %true.
727  */
728 bool ssh_rtl_cancel(struct ssh_request *rqst, bool pending)
729 {
730         struct ssh_rtl *rtl;
731         bool canceled;
732
733         if (test_and_set_bit(SSH_REQUEST_SF_CANCELED_BIT, &rqst->state))
734                 return true;
735
736         trace_ssam_request_cancel(rqst);
737
738         if (pending)
739                 canceled = ssh_rtl_cancel_pending(rqst);
740         else
741                 canceled = ssh_rtl_cancel_nonpending(rqst);
742
743         /* Note: rtl may be NULL if request has not been submitted yet. */
744         rtl = ssh_request_rtl(rqst);
745         if (canceled && rtl)
746                 ssh_rtl_tx_schedule(rtl);
747
748         return canceled;
749 }
750
751 static void ssh_rtl_packet_callback(struct ssh_packet *p, int status)
752 {
753         struct ssh_request *r = to_ssh_request(p);
754
755         if (unlikely(status)) {
756                 set_bit(SSH_REQUEST_SF_LOCKED_BIT, &r->state);
757
758                 if (test_and_set_bit(SSH_REQUEST_SF_COMPLETED_BIT, &r->state))
759                         return;
760
761                 /*
762                  * The packet may get canceled even though it has not been
763                  * submitted yet. The request may still be queued. Check the
764                  * queue and remove it if necessary. As the timeout would have
765                  * been started in this function on success, there's no need
766                  * to cancel it here.
767                  */
768                 ssh_rtl_queue_remove(r);
769                 ssh_rtl_pending_remove(r);
770                 ssh_rtl_complete_with_status(r, status);
771
772                 ssh_rtl_tx_schedule(ssh_request_rtl(r));
773                 return;
774         }
775
776         /* Update state: Mark as transmitted and clear transmitting. */
777         set_bit(SSH_REQUEST_SF_TRANSMITTED_BIT, &r->state);
778         /* Ensure state never gets zero. */
779         smp_mb__before_atomic();
780         clear_bit(SSH_REQUEST_SF_TRANSMITTING_BIT, &r->state);
781
782         /* If we expect a response, we just need to start the timeout. */
783         if (test_bit(SSH_REQUEST_TY_HAS_RESPONSE_BIT, &r->state)) {
784                 /*
785                  * Note: This is the only place where the timestamp gets set,
786                  * all other access to it is read-only.
787                  */
788                 ssh_rtl_timeout_start(r);
789                 return;
790         }
791
792         /*
793          * If we don't expect a response, lock, remove, and complete the
794          * request. Note that, at this point, the request is guaranteed to have
795          * left the queue and no timeout has been started. Thus we only need to
796          * remove it from pending. If the request has already been completed (it
797          * may have been canceled) return.
798          */
799
800         set_bit(SSH_REQUEST_SF_LOCKED_BIT, &r->state);
801         if (test_and_set_bit(SSH_REQUEST_SF_COMPLETED_BIT, &r->state))
802                 return;
803
804         ssh_rtl_pending_remove(r);
805         ssh_rtl_complete_with_status(r, 0);
806
807         ssh_rtl_tx_schedule(ssh_request_rtl(r));
808 }
809
810 static ktime_t ssh_request_get_expiration(struct ssh_request *r, ktime_t timeout)
811 {
812         ktime_t timestamp = READ_ONCE(r->timestamp);
813
814         if (timestamp != KTIME_MAX)
815                 return ktime_add(timestamp, timeout);
816         else
817                 return KTIME_MAX;
818 }
819
820 static void ssh_rtl_timeout_reap(struct work_struct *work)
821 {
822         struct ssh_rtl *rtl = to_ssh_rtl(work, rtx_timeout.reaper.work);
823         struct ssh_request *r, *n;
824         LIST_HEAD(claimed);
825         ktime_t now = ktime_get_coarse_boottime();
826         ktime_t timeout = rtl->rtx_timeout.timeout;
827         ktime_t next = KTIME_MAX;
828
829         trace_ssam_rtl_timeout_reap(atomic_read(&rtl->pending.count));
830
831         /*
832          * Mark reaper as "not pending". This is done before checking any
833          * requests to avoid lost-update type problems.
