GNU Linux-libre 6.7.9-gnu
[releases.git] / drivers / usb / dwc2 / hcd_queue.c
1 // SPDX-License-Identifier: (GPL-2.0+ OR BSD-3-Clause)
2 /*
3  * hcd_queue.c - DesignWare HS OTG Controller host queuing routines
4  *
5  * Copyright (C) 2004-2013 Synopsys, Inc.
6  */
7
8 /*
9  * This file contains the functions to manage Queue Heads and Queue
10  * Transfer Descriptors for Host mode
11  */
12 #include <linux/gcd.h>
13 #include <linux/kernel.h>
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/dma-mapping.h>
18 #include <linux/io.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include <linux/usb.h>
21
22 #include <linux/usb/hcd.h>
23 #include <linux/usb/ch11.h>
24
25 #include "core.h"
26 #include "hcd.h"
27
28 /* Wait this long before releasing periodic reservation */
29 #define DWC2_UNRESERVE_DELAY (msecs_to_jiffies(5))
30
31 /* If we get a NAK, wait this long before retrying */
32 #define DWC2_RETRY_WAIT_DELAY (1 * NSEC_PER_MSEC)
33
34 /**
35  * dwc2_periodic_channel_available() - Checks that a channel is available for a
36  * periodic transfer
37  *
38  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
39  *
40  * Return: 0 if successful, negative error code otherwise
41  */
42 static int dwc2_periodic_channel_available(struct dwc2_hsotg *hsotg)
43 {
44         /*
45          * Currently assuming that there is a dedicated host channel for
46          * each periodic transaction plus at least one host channel for
47          * non-periodic transactions
48          */
49         int status;
50         int num_channels;
51
52         num_channels = hsotg->params.host_channels;
53         if ((hsotg->periodic_channels + hsotg->non_periodic_channels <
54              num_channels) && (hsotg->periodic_channels < num_channels - 1)) {
55                 status = 0;
56         } else {
57                 dev_dbg(hsotg->dev,
58                         "%s: Total channels: %d, Periodic: %d, Non-periodic: %d\n",
59                         __func__, num_channels,
60                         hsotg->periodic_channels, hsotg->non_periodic_channels);
61                 status = -ENOSPC;
62         }
63
64         return status;
65 }
66
67 /**
68  * dwc2_check_periodic_bandwidth() - Checks that there is sufficient bandwidth
69  * for the specified QH in the periodic schedule
70  *
71  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
72  * @qh:    QH containing periodic bandwidth required
73  *
74  * Return: 0 if successful, negative error code otherwise
75  *
76  * For simplicity, this calculation assumes that all the transfers in the
77  * periodic schedule may occur in the same (micro)frame
78  */
79 static int dwc2_check_periodic_bandwidth(struct dwc2_hsotg *hsotg,
80                                          struct dwc2_qh *qh)
81 {
82         int status;
83         s16 max_claimed_usecs;
84
85         status = 0;
86
87         if (qh->dev_speed == USB_SPEED_HIGH || qh->do_split) {
88                 /*
89                  * High speed mode
90                  * Max periodic usecs is 80% x 125 usec = 100 usec
91                  */
92                 max_claimed_usecs = 100 - qh->host_us;
93         } else {
94                 /*
95                  * Full speed mode
96                  * Max periodic usecs is 90% x 1000 usec = 900 usec
97                  */
98                 max_claimed_usecs = 900 - qh->host_us;
99         }
100
101         if (hsotg->periodic_usecs > max_claimed_usecs) {
102                 dev_err(hsotg->dev,
103                         "%s: already claimed usecs %d, required usecs %d\n",
104                         __func__, hsotg->periodic_usecs, qh->host_us);
105                 status = -ENOSPC;
106         }
107
108         return status;
109 }
110
111 /**
112  * pmap_schedule() - Schedule time in a periodic bitmap (pmap).
113  *
114  * @map:             The bitmap representing the schedule; will be updated
115  *                   upon success.
116  * @bits_per_period: The schedule represents several periods.  This is how many
117  *                   bits are in each period.  It's assumed that the beginning
118  *                   of the schedule will repeat after its end.
119  * @periods_in_map:  The number of periods in the schedule.
120  * @num_bits:        The number of bits we need per period we want to reserve
121  *                   in this function call.
122  * @interval:        How often we need to be scheduled for the reservation this
123  *                   time.  1 means every period.  2 means every other period.
124  *                   ...you get the picture?
125  * @start:           The bit number to start at.  Normally 0.  Must be within
126  *                   the interval or we return failure right away.
127  * @only_one_period: Normally we'll allow picking a start anywhere within the
128  *                   first interval, since we can still make all repetition
129  *                   requirements by doing that.  However, if you pass true
130  *                   here then we'll return failure if we can't fit within
131  *                   the period that "start" is in.
132  *
133  * The idea here is that we want to schedule time for repeating events that all
134  * want the same resource.  The resource is divided into fixed-sized periods
135  * and the events want to repeat every "interval" periods.  The schedule
136  * granularity is one bit.
137  *
138  * To keep things "simple", we'll represent our schedule with a bitmap that
139  * contains a fixed number of periods.  This gets rid of a lot of complexity
140  * but does mean that we need to handle things specially (and non-ideally) if
141  * the number of the periods in the schedule doesn't match well with the
142  * intervals that we're trying to schedule.
143  *
144  * Here's an explanation of the scheme we'll implement, assuming 8 periods.
145  * - If interval is 1, we need to take up space in each of the 8
146  *   periods we're scheduling.  Easy.
147  * - If interval is 2, we need to take up space in half of the
148  *   periods.  Again, easy.
149  * - If interval is 3, we actually need to fall back to interval 1.
150  *   Why?  Because we might need time in any period.  AKA for the
151  *   first 8 periods, we'll be in slot 0, 3, 6.  Then we'll be
152  *   in slot 1, 4, 7.  Then we'll be in 2, 5.  Then we'll be back to
153  *   0, 3, and 6.  Since we could be in any frame we need to reserve
154  *   for all of them.  Sucks, but that's what you gotta do.  Note that
155  *   if we were instead scheduling 8 * 3 = 24 we'd do much better, but
156  *   then we need more memory and time to do scheduling.
157  * - If interval is 4, easy.
158  * - If interval is 5, we again need interval 1.  The schedule will be
159  *   0, 5, 2, 7, 4, 1, 6, 3, 0
160  * - If interval is 6, we need interval 2.  0, 6, 4, 2.
161  * - If interval is 7, we need interval 1.
162  * - If interval is 8, we need interval 8.
163  *
164  * If you do the math, you'll see that we need to pretend that interval is
165  * equal to the greatest_common_divisor(interval, periods_in_map).
166  *
167  * Note that at the moment this function tends to front-pack the schedule.
168  * In some cases that's really non-ideal (it's hard to schedule things that
169  * need to repeat every period).  In other cases it's perfect (you can easily
170  * schedule bigger, less often repeating things).