834          */
835         spin_lock(&rtl->rtx_timeout.lock);
836         rtl->rtx_timeout.expires = KTIME_MAX;
837         spin_unlock(&rtl->rtx_timeout.lock);
838
839         spin_lock(&rtl->pending.lock);
840         list_for_each_entry_safe(r, n, &rtl->pending.head, node) {
841                 ktime_t expires = ssh_request_get_expiration(r, timeout);
842
843                 /*
844                  * Check if the timeout hasn't expired yet. Find out next
845                  * expiration date to be handled after this run.
846                  */
847                 if (ktime_after(expires, now)) {
848                         next = ktime_before(expires, next) ? expires : next;
849                         continue;
850                 }
851
852                 /* Avoid further transitions if locked. */
853                 if (test_and_set_bit(SSH_REQUEST_SF_LOCKED_BIT, &r->state))
854                         continue;
855
856                 /*
857                  * We have now marked the packet as locked. Thus it cannot be
858                  * added to the pending or queued lists again after we've
859                  * removed it here. We can therefore re-use the node of this
860                  * packet temporarily.
861                  */
862
863                 clear_bit(SSH_REQUEST_SF_PENDING_BIT, &r->state);
864
865                 atomic_dec(&rtl->pending.count);
866                 list_move_tail(&r->node, &claimed);
867         }
868         spin_unlock(&rtl->pending.lock);
869
870         /* Cancel and complete the request. */
871         list_for_each_entry_safe(r, n, &claimed, node) {
872                 trace_ssam_request_timeout(r);
873
874                 /*
875                  * At this point we've removed the packet from pending. This
876                  * means that we've obtained the last (only) reference of the
877                  * system to it. Thus we can just complete it.
878                  */
879                 if (!test_and_set_bit(SSH_REQUEST_SF_COMPLETED_BIT, &r->state))
880                         ssh_rtl_complete_with_status(r, -ETIMEDOUT);
881
882                 /*
883                  * Drop the reference we've obtained by removing it from the
884                  * pending set.
885                  */
886                 list_del(&r->node);
887                 ssh_request_put(r);
888         }
889
890         /* Ensure that the reaper doesn't run again immediately. */
891         next = max(next, ktime_add(now, SSH_RTL_REQUEST_TIMEOUT_RESOLUTION));
892         if (next != KTIME_MAX)
893                 ssh_rtl_timeout_reaper_mod(rtl, now, next);
894
895         ssh_rtl_tx_schedule(rtl);
896 }
897
898 static void ssh_rtl_rx_event(struct ssh_rtl *rtl, const struct ssh_command *cmd,
899                              const struct ssam_span *data)
900 {
901         trace_ssam_rx_event_received(cmd, data->len);
902
903         rtl_dbg(rtl, "rtl: handling event (rqid: %#06x)\n",
904                 get_unaligned_le16(&cmd->rqid));
905
906         rtl->ops.handle_event(rtl, cmd, data);
907 }
908
909 static void ssh_rtl_rx_command(struct ssh_ptl *p, const struct ssam_span *data)
910 {
911         struct ssh_rtl *rtl = to_ssh_rtl(p, ptl);
912         struct device *dev = &p->serdev->dev;
913         struct ssh_command *command;
914         struct ssam_span command_data;
915
916         if (sshp_parse_command(dev, data, &command, &command_data))
917                 return;
918
919         if (ssh_rqid_is_event(get_unaligned_le16(&command->rqid)))
920                 ssh_rtl_rx_event(rtl, command, &command_data);
921         else
922                 ssh_rtl_complete(rtl, command, &command_data);
923 }
924
925 static void ssh_rtl_rx_data(struct ssh_ptl *p, const struct ssam_span *data)
926 {
927         if (!data->len) {
928                 ptl_err(p, "rtl: rx: no data frame payload\n");
929                 return;
930         }
931
932         switch (data->ptr[0]) {
933         case SSH_PLD_TYPE_CMD:
934                 ssh_rtl_rx_command(p, data);
935                 break;
936
937         default:
938                 ptl_err(p, "rtl: rx: unknown frame payload type (type: %#04x)\n",
939                         data->ptr[0]);
940                 break;
941         }
942 }
943
944 static void ssh_rtl_packet_release(struct ssh_packet *p)
945 {
946         struct ssh_request *rqst;
947
948         rqst = to_ssh_request(p);
949         rqst->ops->release(rqst);
950 }
951
952 static const struct ssh_packet_ops ssh_rtl_packet_ops = {
953         .complete = ssh_rtl_packet_callback,
954         .release = ssh_rtl_packet_release,
955 };
956
957 /**
958  * ssh_request_init() - Initialize SSH request.