171  *
172  * Here's the algorithm in action (8 periods, 5 bits per period):
173  *  |**   |     |**   |     |**   |     |**   |     |   OK 2 bits, intv 2 at 0
174  *  |*****|  ***|*****|  ***|*****|  ***|*****|  ***|   OK 3 bits, intv 3 at 2
175  *  |*****|* ***|*****|  ***|*****|* ***|*****|  ***|   OK 1 bits, intv 4 at 5
176  *  |**   |*    |**   |     |**   |*    |**   |     | Remv 3 bits, intv 3 at 2
177  *  |***  |*    |***  |     |***  |*    |***  |     |   OK 1 bits, intv 6 at 2
178  *  |**** |*  * |**** |   * |**** |*  * |**** |   * |   OK 1 bits, intv 1 at 3
179  *  |**** |**** |**** | *** |**** |**** |**** | *** |   OK 2 bits, intv 2 at 6
180  *  |*****|*****|*****| ****|*****|*****|*****| ****|   OK 1 bits, intv 1 at 4
181  *  |*****|*****|*****| ****|*****|*****|*****| ****| FAIL 1 bits, intv 1
182  *  |  ***|*****|  ***| ****|  ***|*****|  ***| ****| Remv 2 bits, intv 2 at 0
183  *  |  ***| ****|  ***| ****|  ***| ****|  ***| ****| Remv 1 bits, intv 4 at 5
184  *  |   **| ****|   **| ****|   **| ****|   **| ****| Remv 1 bits, intv 6 at 2
185  *  |    *| ** *|    *| ** *|    *| ** *|    *| ** *| Remv 1 bits, intv 1 at 3
186  *  |    *|    *|    *|    *|    *|    *|    *|    *| Remv 2 bits, intv 2 at 6
187  *  |     |     |     |     |     |     |     |     | Remv 1 bits, intv 1 at 4
188  *  |**   |     |**   |     |**   |     |**   |     |   OK 2 bits, intv 2 at 0
189  *  |***  |     |**   |     |***  |     |**   |     |   OK 1 bits, intv 4 at 2
190  *  |*****|     |** **|     |*****|     |** **|     |   OK 2 bits, intv 2 at 3
191  *  |*****|*    |** **|     |*****|*    |** **|     |   OK 1 bits, intv 4 at 5
192  *  |*****|***  |** **| **  |*****|***  |** **| **  |   OK 2 bits, intv 2 at 6
193  *  |*****|*****|** **| ****|*****|*****|** **| ****|   OK 2 bits, intv 2 at 8
194  *  |*****|*****|*****| ****|*****|*****|*****| ****|   OK 1 bits, intv 4 at 12
195  *
196  * This function is pretty generic and could be easily abstracted if anything
197  * needed similar scheduling.
198  *
199  * Returns either -ENOSPC or a >= 0 start bit which should be passed to the
200  * unschedule routine.  The map bitmap will be updated on a non-error result.
201  */
202 static int pmap_schedule(unsigned long *map, int bits_per_period,
203                          int periods_in_map, int num_bits,
204                          int interval, int start, bool only_one_period)
205 {
206         int interval_bits;
207         int to_reserve;
208         int first_end;
209         int i;
210
211         if (num_bits > bits_per_period)
212                 return -ENOSPC;
213
214         /* Adjust interval as per description */
215         interval = gcd(interval, periods_in_map);
216
217         interval_bits = bits_per_period * interval;
218         to_reserve = periods_in_map / interval;
219
220         /* If start has gotten us past interval then we can't schedule */
221         if (start >= interval_bits)
222                 return -ENOSPC;
223
224         if (only_one_period)
225                 /* Must fit within same period as start; end at begin of next */
226                 first_end = (start / bits_per_period + 1) * bits_per_period;
227         else
228                 /* Can fit anywhere in the first interval */
229                 first_end = interval_bits;
230
231         /*
232          * We'll try to pick the first repetition, then see if that time
233          * is free for each of the subsequent repetitions.  If it's not
234          * we'll adjust the start time for the next search of the first
235          * repetition.
236          */
237         while (start + num_bits <= first_end) {
238                 int end;
239
240                 /* Need to stay within this period */
241                 end = (start / bits_per_period + 1) * bits_per_period;
242
243                 /* Look for num_bits us in this microframe starting at start */
244                 start = bitmap_find_next_zero_area(map, end, start, num_bits,
245                                                    0);
246
247                 /*
248                  * We should get start >= end if we fail.  We might be
249                  * able to check the next microframe depending on the
250                  * interval, so continue on (start already updated).
251                  */
252                 if (start >= end) {
253                         start = end;
254                         continue;
255                 }
256
257                 /* At this point we have a valid point for first one */
258                 for (i = 1; i < to_reserve; i++) {
259                         int ith_start = start + interval_bits * i;
260                         int ith_end = end + interval_bits * i;
261                         int ret;
262
263                         /* Use this as a dumb "check if bits are 0" */
264                         ret = bitmap_find_next_zero_area(
265                                 map, ith_start + num_bits, ith_start, num_bits,
266                                 0);
267
268                         /* We got the right place, continue checking */
269                         if (ret == ith_start)
270                                 continue;
271
272                         /* Move start up for next time and exit for loop */
273                         ith_start = bitmap_find_next_zero_area(
274                                 map, ith_end, ith_start, num_bits, 0);
275                         if (ith_start >= ith_end)
276                                 /* Need a while new period next time */
277                                 start = end;
278                         else
279                                 start = ith_start - interval_bits * i;
280                         break;
281                 }
282
283                 /* If didn't exit the for loop with a break, we have success */
284                 if (i == to_reserve)
285                         break;
286         }
287
288         if (start + num_bits > first_end)
289                 return -ENOSPC;
290
291         for (i = 0; i < to_reserve; i++) {
292                 int ith_start = start + interval_bits * i;
293
294                 bitmap_set(map, ith_start, num_bits);
295         }
296
297         return start;
298 }
299
300 /**
301  * pmap_unschedule() - Undo work done by pmap_schedule()
302  *
303  * @map:             See pmap_schedule().
304  * @bits_per_period: See pmap_schedule().
305  * @periods_in_map:  See pmap_schedule().
306  * @num_bits:        The number of bits that was passed to schedule.
307  * @interval:        The interval that was passed to schedule.
308  * @start:           The return value from pmap_schedule().
309  */
310 static void pmap_unschedule(unsigned long *map, int bits_per_period,
311                             int periods_in_map, int num_bits,
312                             int interval, int start)
313 {
314         int interval_bits;
315         int to_release;
316         int i;
317
318         /* Adjust interval as per description in pmap_schedule() */
319         interval = gcd(interval, periods_in_map);
320
321         interval_bits = bits_per_period * interval;
322         to_release = periods_in_map / interval;
323
324         for (i = 0; i < to_release; i++) {
325                 int ith_start = start + interval_bits * i;
326
327                 bitmap_clear(map, ith_start, num_bits);
328         }
329 }
330
331 /**
332  * dwc2_get_ls_map() - Get the map used for the given qh
333  *
334  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller.
335  * @qh:    QH for the periodic transfer.
336  *
337  * We'll always get the periodic map out of our TT.  Note that even if we're
338  * running the host straight in low speed / full speed mode it appears as if
339  * a TT is allocated for us, so we'll use it.  If that ever changes we can
340  * add logic here to get a map out of "hsotg" if !qh->do_split.
341  *
342  * Returns: the map or NULL if a map couldn't be found.
343  */
344 static unsigned long *dwc2_get_ls_map(struct dwc2_hsotg *hsotg,
345                                       struct dwc2_qh *qh)
346 {
347         unsigned long *map;
348
349         /* Don't expect to be missing a TT and be doing low speed scheduling */
350         if (WARN_ON(!qh->dwc_tt))
351                 return NULL;
352
353         /* Get the map and adjust if this is a multi_tt hub */
354         map = qh->dwc_tt->periodic_bitmaps;
355         if (qh->dwc_tt->usb_tt->multi)
356                 map += DWC2_ELEMENTS_PER_LS_BITMAP * (qh->ttport - 1);
357
358         return map;
359 }
360
361 #ifdef DWC2_PRINT_SCHEDULE
362 /*
363  * cat_printf() - A printf() + strcat() helper
364  *
365  * This is useful for concatenating a bunch of strings where each string is
366  * constructed using printf.
367  *
368  * @buf:   The destination buffer; will be updated to point after the printed
369  *         data.
370  * @size:  The number of bytes in the buffer (includes space for '\0').
371  * @fmt:   The format for printf.
372  * @...:   The args for printf.
373  */
374 static __printf(3, 4)
375 void cat_printf(char **buf, size_t *size, const char *fmt, ...)
376 {
377         va_list args;
378         int i;
379
380         if (*size == 0)
381                 return;
382
383         va_start(args, fmt);
384         i = vsnprintf(*buf, *size, fmt, args);
385         va_end(args);
386
387         if (i >= *size) {
388                 (*buf)[*size - 1] = '\0';
389                 *buf += *size;
390                 *size = 0;
391         } else {
392                 *buf += i;
393                 *size -= i;
394         }
395 }
396
397 /*
398  * pmap_print() - Print the given periodic map
399  *
400  * Will attempt to print out the periodic schedule.
401  *
402  * @map:             See pmap_schedule().