959  * @rqst:  The request to initialize.
960  * @flags: Request flags, determining the type of the request.
961  * @ops:   Request operations.
962  *
963  * Initializes the given SSH request and underlying packet. Sets the message
964  * buffer pointer to %NULL and the message buffer length to zero. This buffer
965  * has to be set separately via ssh_request_set_data() before submission and
966  * must contain a valid SSH request message.
967  *
968  * Return: Returns zero on success or %-EINVAL if the given flags are invalid.
969  */
970 int ssh_request_init(struct ssh_request *rqst, enum ssam_request_flags flags,
971                      const struct ssh_request_ops *ops)
972 {
973         unsigned long type = BIT(SSH_PACKET_TY_BLOCKING_BIT);
974
975         /* Unsequenced requests cannot have a response. */
976         if (flags & SSAM_REQUEST_UNSEQUENCED && flags & SSAM_REQUEST_HAS_RESPONSE)
977                 return -EINVAL;
978
979         if (!(flags & SSAM_REQUEST_UNSEQUENCED))
980                 type |= BIT(SSH_PACKET_TY_SEQUENCED_BIT);
981
982         ssh_packet_init(&rqst->packet, type, SSH_PACKET_PRIORITY(DATA, 0),
983                         &ssh_rtl_packet_ops);
984
985         INIT_LIST_HEAD(&rqst->node);
986
987         rqst->state = 0;
988         if (flags & SSAM_REQUEST_HAS_RESPONSE)
989                 rqst->state |= BIT(SSH_REQUEST_TY_HAS_RESPONSE_BIT);
990
991         rqst->timestamp = KTIME_MAX;
992         rqst->ops = ops;
993
994         return 0;
995 }
996
997 /**
998  * ssh_rtl_init() - Initialize request transport layer.
999  * @rtl:    The request transport layer to initialize.
1000  * @serdev: The underlying serial device, i.e. the lower-level transport.
1001  * @ops:    Request transport layer operations.
1002  *
1003  * Initializes the given request transport layer and associated packet
1004  * transport layer. Transmitter and receiver threads must be started
1005  * separately via ssh_rtl_start(), after the request-layer has been
1006  * initialized and the lower-level serial device layer has been set up.
1007  *
1008  * Return: Returns zero on success and a nonzero error code on failure.
1009  */
1010 int ssh_rtl_init(struct ssh_rtl *rtl, struct serdev_device *serdev,
1011                  const struct ssh_rtl_ops *ops)
1012 {
1013         struct ssh_ptl_ops ptl_ops;
1014         int status;
1015
1016         ptl_ops.data_received = ssh_rtl_rx_data;
1017
1018         status = ssh_ptl_init(&rtl->ptl, serdev, &ptl_ops);
1019         if (status)
1020                 return status;
1021
1022         spin_lock_init(&rtl->queue.lock);
1023         INIT_LIST_HEAD(&rtl->queue.head);
1024
1025         spin_lock_init(&rtl->pending.lock);
1026         INIT_LIST_HEAD(&rtl->pending.head);
1027         atomic_set_release(&rtl->pending.count, 0);
1028
1029         INIT_WORK(&rtl->tx.work, ssh_rtl_tx_work_fn);
1030
1031         spin_lock_init(&rtl->rtx_timeout.lock);
1032         rtl->rtx_timeout.timeout = SSH_RTL_REQUEST_TIMEOUT;
1033         rtl->rtx_timeout.expires = KTIME_MAX;
1034         INIT_DELAYED_WORK(&rtl->rtx_timeout.reaper, ssh_rtl_timeout_reap);
1035
1036         rtl->ops = *ops;
1037
1038         return 0;
1039 }
1040
1041 /**
1042  * ssh_rtl_destroy() - Deinitialize request transport layer.
1043  * @rtl: The request transport layer to deinitialize.
1044  *
1045  * Deinitializes the given request transport layer and frees resources
1046  * associated with it. If receiver and/or transmitter threads have been
1047  * started, the layer must first be shut down via ssh_rtl_shutdown() before
1048  * this function can be called.
1049  */
1050 void ssh_rtl_destroy(struct ssh_rtl *rtl)
1051 {
1052         ssh_ptl_destroy(&rtl->ptl);
1053 }
1054
1055 /**
1056  * ssh_rtl_start() - Start request transmitter and receiver.
1057  * @rtl: The request transport layer.
1058  *
1059  * Return: Returns zero on success, a negative error code on failure.
1060  */
1061 int ssh_rtl_start(struct ssh_rtl *rtl)
1062 {
1063         int status;
1064
1065         status = ssh_ptl_tx_start(&rtl->ptl);
1066         if (status)
1067                 return status;
1068
1069         ssh_rtl_tx_schedule(rtl);
1070
1071         status = ssh_ptl_rx_start(&rtl->ptl);
1072         if (status) {
1073                 ssh_rtl_flush(rtl, msecs_to_jiffies(5000));
1074                 ssh_ptl_tx_stop(&rtl->ptl);
1075                 return status;
1076         }
1077
1078         return 0;
1079 }
1080
1081 struct ssh_flush_request {
1082         struct ssh_request base;
1083         struct completion completion;
1084         int status;
1085 };
1086
1087 static void ssh_rtl_flush_request_complete(struct ssh_request *r,
1088                                            const struct ssh_command *cmd,
1089                                            const struct ssam_span *data,
1090                                            int status)
1091 {
1092         struct ssh_flush_request *rqst;
1093
1094         rqst = container_of(r, struct ssh_flush_request, base);
1095         rqst->status = status;
1096 }
1097
1098 static void ssh_rtl_flush_request_release(struct ssh_request *r)
1099 {
1100         struct ssh_flush_request *rqst;
1101
1102         rqst = container_of(r, struct ssh_flush_request, base);
1103         complete_all(&rqst->completion);
1104 }
1105
1106 static const struct ssh_request_ops ssh_rtl_flush_request_ops = {
1107         .complete = ssh_rtl_flush_request_complete,
1108         .release = ssh_rtl_flush_request_release,
1109 };
1110
1111 /**
1112  * ssh_rtl_flush() - Flush the request transport layer.
1113  * @rtl:     request transport layer
1114  * @timeout: timeout for the flush operation in jiffies
1115  *
1116  * Queue a special flush request and wait for its completion. This request
1117  * will be completed after all other currently queued and pending requests
1118  * have been completed. Instead of a normal data packet, this request submits
1119  * a special flush packet, meaning that upon completion, also the underlying
1120  * packet transport layer has been flushed.
1121  *
1122  * Flushing the request layer guarantees that all previously submitted
1123  * requests have been fully completed before this call returns. Additionally,
1124  * flushing blocks execution of all later submitted requests until the flush
1125  * has been completed.
1126  *
1127  * If the caller ensures that no new requests are submitted after a call to
1128  * this function, the request transport layer is guaranteed to have no
1129  * remaining requests when this call returns. The same guarantee does not hold
1130  * for the packet layer, on which control packets may still be queued after
1131  * this call.
1132  *
1133  * Return: Returns zero on success, %-ETIMEDOUT if the flush timed out and has
1134  * been canceled as a result of the timeout, or %-ESHUTDOWN if the packet
1135  * and/or request transport layer has been shut down before this call. May
1136  * also return %-EINTR if the underlying packet transmission has been
1137  * interrupted.
1138  */
1139 int ssh_rtl_flush(struct ssh_rtl *rtl, unsigned long timeout)
1140 {
1141         const unsigned int init_flags = SSAM_REQUEST_UNSEQUENCED;
1142         struct ssh_flush_request rqst;
1143         int status;
1144
1145         ssh_request_init(&rqst.base, init_flags, &ssh_rtl_flush_request_ops);
1146         rqst.base.packet.state |= BIT(SSH_PACKET_TY_FLUSH_BIT);
1147         rqst.base.packet.priority = SSH_PACKET_PRIORITY(FLUSH, 0);
1148         rqst.base.state |= BIT(SSH_REQUEST_TY_FLUSH_BIT);
1149
1150         init_completion(&rqst.completion);
1151
1152         status = ssh_rtl_submit(rtl, &rqst.base);
1153         if (status)
1154                 return status;
1155
1156         ssh_request_put(&rqst.base);
1157
1158         if (!wait_for_completion_timeout(&rqst.completion, timeout)) {
1159                 ssh_rtl_cancel(&rqst.base, true);
1160                 wait_for_completion(&rqst.completion);
1161         }
1162
1163         WARN_ON(rqst.status != 0 && rqst.status != -ECANCELED &&
1164                 rqst.status != -ESHUTDOWN && rqst.status != -EINTR);
1165
1166         return rqst.status == -ECANCELED ? -ETIMEDOUT : rqst.status;
1167 }
1168
1169 /**
1170  * ssh_rtl_shutdown() - Shut down request transport layer.