403  * @bits_per_period: See pmap_schedule().
404  * @periods_in_map:  See pmap_schedule().
405  * @period_name:     The name of 1 period, like "uFrame"
406  * @units:           The name of the units, like "us".
407  * @print_fn:        The function to call for printing.
408  * @print_data:      Opaque data to pass to the print function.
409  */
410 static void pmap_print(unsigned long *map, int bits_per_period,
411                        int periods_in_map, const char *period_name,
412                        const char *units,
413                        void (*print_fn)(const char *str, void *data),
414                        void *print_data)
415 {
416         int period;
417
418         for (period = 0; period < periods_in_map; period++) {
419                 char tmp[64];
420                 char *buf = tmp;
421                 size_t buf_size = sizeof(tmp);
422                 int period_start = period * bits_per_period;
423                 int period_end = period_start + bits_per_period;
424                 int start = 0;
425                 int count = 0;
426                 bool printed = false;
427                 int i;
428
429                 for (i = period_start; i < period_end + 1; i++) {
430                         /* Handle case when ith bit is set */
431                         if (i < period_end &&
432                             bitmap_find_next_zero_area(map, i + 1,
433                                                        i, 1, 0) != i) {
434                                 if (count == 0)
435                                         start = i - period_start;
436                                 count++;
437                                 continue;
438                         }
439
440                         /* ith bit isn't set; don't care if count == 0 */
441                         if (count == 0)
442                                 continue;
443
444                         if (!printed)
445                                 cat_printf(&buf, &buf_size, "%s %d: ",
446                                            period_name, period);
447                         else
448                                 cat_printf(&buf, &buf_size, ", ");
449                         printed = true;
450
451                         cat_printf(&buf, &buf_size, "%d %s -%3d %s", start,
452                                    units, start + count - 1, units);
453                         count = 0;
454                 }
455
456                 if (printed)
457                         print_fn(tmp, print_data);
458         }
459 }
460
461 struct dwc2_qh_print_data {
462         struct dwc2_hsotg *hsotg;
463         struct dwc2_qh *qh;
464 };
465
466 /**
467  * dwc2_qh_print() - Helper function for dwc2_qh_schedule_print()
468  *
469  * @str:  The string to print
470  * @data: A pointer to a struct dwc2_qh_print_data
471  */
472 static void dwc2_qh_print(const char *str, void *data)
473 {
474         struct dwc2_qh_print_data *print_data = data;
475
476         dwc2_sch_dbg(print_data->hsotg, "QH=%p ...%s\n", print_data->qh, str);
477 }
478
479 /**
480  * dwc2_qh_schedule_print() - Print the periodic schedule
481  *
482  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller.
483  * @qh:    QH to print.
484  */
485 static void dwc2_qh_schedule_print(struct dwc2_hsotg *hsotg,
486                                    struct dwc2_qh *qh)
487 {
488         struct dwc2_qh_print_data print_data = { hsotg, qh };
489         int i;
490
491         /*
492          * The printing functions are quite slow and inefficient.
493          * If we don't have tracing turned on, don't run unless the special
494          * define is turned on.
495          */
496
497         if (qh->schedule_low_speed) {
498                 unsigned long *map = dwc2_get_ls_map(hsotg, qh);
499
500                 dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p LS/FS trans: %d=>%d us @ %d us",
501                              qh, qh->device_us,
502                              DWC2_ROUND_US_TO_SLICE(qh->device_us),
503                              DWC2_US_PER_SLICE * qh->ls_start_schedule_slice);
504
505                 if (map) {
506                         dwc2_sch_dbg(hsotg,
507                                      "QH=%p Whole low/full speed map %p now:\n",
508                                      qh, map);
509                         pmap_print(map, DWC2_LS_PERIODIC_SLICES_PER_FRAME,
510                                    DWC2_LS_SCHEDULE_FRAMES, "Frame ", "slices",
511                                    dwc2_qh_print, &print_data);
512                 }
513         }
514
515         for (i = 0; i < qh->num_hs_transfers; i++) {
516                 struct dwc2_hs_transfer_time *trans_time = qh->hs_transfers + i;
517                 int uframe = trans_time->start_schedule_us /
518                              DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME;
519                 int rel_us = trans_time->start_schedule_us %
520                              DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME;
521
522                 dwc2_sch_dbg(hsotg,
523                              "QH=%p HS trans #%d: %d us @ uFrame %d + %d us\n",
524                              qh, i, trans_time->duration_us, uframe, rel_us);
525         }
526         if (qh->num_hs_transfers) {
527                 dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p Whole high speed map now:\n", qh);
528                 pmap_print(hsotg->hs_periodic_bitmap,
529                            DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME,
530                            DWC2_HS_SCHEDULE_UFRAMES, "uFrame", "us",
531                            dwc2_qh_print, &print_data);
532         }
533 }
534 #else
535 static inline void dwc2_qh_schedule_print(struct dwc2_hsotg *hsotg,
536                                           struct dwc2_qh *qh) {};
537 #endif
538
539 /**
540  * dwc2_ls_pmap_schedule() - Schedule a low speed QH
541  *
542  * @hsotg:        The HCD state structure for the DWC OTG controller.
543  * @qh:           QH for the periodic transfer.
544  * @search_slice: We'll start trying to schedule at the passed slice.
545  *                Remember that slices are the units of the low speed
546  *                schedule (think 25us or so).
547  *
548  * Wraps pmap_schedule() with the right parameters for low speed scheduling.
549  *
550  * Normally we schedule low speed devices on the map associated with the TT.
551  *
552  * Returns: 0 for success or an error code.
553  */
554 static int dwc2_ls_pmap_schedule(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh,
555                                  int search_slice)
556 {
557         int slices = DIV_ROUND_UP(qh->device_us, DWC2_US_PER_SLICE);
558         unsigned long *map = dwc2_get_ls_map(hsotg, qh);
559         int slice;
560
561         if (!map)
562                 return -EINVAL;
563
564         /*
565          * Schedule on the proper low speed map with our low speed scheduling
566          * parameters.  Note that we use the "device_interval" here since
567          * we want the low speed interval and the only way we'd be in this
568          * function is if the device is low speed.
569          *
570          * If we happen to be doing low speed and high speed scheduling for the
571          * same transaction (AKA we have a split) we always do low speed first.
572          * That means we can always pass "false" for only_one_period (that
573          * parameters is only useful when we're trying to get one schedule to
574          * match what we already planned in the other schedule).
575          */
576         slice = pmap_schedule(map, DWC2_LS_PERIODIC_SLICES_PER_FRAME,
577                               DWC2_LS_SCHEDULE_FRAMES, slices,
578                               qh->device_interval, search_slice, false);
579
580         if (slice < 0)
581                 return slice;
582
583         qh->ls_start_schedule_slice = slice;
584         return 0;
585 }
586
587 /**
588  * dwc2_ls_pmap_unschedule() - Undo work done by dwc2_ls_pmap_schedule()
589  *
590  * @hsotg:       The HCD state structure for the DWC OTG controller.
591  * @qh:          QH for the periodic transfer.
592  */
593 static void dwc2_ls_pmap_unschedule(struct dwc2_hsotg *hsotg,
594                                     struct dwc2_qh *qh)
595 {
596         int slices = DIV_ROUND_UP(qh->device_us, DWC2_US_PER_SLICE);
597         unsigned long *map = dwc2_get_ls_map(hsotg, qh);
598
599         /* Schedule should have failed, so no worries about no error code */
600         if (!map)
601                 return;
602
603         pmap_unschedule(map, DWC2_LS_PERIODIC_SLICES_PER_FRAME,
604                         DWC2_LS_SCHEDULE_FRAMES, slices, qh->device_interval,
605                         qh->ls_start_schedule_slice);
606 }
607
608 /**
609  * dwc2_hs_pmap_schedule - Schedule in the main high speed schedule
610  *
611  * This will schedule something on the main dwc2 schedule.
612  *
613  * We'll start looking in qh->hs_transfers[index].start_schedule_us.  We'll
614  * update this with the result upon success.  We also use the duration from
615  * the same structure.
616  *
617  * @hsotg:           The HCD state structure for the DWC OTG controller.
618  * @qh:              QH for the periodic transfer.
619  * @only_one_period: If true we will limit ourselves to just looking at
620  *                   one period (aka one 100us chunk).  This is used if we have
621  *                   already scheduled something on the low speed schedule and
622  *                   need to find something that matches on the high speed one.
623  * @index:           The index into qh->hs_transfers that we're working with.
624  *
625  * Returns: 0 for success or an error code.  Upon success the
626  *          dwc2_hs_transfer_time specified by "index" will be updated.
627  */
628 static int dwc2_hs_pmap_schedule(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh,
629                                  bool only_one_period, int index)
630 {
631         struct dwc2_hs_transfer_time *trans_time = qh->hs_transfers + index;
632         int us;
633
634         us = pmap_schedule(hsotg->hs_periodic_bitmap,
635                            DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME,
636                            DWC2_HS_SCHEDULE_UFRAMES, trans_time->duration_us,
637                            qh->host_interval, trans_time->start_schedule_us,
638                            only_one_period);
639
640         if (us < 0)
641                 return us;
642
643         trans_time->start_schedule_us = us;
644         return 0;
645 }
646
647 /**
648  * dwc2_hs_pmap_unschedule() - Undo work done by dwc2_hs_pmap_schedule()
649  *
650  * @hsotg:       The HCD state structure for the DWC OTG controller.
651  * @qh:          QH for the periodic transfer.
652  * @index:       Transfer index
653  */
654 static void dwc2_hs_pmap_unschedule(struct dwc2_hsotg *hsotg,
655                                     struct dwc2_qh *qh, int index)
656 {
657         struct dwc2_hs_transfer_time *trans_time = qh->hs_transfers + index;
658
659         pmap_unschedule(hsotg->hs_periodic_bitmap,
660                         DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME,
661                         DWC2_HS_SCHEDULE_UFRAMES, trans_time->duration_us,
662                         qh->host_interval, trans_time->start_schedule_us);
663 }
664
665 /**
666  * dwc2_uframe_schedule_split - Schedule a QH for a periodic split xfer.
667  *
668  * This is the most complicated thing in USB.  We have to find matching time
669  * in both the global high speed schedule for the port and the low speed
670  * schedule for the TT associated with the given device.
671  *
672  * Being here means that the host must be running in high speed mode and the
673  * device is in low or full speed mode (and behind a hub).
674  *
675  * @hsotg:       The HCD state structure for the DWC OTG controller.
676  * @qh:          QH for the periodic transfer.
677  */
678 static int dwc2_uframe_schedule_split(struct dwc2_hsotg *hsotg,
679                                       struct dwc2_qh *qh)
680 {
681         int bytecount = qh->maxp_mult * qh->maxp;
682         int ls_search_slice;
683         int err = 0;
684         int host_interval_in_sched;
685
686         /*
687          * The interval (how often to repeat) in the actual host schedule.
688          * See pmap_schedule() for gcd() explanation.
689          */
690         host_interval_in_sched = gcd(qh->host_interval,
691                                      DWC2_HS_SCHEDULE_UFRAMES);
692
693         /*
694          * We always try to find space in the low speed schedule first, then
695          * try to find high speed time that matches.  If we don't, we'll bump
696          * up the place we start searching in the low speed schedule and try
697          * again.  To start we'll look right at the beginning of the low speed
698          * schedule.
699          *
700          * Note that this will tend to front-load the high speed schedule.
701          * We may eventually want to try to avoid this by either considering
702          * both schedules together or doing some sort of round robin.
703          */
704         ls_search_slice = 0;
705
706         while (ls_search_slice < DWC2_LS_SCHEDULE_SLICES) {
707                 int start_s_uframe;
708                 int ssplit_s_uframe;
709                 int second_s_uframe;
710                 int rel_uframe;
711                 int first_count;
712                 int middle_count;
713                 int end_count;
714                 int first_data_bytes;
715                 int other_data_bytes;
716                 int i;
717
718                 if (qh->schedule_low_speed) {
719                         err = dwc2_ls_pmap_schedule(hsotg, qh, ls_search_slice);
720
721                         /*
722                          * If we got an error here there's no other magic we
723                          * can do, so bail.  All the looping above is only
724                          * helpful to redo things if we got a low speed slot
725                          * and then couldn't find a matching high speed slot.
726                          */
727                         if (err)
728                                 return err;
729                 } else {
730                         /* Must be missing the tt structure?  Why? */
731                         WARN_ON_ONCE(1);
732                 }
733
734                 /*
735                  * This will give us a number 0 - 7 if
736                  * DWC2_LS_SCHEDULE_FRAMES == 1, or 0 - 15 if == 2, or ...
737                  */
738                 start_s_uframe = qh->ls_start_schedule_slice /
739                                  DWC2_SLICES_PER_UFRAME;
740
741                 /* Get a number that's always 0 - 7 */
742                 rel_uframe = (start_s_uframe % 8);
743
744                 /*
745                  * If we were going to start in uframe 7 then we would need to
746                  * issue a start split in uframe 6, which spec says is not OK.
747                  * Move on to the next full frame (assuming there is one).
748                  *
749                  * See 11.18.4 Host Split Transaction Scheduling Requirements
750                  * bullet 1.
751                  */
752                 if (rel_uframe == 7) {
753                         if (qh->schedule_low_speed)
754                                 dwc2_ls_pmap_unschedule(hsotg, qh);
755                         ls_search_slice =
756                                 (qh->ls_start_schedule_slice /
757                                  DWC2_LS_PERIODIC_SLICES_PER_FRAME + 1) *
758                                 DWC2_LS_PERIODIC_SLICES_PER_FRAME;
759                         continue;
760                 }
761
762                 /*
763                  * For ISOC in:
764                  * - start split            (frame -1)
765                  * - complete split w/ data (frame +1)
766                  * - complete split w/ data (frame +2)
767                  * - ...
768                  * - complete split w/ data (frame +num_data_packets)
769                  * - complete split w/ data (frame +num_data_packets+1)
770                  * - complete split w/ data (frame +num_data_packets+2, max 8)
771                  *   ...though if frame was "0" then max is 7...
772                  *
773                  * For ISOC out we might need to do:
774                  * - start split w/ data    (frame -1)
775                  * - start split w/ data    (frame +0)
776                  * - ...
777                  * - start split w/ data    (frame +num_data_packets-2)
778                  *
779                  * For INTERRUPT in we might need to do:
780                  * - start split            (frame -1)
781                  * - complete split w/ data (frame +1)
782                  * - complete split w/ data (frame +2)
783                  * - complete split w/ data (frame +3, max 8)
784                  *
785                  * For INTERRUPT out we might need to do:
786                  * - start split w/ data    (frame -1)
787                  * - complete split         (frame +1)
788                  * - complete split         (frame +2)
789                  * - complete split         (frame +3, max 8)
790                  *
791                  * Start adjusting!
792                  */
793                 ssplit_s_uframe = (start_s_uframe +
794                                    host_interval_in_sched - 1) %
795                                   host_interval_in_sched;
796                 if (qh->ep_type == USB_ENDPOINT_XFER_ISOC && !qh->ep_is_in)
797                         second_s_uframe = start_s_uframe;
798                 else
799                         second_s_uframe = start_s_uframe + 1;
800
801                 /* First data transfer might not be all 188 bytes. */
802                 first_data_bytes = 188 -
803                         DIV_ROUND_UP(188 * (qh->ls_start_schedule_slice %
804                                             DWC2_SLICES_PER_UFRAME),
805                                      DWC2_SLICES_PER_UFRAME);
806                 if (first_data_bytes > bytecount)
807                         first_data_bytes = bytecount;
808                 other_data_bytes = bytecount - first_data_bytes;
809
810                 /*
811                  * For now, skip OUT xfers where first xfer is partial
812                  *
813                  * Main dwc2 code assumes:
814                  * - INT transfers never get split in two.
815                  * - ISOC transfers can always transfer 188 bytes the first
816                  *   time.
817                  *
818                  * Until that code is fixed, try again if the first transfer
819                  * couldn't transfer everything.