1171  * @rtl: The request transport layer.
1172  *
1173  * Shuts down the request transport layer, removing and canceling all queued
1174  * and pending requests. Requests canceled by this operation will be completed
1175  * with %-ESHUTDOWN as status. Receiver and transmitter threads will be
1176  * stopped, the lower-level packet layer will be shutdown.
1177  *
1178  * As a result of this function, the transport layer will be marked as shut
1179  * down. Submission of requests after the transport layer has been shut down
1180  * will fail with %-ESHUTDOWN.
1181  */
1182 void ssh_rtl_shutdown(struct ssh_rtl *rtl)
1183 {
1184         struct ssh_request *r, *n;
1185         LIST_HEAD(claimed);
1186         int pending;
1187
1188         set_bit(SSH_RTL_SF_SHUTDOWN_BIT, &rtl->state);
1189         /*
1190          * Ensure that the layer gets marked as shut-down before actually
1191          * stopping it. In combination with the check in ssh_rtl_submit(),
1192          * this guarantees that no new requests can be added and all already
1193          * queued requests are properly canceled.
1194          */
1195         smp_mb__after_atomic();
1196
1197         /* Remove requests from queue. */
1198         spin_lock(&rtl->queue.lock);
1199         list_for_each_entry_safe(r, n, &rtl->queue.head, node) {
1200                 set_bit(SSH_REQUEST_SF_LOCKED_BIT, &r->state);
1201                 /* Ensure state never gets zero. */
1202                 smp_mb__before_atomic();
1203                 clear_bit(SSH_REQUEST_SF_QUEUED_BIT, &r->state);
1204
1205                 list_move_tail(&r->node, &claimed);
1206         }
1207         spin_unlock(&rtl->queue.lock);
1208
1209         /*
1210          * We have now guaranteed that the queue is empty and no more new
1211          * requests can be submitted (i.e. it will stay empty). This means that
1212          * calling ssh_rtl_tx_schedule() will not schedule tx.work any more. So
1213          * we can simply call cancel_work_sync() on tx.work here and when that
1214          * returns, we've locked it down. This also means that after this call,
1215          * we don't submit any more packets to the underlying packet layer, so
1216          * we can also shut that down.
1217          */
1218
1219         cancel_work_sync(&rtl->tx.work);
1220         ssh_ptl_shutdown(&rtl->ptl);
1221         cancel_delayed_work_sync(&rtl->rtx_timeout.reaper);
1222
1223         /*
1224          * Shutting down the packet layer should also have canceled all
1225          * requests. Thus the pending set should be empty. Attempt to handle
1226          * this gracefully anyways, even though this should be dead code.
1227          */
1228
1229         pending = atomic_read(&rtl->pending.count);
1230         if (WARN_ON(pending)) {
1231                 spin_lock(&rtl->pending.lock);
1232                 list_for_each_entry_safe(r, n, &rtl->pending.head, node) {
1233                         set_bit(SSH_REQUEST_SF_LOCKED_BIT, &r->state);
1234                         /* Ensure state never gets zero. */
1235                         smp_mb__before_atomic();
1236                         clear_bit(SSH_REQUEST_SF_PENDING_BIT, &r->state);
1237
1238                         list_move_tail(&r->node, &claimed);
1239                 }
1240                 spin_unlock(&rtl->pending.lock);
1241         }
1242
1243         /* Finally, cancel and complete the requests we claimed before. */
1244         list_for_each_entry_safe(r, n, &claimed, node) {
1245                 /*
1246                  * We need test_and_set() because we still might compete with
1247                  * cancellation.
1248                  */
1249                 if (!test_and_set_bit(SSH_REQUEST_SF_COMPLETED_BIT, &r->state))
1250                         ssh_rtl_complete_with_status(r, -ESHUTDOWN);
1251
1252                 /*
1253                  * Drop the reference we've obtained by removing it from the
1254                  * lists.
1255                  */
1256                 list_del(&r->node);
1257                 ssh_request_put(r);
1258         }
1259 }