820                  *
821                  * This code can be removed if/when the rest of dwc2 handles
822                  * the above cases.  Until it's fixed we just won't be able
823                  * to schedule quite as tightly.
824                  */
825                 if (!qh->ep_is_in &&
826                     (first_data_bytes != min_t(int, 188, bytecount))) {
827                         dwc2_sch_dbg(hsotg,
828                                      "QH=%p avoiding broken 1st xfer (%d, %d)\n",
829                                      qh, first_data_bytes, bytecount);
830                         if (qh->schedule_low_speed)
831                                 dwc2_ls_pmap_unschedule(hsotg, qh);
832                         ls_search_slice = (start_s_uframe + 1) *
833                                 DWC2_SLICES_PER_UFRAME;
834                         continue;
835                 }
836
837                 /* Start by assuming transfers for the bytes */
838                 qh->num_hs_transfers = 1 + DIV_ROUND_UP(other_data_bytes, 188);
839
840                 /*
841                  * Everything except ISOC OUT has extra transfers.  Rules are
842                  * complicated.  See 11.18.4 Host Split Transaction Scheduling
843                  * Requirements bullet 3.
844                  */
845                 if (qh->ep_type == USB_ENDPOINT_XFER_INT) {
846                         if (rel_uframe == 6)
847                                 qh->num_hs_transfers += 2;
848                         else
849                                 qh->num_hs_transfers += 3;
850
851                         if (qh->ep_is_in) {
852                                 /*
853                                  * First is start split, middle/end is data.
854                                  * Allocate full data bytes for all data.
855                                  */
856                                 first_count = 4;
857                                 middle_count = bytecount;
858                                 end_count = bytecount;
859                         } else {
860                                 /*
861                                  * First is data, middle/end is complete.
862                                  * First transfer and second can have data.
863                                  * Rest should just have complete split.
864                                  */
865                                 first_count = first_data_bytes;
866                                 middle_count = max_t(int, 4, other_data_bytes);
867                                 end_count = 4;
868                         }
869                 } else {
870                         if (qh->ep_is_in) {
871                                 int last;
872
873                                 /* Account for the start split */
874                                 qh->num_hs_transfers++;
875
876                                 /* Calculate "L" value from spec */
877                                 last = rel_uframe + qh->num_hs_transfers + 1;
878
879                                 /* Start with basic case */
880                                 if (last <= 6)
881                                         qh->num_hs_transfers += 2;
882                                 else
883                                         qh->num_hs_transfers += 1;
884
885                                 /* Adjust downwards */
886                                 if (last >= 6 && rel_uframe == 0)
887                                         qh->num_hs_transfers--;
888
889                                 /* 1st = start; rest can contain data */
890                                 first_count = 4;
891                                 middle_count = min_t(int, 188, bytecount);
892                                 end_count = middle_count;
893                         } else {
894                                 /* All contain data, last might be smaller */
895                                 first_count = first_data_bytes;
896                                 middle_count = min_t(int, 188,
897                                                      other_data_bytes);
898                                 end_count = other_data_bytes % 188;
899                         }
900                 }
901
902                 /* Assign durations per uFrame */
903                 qh->hs_transfers[0].duration_us = HS_USECS_ISO(first_count);
904                 for (i = 1; i < qh->num_hs_transfers - 1; i++)
905                         qh->hs_transfers[i].duration_us =
906                                 HS_USECS_ISO(middle_count);
907                 if (qh->num_hs_transfers > 1)
908                         qh->hs_transfers[qh->num_hs_transfers - 1].duration_us =
909                                 HS_USECS_ISO(end_count);
910
911                 /*
912                  * Assign start us.  The call below to dwc2_hs_pmap_schedule()
913                  * will start with these numbers but may adjust within the same
914                  * microframe.
915                  */
916                 qh->hs_transfers[0].start_schedule_us =
917                         ssplit_s_uframe * DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME;
918                 for (i = 1; i < qh->num_hs_transfers; i++)
919                         qh->hs_transfers[i].start_schedule_us =
920                                 ((second_s_uframe + i - 1) %
921                                  DWC2_HS_SCHEDULE_UFRAMES) *
922                                 DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME;
923
924                 /* Try to schedule with filled in hs_transfers above */
925                 for (i = 0; i < qh->num_hs_transfers; i++) {
926                         err = dwc2_hs_pmap_schedule(hsotg, qh, true, i);
927                         if (err)
928                                 break;
929                 }
930
931                 /* If we scheduled all w/out breaking out then we're all good */
932                 if (i == qh->num_hs_transfers)
933                         break;
934
935                 for (; i >= 0; i--)
936                         dwc2_hs_pmap_unschedule(hsotg, qh, i);
937
938                 if (qh->schedule_low_speed)
939                         dwc2_ls_pmap_unschedule(hsotg, qh);
940
941                 /* Try again starting in the next microframe */
942                 ls_search_slice = (start_s_uframe + 1) * DWC2_SLICES_PER_UFRAME;
943         }
944
945         if (ls_search_slice >= DWC2_LS_SCHEDULE_SLICES)
946                 return -ENOSPC;
947
948         return 0;
949 }
950
951 /**
952  * dwc2_uframe_schedule_hs - Schedule a QH for a periodic high speed xfer.
953  *
954  * Basically this just wraps dwc2_hs_pmap_schedule() to provide a clean
955  * interface.
956  *
957  * @hsotg:       The HCD state structure for the DWC OTG controller.
958  * @qh:          QH for the periodic transfer.
959  */
960 static int dwc2_uframe_schedule_hs(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
961 {
962         /* In non-split host and device time are the same */
963         WARN_ON(qh->host_us != qh->device_us);
964         WARN_ON(qh->host_interval != qh->device_interval);
965         WARN_ON(qh->num_hs_transfers != 1);
966
967         /* We'll have one transfer; init start to 0 before calling scheduler */
968         qh->hs_transfers[0].start_schedule_us = 0;
969         qh->hs_transfers[0].duration_us = qh->host_us;
970
971         return dwc2_hs_pmap_schedule(hsotg, qh, false, 0);
972 }
973
974 /**
975  * dwc2_uframe_schedule_ls - Schedule a QH for a periodic low/full speed xfer.
976  *
977  * Basically this just wraps dwc2_ls_pmap_schedule() to provide a clean
978  * interface.
979  *
980  * @hsotg:       The HCD state structure for the DWC OTG controller.
981  * @qh:          QH for the periodic transfer.
982  */
983 static int dwc2_uframe_schedule_ls(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
984 {
985         /* In non-split host and device time are the same */
986         WARN_ON(qh->host_us != qh->device_us);
987         WARN_ON(qh->host_interval != qh->device_interval);
988         WARN_ON(!qh->schedule_low_speed);
989
990         /* Run on the main low speed schedule (no split = no hub = no TT) */
991         return dwc2_ls_pmap_schedule(hsotg, qh, 0);
992 }
993
994 /**
995  * dwc2_uframe_schedule - Schedule a QH for a periodic xfer.
996  *
997  * Calls one of the 3 sub-function depending on what type of transfer this QH
998  * is for.  Also adds some printing.
999  *
1000  * @hsotg:       The HCD state structure for the DWC OTG controller.
1001  * @qh:          QH for the periodic transfer.
1002  */
1003 static int dwc2_uframe_schedule(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1004 {
1005         int ret;
1006
1007         if (qh->dev_speed == USB_SPEED_HIGH)
1008                 ret = dwc2_uframe_schedule_hs(hsotg, qh);
1009         else if (!qh->do_split)
1010                 ret = dwc2_uframe_schedule_ls(hsotg, qh);
1011         else
1012                 ret = dwc2_uframe_schedule_split(hsotg, qh);
1013
1014         if (ret)
1015                 dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p Failed to schedule %d\n", qh, ret);
1016         else
1017                 dwc2_qh_schedule_print(hsotg, qh);
1018
1019         return ret;
1020 }
1021
1022 /**
1023  * dwc2_uframe_unschedule - Undoes dwc2_uframe_schedule().
1024  *
1025  * @hsotg:       The HCD state structure for the DWC OTG controller.
1026  * @qh:          QH for the periodic transfer.
1027  */
1028 static void dwc2_uframe_unschedule(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1029 {
1030         int i;
1031
1032         for (i = 0; i < qh->num_hs_transfers; i++)
1033                 dwc2_hs_pmap_unschedule(hsotg, qh, i);
1034
1035         if (qh->schedule_low_speed)
1036                 dwc2_ls_pmap_unschedule(hsotg, qh);
1037
1038         dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p Unscheduled\n", qh);
1039 }
1040
1041 /**
1042  * dwc2_pick_first_frame() - Choose 1st frame for qh that's already scheduled
1043  *
1044  * Takes a qh that has already been scheduled (which means we know we have the
1045  * bandwdith reserved for us) and set the next_active_frame and the
1046  * start_active_frame.
1047  *
1048  * This is expected to be called on qh's that weren't previously actively
1049  * running.  It just picks the next frame that we can fit into without any
1050  * thought about the past.
1051  *
1052  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1053  * @qh:    QH for a periodic endpoint
1054  *
1055  */
1056 static void dwc2_pick_first_frame(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1057 {
1058         u16 frame_number;
1059         u16 earliest_frame;
1060         u16 next_active_frame;
1061         u16 relative_frame;
1062         u16 interval;
1063
1064         /*
1065          * Use the real frame number rather than the cached value as of the
1066          * last SOF to give us a little extra slop.
1067          */
1068         frame_number = dwc2_hcd_get_frame_number(hsotg);
1069
1070         /*
1071          * We wouldn't want to start any earlier than the next frame just in
1072          * case the frame number ticks as we're doing this calculation.
1073          *
1074          * NOTE: if we could quantify how long till we actually get scheduled
1075          * we might be able to avoid the "+ 1" by looking at the upper part of
1076          * HFNUM (the FRREM field).  For now we'll just use the + 1 though.
1077          */
1078         earliest_frame = dwc2_frame_num_inc(frame_number, 1);
1079         next_active_frame = earliest_frame;
1080
1081         /* Get the "no microframe scheduler" out of the way... */
1082         if (!hsotg->params.uframe_sched) {
1083                 if (qh->do_split)
1084                         /* Splits are active at microframe 0 minus 1 */
1085                         next_active_frame |= 0x7;
1086                 goto exit;
1087         }
1088
1089         if (qh->dev_speed == USB_SPEED_HIGH || qh->do_split) {
1090                 /*
1091                  * We're either at high speed or we're doing a split (which
1092                  * means we're talking high speed to a hub).  In any case
1093                  * the first frame should be based on when the first scheduled
1094                  * event is.
1095                  */
1096                 WARN_ON(qh->num_hs_transfers < 1);
1097
1098                 relative_frame = qh->hs_transfers[0].start_schedule_us /
1099                                  DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME;
1100
1101                 /* Adjust interval as per high speed schedule */
1102                 interval = gcd(qh->host_interval, DWC2_HS_SCHEDULE_UFRAMES);
1103
1104         } else {
1105                 /*
1106                  * Low or full speed directly on dwc2.  Just about the same
1107                  * as high speed but on a different schedule and with slightly
1108                  * different adjustments.  Note that this works because when
1109                  * the host and device are both low speed then frames in the
1110                  * controller tick at low speed.
1111                  */
1112                 relative_frame = qh->ls_start_schedule_slice /
1113                                  DWC2_LS_PERIODIC_SLICES_PER_FRAME;
1114                 interval = gcd(qh->host_interval, DWC2_LS_SCHEDULE_FRAMES);
1115         }
1116
1117         /* Scheduler messed up if frame is past interval */
1118         WARN_ON(relative_frame >= interval);
1119
1120         /*
1121          * We know interval must divide (HFNUM_MAX_FRNUM + 1) now that we've
1122          * done the gcd(), so it's safe to move to the beginning of the current
1123          * interval like this.
1124          *
1125          * After this we might be before earliest_frame, but don't worry,
1126          * we'll fix it...
1127          */
1128         next_active_frame = (next_active_frame / interval) * interval;
1129
1130         /*
1131          * Actually choose to start at the frame number we've been
1132          * scheduled for.
1133          */
1134         next_active_frame = dwc2_frame_num_inc(next_active_frame,
1135                                                relative_frame);
1136
1137         /*
1138          * We actually need 1 frame before since the next_active_frame is
1139          * the frame number we'll be put on the ready list and we won't be on
1140          * the bus until 1 frame later.
1141          */
1142         next_active_frame = dwc2_frame_num_dec(next_active_frame, 1);
1143
1144         /*
1145          * By now we might actually be before the earliest_frame.  Let's move
1146          * up intervals until we're not.
1147          */
1148         while (dwc2_frame_num_gt(earliest_frame, next_active_frame))
1149                 next_active_frame = dwc2_frame_num_inc(next_active_frame,
1150                                                        interval);
1151
1152 exit:
1153         qh->next_active_frame = next_active_frame;
1154         qh->start_active_frame = next_active_frame;
1155
1156         dwc2_sch_vdbg(hsotg, "QH=%p First fn=%04x nxt=%04x\n",
1157                       qh, frame_number, qh->next_active_frame);
1158 }
1159
1160 /**
1161  * dwc2_do_reserve() - Make a periodic reservation
1162  *
1163  * Try to allocate space in the periodic schedule.  Depending on parameters
1164  * this might use the microframe scheduler or the dumb scheduler.
1165  *
1166  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1167  * @qh:    QH for the periodic transfer.
1168  *
1169  * Returns: 0 upon success; error upon failure.
1170  */
1171 static int dwc2_do_reserve(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1172 {
1173         int status;
1174
1175         if (hsotg->params.uframe_sched) {
1176                 status = dwc2_uframe_schedule(hsotg, qh);
1177         } else {
1178                 status = dwc2_periodic_channel_available(hsotg);
1179                 if (status) {
1180                         dev_info(hsotg->dev,
1181                                  "%s: No host channel available for periodic transfer\n",
1182                                  __func__);
1183                         return status;
1184                 }
1185
1186                 status = dwc2_check_periodic_bandwidth(hsotg, qh);
1187         }
1188
1189         if (status) {
1190                 dev_dbg(hsotg->dev,
1191                         "%s: Insufficient periodic bandwidth for periodic transfer\n",
1192                         __func__);
1193                 return status;
1194         }
1195
1196         if (!hsotg->params.uframe_sched)
1197                 /* Reserve periodic channel */
1198                 hsotg->periodic_channels++;
1199
1200         /* Update claimed usecs per (micro)frame */
1201         hsotg->periodic_usecs += qh->host_us;
1202
1203         dwc2_pick_first_frame(hsotg, qh);
1204
1205         return 0;
1206 }
1207
1208 /**
1209  * dwc2_do_unreserve() - Actually release the periodic reservation
1210  *
1211  * This function actually releases the periodic bandwidth that was reserved
1212  * by the given qh.
1213  *
1214  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1215  * @qh:    QH for the periodic transfer.
1216  */
1217 static void dwc2_do_unreserve(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1218 {
1219         assert_spin_locked(&hsotg->lock);
1220
1221         WARN_ON(!qh->unreserve_pending);
1222
1223         /* No more unreserve pending--we're doing it */
1224         qh->unreserve_pending = false;
1225
1226         if (WARN_ON(!list_empty(&qh->qh_list_entry)))
1227                 list_del_init(&qh->qh_list_entry);
1228
1229         /* Update claimed usecs per (micro)frame */
1230         hsotg->periodic_usecs -= qh->host_us;
1231
1232         if (hsotg->params.uframe_sched) {
1233                 dwc2_uframe_unschedule(hsotg, qh);
1234         } else {
1235                 /* Release periodic channel reservation */
1236                 hsotg->periodic_channels--;
1237         }
1238 }
1239
1240 /**
1241  * dwc2_unreserve_timer_fn() - Timer function to release periodic reservation
1242  *
1243  * According to the kernel doc for usb_submit_urb() (specifically the part about
1244  * "Reserved Bandwidth Transfers"), we need to keep a reservation active as
1245  * long as a device driver keeps submitting.  Since we're using HCD_BH to give
1246  * back the URB we need to give the driver a little bit of time before we
1247  * release the reservation.  This worker is called after the appropriate
1248  * delay.
1249  *
1250  * @t: Address to a qh unreserve_work.
1251  */
1252 static void dwc2_unreserve_timer_fn(struct timer_list *t)
1253 {
1254         struct dwc2_qh *qh = from_timer(qh, t, unreserve_timer);
1255         struct dwc2_hsotg *hsotg = qh->hsotg;
1256         unsigned long flags;
1257
1258         /*
1259          * Wait for the lock, or for us to be scheduled again.  We
1260          * could be scheduled again if:
1261          * - We started executing but didn't get the lock yet.
1262          * - A new reservation came in, but cancel didn't take effect
1263          *   because we already started executing.
1264          * - The timer has been kicked again.
1265          * In that case cancel and wait for the next call.
1266          */
1267         while (!spin_trylock_irqsave(&hsotg->lock, flags)) {
1268                 if (timer_pending(&qh->unreserve_timer))
1269                         return;
1270         }
1271
1272         /*
1273          * Might be no more unreserve pending if:
1274          * - We started executing but didn't get the lock yet.
1275          * - A new reservation came in, but cancel didn't take effect
1276          *   because we already started executing.
1277          *
1278          * We can't put this in the loop above because unreserve_pending needs
1279          * to be accessed under lock, so we can only check it once we got the
1280          * lock.
1281          */
1282         if (qh->unreserve_pending)
1283                 dwc2_do_unreserve(hsotg, qh);
1284
1285         spin_unlock_irqrestore(&hsotg->lock, flags);
1286 }
1287
1288 /**
1289  * dwc2_check_max_xfer_size() - Checks that the max transfer size allowed in a
1290  * host channel is large enough to handle the maximum data transfer in a single
1291  * (micro)frame for a periodic transfer
1292  *
1293  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1294  * @qh:    QH for a periodic endpoint
1295  *
1296  * Return: 0 if successful, negative error code otherwise
1297  */
1298 static int dwc2_check_max_xfer_size(struct dwc2_hsotg *hsotg,
1299                                     struct dwc2_qh *qh)
1300 {
1301         u32 max_xfer_size;
1302         u32 max_channel_xfer_size;
1303         int status = 0;
1304
1305         max_xfer_size = qh->maxp * qh->maxp_mult;
1306         max_channel_xfer_size = hsotg->params.max_transfer_size;
1307
1308         if (max_xfer_size > max_channel_xfer_size) {
1309                 dev_err(hsotg->dev,
1310                         "%s: Periodic xfer length %d > max xfer length for channel %d\n",
1311                         __func__, max_xfer_size, max_channel_xfer_size);
1312                 status = -ENOSPC;
1313         }
1314
1315         return status;
1316 }
1317
1318 /**
1319  * dwc2_schedule_periodic() - Schedules an interrupt or isochronous transfer in
1320  * the periodic schedule
1321  *
1322  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1323  * @qh:    QH for the periodic transfer. The QH should already contain the
1324  *         scheduling information.
1325  *
1326  * Return: 0 if successful, negative error code otherwise
1327  */
1328 static int dwc2_schedule_periodic(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1329 {
1330         int status;
1331
1332         status = dwc2_check_max_xfer_size(hsotg, qh);
1333         if (status) {
1334                 dev_dbg(hsotg->dev,
1335                         "%s: Channel max transfer size too small for periodic transfer\n",
1336                         __func__);
1337                 return status;
1338         }
1339
1340         /* Cancel pending unreserve; if canceled OK, unreserve was pending */
1341         if (del_timer(&qh->unreserve_timer))
1342                 WARN_ON(!qh->unreserve_pending);
1343
1344         /*
1345          * Only need to reserve if there's not an unreserve pending, since if an
1346          * unreserve is pending then by definition our old reservation is still
1347          * valid.  Unreserve might still be pending even if we didn't cancel if
1348          * dwc2_unreserve_timer_fn() already started.  Code in the timer handles
1349          * that case.
1350          */
1351         if (!qh->unreserve_pending) {
1352                 status = dwc2_do_reserve(hsotg, qh);
1353                 if (status)
1354                         return status;
1355         } else {
1356                 /*
1357                  * It might have been a while, so make sure that frame_number
1358                  * is still good.  Note: we could also try to use the similar
1359                  * dwc2_next_periodic_start() but that schedules much more
1360                  * tightly and we might need to hurry and queue things up.
1361                  */
1362                 if (dwc2_frame_num_le(qh->next_active_frame,
1363                                       hsotg->frame_number))
1364                         dwc2_pick_first_frame(hsotg, qh);
1365         }
1366
1367         qh->unreserve_pending = 0;
1368
1369         if (hsotg->params.dma_desc_enable)
1370                 /* Don't rely on SOF and start in ready schedule */
1371                 list_add_tail(&qh->qh_list_entry, &hsotg->periodic_sched_ready);
1372         else
1373                 /* Always start in inactive schedule */
1374                 list_add_tail(&qh->qh_list_entry,
1375                               &hsotg->periodic_sched_inactive);
1376
1377         return 0;
1378 }
1379
1380 /**
1381  * dwc2_deschedule_periodic() - Removes an interrupt or isochronous transfer
1382  * from the periodic schedule
1383  *
1384  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1385  * @qh:    QH for the periodic transfer
1386  */
1387 static void dwc2_deschedule_periodic(struct dwc2_hsotg *hsotg,
1388                                      struct dwc2_qh *qh)
1389 {
1390         bool did_modify;
1391
1392         assert_spin_locked(&hsotg->lock);
1393
1394         /*
1395          * Schedule the unreserve to happen in a little bit.  Cases here:
1396          * - Unreserve worker might be sitting there waiting to grab the lock.
1397          *   In this case it will notice it's been schedule again and will
1398          *   quit.
1399          * - Unreserve worker might not be scheduled.
1400          *
1401          * We should never already be scheduled since dwc2_schedule_periodic()
1402          * should have canceled the scheduled unreserve timer (hence the
1403          * warning on did_modify).
1404          *
1405          * We add + 1 to the timer to guarantee that at least 1 jiffy has
1406          * passed (otherwise if the jiffy counter might tick right after we
1407          * read it and we'll get no delay).
1408          */
1409         did_modify = mod_timer(&qh->unreserve_timer,
1410                                jiffies + DWC2_UNRESERVE_DELAY + 1);
1411         WARN_ON(did_modify);
1412         qh->unreserve_pending = 1;
1413
1414         list_del_init(&qh->qh_list_entry);
1415 }
1416
1417 /**
1418  * dwc2_wait_timer_fn() - Timer function to re-queue after waiting
1419  *
1420  * As per the spec, a NAK indicates that "a function is temporarily unable to
1421  * transmit or receive data, but will eventually be able to do so without need
1422  * of host intervention".
1423  *
1424  * That means that when we encounter a NAK we're supposed to retry.
1425  *
1426  * ...but if we retry right away (from the interrupt handler that saw the NAK)
1427  * then we can end up with an interrupt storm (if the other side keeps NAKing
1428  * us) because on slow enough CPUs it could take us longer to get out of the
1429  * interrupt routine than it takes for the device to send another NAK.  That
1430  * leads to a constant stream of NAK interrupts and the CPU locks.
1431  *
1432  * ...so instead of retrying right away in the case of a NAK we'll set a timer
1433  * to retry some time later.  This function handles that timer and moves the
1434  * qh back to the "inactive" list, then queues transactions.
1435  *
1436  * @t: Pointer to wait_timer in a qh.
1437  *
1438  * Return: HRTIMER_NORESTART to not automatically restart this timer.
1439  */
1440 static enum hrtimer_restart dwc2_wait_timer_fn(struct hrtimer *t)
1441 {
1442         struct dwc2_qh *qh = container_of(t, struct dwc2_qh, wait_timer);
1443         struct dwc2_hsotg *hsotg = qh->hsotg;
1444         unsigned long flags;
1445
1446         spin_lock_irqsave(&hsotg->lock, flags);
1447
1448         /*
1449          * We'll set wait_timer_cancel to true if we want to cancel this
1450          * operation in dwc2_hcd_qh_unlink().
1451          */
1452         if (!qh->wait_timer_cancel) {
1453                 enum dwc2_transaction_type tr_type;
1454
1455                 qh->want_wait = false;
1456
1457                 list_move(&qh->qh_list_entry,
1458                           &hsotg->non_periodic_sched_inactive);
1459
1460                 tr_type = dwc2_hcd_select_transactions(hsotg);
1461                 if (tr_type != DWC2_TRANSACTION_NONE)
1462                         dwc2_hcd_queue_transactions(hsotg, tr_type);
1463         }
1464
1465         spin_unlock_irqrestore(&hsotg->lock, flags);
1466         return HRTIMER_NORESTART;
1467 }
1468
1469 /**
1470  * dwc2_qh_init() - Initializes a QH structure
1471  *
1472  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1473  * @qh:    The QH to init
1474  * @urb:   Holds the information about the device/endpoint needed to initialize
1475  *         the QH
1476  * @mem_flags: Flags for allocating memory.
1477  */
1478 static void dwc2_qh_init(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh,
1479                          struct dwc2_hcd_urb *urb, gfp_t mem_flags)
1480 {
1481         int dev_speed = dwc2_host_get_speed(hsotg, urb->priv);
1482         u8 ep_type = dwc2_hcd_get_pipe_type(&urb->pipe_info);
1483         bool ep_is_in = !!dwc2_hcd_is_pipe_in(&urb->pipe_info);
1484         bool ep_is_isoc = (ep_type == USB_ENDPOINT_XFER_ISOC);
1485         bool ep_is_int = (ep_type == USB_ENDPOINT_XFER_INT);
1486         u32 hprt = dwc2_readl(hsotg, HPRT0);
1487         u32 prtspd = (hprt & HPRT0_SPD_MASK) >> HPRT0_SPD_SHIFT;
1488         bool do_split = (prtspd == HPRT0_SPD_HIGH_SPEED &&
1489                          dev_speed != USB_SPEED_HIGH);
1490         int maxp = dwc2_hcd_get_maxp(&urb->pipe_info);
1491         int maxp_mult = dwc2_hcd_get_maxp_mult(&urb->pipe_info);
1492         int bytecount = maxp_mult * maxp;
1493         char *speed, *type;
1494
1495         /* Initialize QH */
1496         qh->hsotg = hsotg;
1497         timer_setup(&qh->unreserve_timer, dwc2_unreserve_timer_fn, 0);
1498         hrtimer_init(&qh->wait_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1499         qh->wait_timer.function = &dwc2_wait_timer_fn;
1500         qh->ep_type = ep_type;
1501         qh->ep_is_in = ep_is_in;
1502
1503         qh->data_toggle = DWC2_HC_PID_DATA0;
1504         qh->maxp = maxp;
1505         qh->maxp_mult = maxp_mult;
1506         INIT_LIST_HEAD(&qh->qtd_list);
1507         INIT_LIST_HEAD(&qh->qh_list_entry);
1508
1509         qh->do_split = do_split;
1510         qh->dev_speed = dev_speed;
1511
1512         if (ep_is_int || ep_is_isoc) {
1513                 /* Compute scheduling parameters once and save them */
1514                 int host_speed = do_split ? USB_SPEED_HIGH : dev_speed;
1515                 struct dwc2_tt *dwc_tt = dwc2_host_get_tt_info(hsotg, urb->priv,
1516                                                                mem_flags,
1517                                                                &qh->ttport);
1518                 int device_ns;
1519
1520                 qh->dwc_tt = dwc_tt;
1521
1522                 qh->host_us = NS_TO_US(usb_calc_bus_time(host_speed, ep_is_in,
1523                                        ep_is_isoc, bytecount));
1524                 device_ns = usb_calc_bus_time(dev_speed, ep_is_in,
1525                                               ep_is_isoc, bytecount);
1526
1527                 if (do_split && dwc_tt)
1528                         device_ns += dwc_tt->usb_tt->think_time;
1529                 qh->device_us = NS_TO_US(device_ns);
1530
1531                 qh->device_interval = urb->interval;
1532                 qh->host_interval = urb->interval * (do_split ? 8 : 1);
1533
1534                 /*
1535                  * Schedule low speed if we're running the host in low or
1536                  * full speed OR if we've got a "TT" to deal with to access this
1537                  * device.
1538                  */
1539                 qh->schedule_low_speed = prtspd != HPRT0_SPD_HIGH_SPEED ||
1540                                          dwc_tt;
1541
1542                 if (do_split) {
1543                         /* We won't know num transfers until we schedule */
1544                         qh->num_hs_transfers = -1;
1545                 } else if (dev_speed == USB_SPEED_HIGH) {
1546                         qh->num_hs_transfers = 1;
1547                 } else {
1548                         qh->num_hs_transfers = 0;
1549                 }
1550
1551                 /* We'll schedule later when we have something to do */
1552         }
1553
1554         switch (dev_speed) {
1555         case USB_SPEED_LOW:
1556                 speed = "low";
1557                 break;
1558         case USB_SPEED_FULL:
1559                 speed = "full";
1560                 break;
1561         case USB_SPEED_HIGH:
1562                 speed = "high";
1563                 break;
1564         default:
1565                 speed = "?";
1566                 break;
1567         }
1568
1569         switch (qh->ep_type) {
1570         case USB_ENDPOINT_XFER_ISOC:
1571                 type = "isochronous";
1572                 break;
1573         case USB_ENDPOINT_XFER_INT:
1574                 type = "interrupt";
1575                 break;
1576         case USB_ENDPOINT_XFER_CONTROL:
1577                 type = "control";
1578                 break;
1579         case USB_ENDPOINT_XFER_BULK:
1580                 type = "bulk";
1581                 break;
1582         default:
1583                 type = "?";
1584                 break;
1585         }
1586
1587         dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p Init %s, %s speed, %d bytes:\n", qh, type,
1588                      speed, bytecount);
1589         dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p ...addr=%d, ep=%d, %s\n", qh,
1590                      dwc2_hcd_get_dev_addr(&urb->pipe_info),
1591                      dwc2_hcd_get_ep_num(&urb->pipe_info),
1592                      ep_is_in ? "IN" : "OUT");
1593         if (ep_is_int || ep_is_isoc) {
1594                 dwc2_sch_dbg(hsotg,
1595                              "QH=%p ...duration: host=%d us, device=%d us\n",
1596                              qh, qh->host_us, qh->device_us);
1597                 dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p ...interval: host=%d, device=%d\n",
1598                              qh, qh->host_interval, qh->device_interval);
1599                 if (qh->schedule_low_speed)
1600                         dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p ...low speed schedule=%p\n",
1601                                      qh, dwc2_get_ls_map(hsotg, qh));
1602         }
1603 }
1604
1605 /**
1606  * dwc2_hcd_qh_create() - Allocates and initializes a QH
1607  *
1608  * @hsotg:        The HCD state structure for the DWC OTG controller
1609  * @urb:          Holds the information about the device/endpoint needed
1610  *                to initialize the QH
1611  * @mem_flags:   Flags for allocating memory.
1612  *
1613  * Return: Pointer to the newly allocated QH, or NULL on error
1614  */
1615 struct dwc2_qh *dwc2_hcd_qh_create(struct dwc2_hsotg *hsotg,
1616                                    struct dwc2_hcd_urb *urb,
1617                                           gfp_t mem_flags)
1618 {
1619         struct dwc2_qh *qh;
1620
1621         if (!urb->priv)
1622                 return NULL;
1623
1624         /* Allocate memory */
1625         qh = kzalloc(sizeof(*qh), mem_flags);
1626         if (!qh)
1627                 return NULL;
1628
1629         dwc2_qh_init(hsotg, qh, urb, mem_flags);
1630
1631         if (hsotg->params.dma_desc_enable &&
1632             dwc2_hcd_qh_init_ddma(hsotg, qh, mem_flags) < 0) {
1633                 dwc2_hcd_qh_free(hsotg, qh);
1634                 return NULL;
1635         }
1636
1637         return qh;
1638 }
1639
1640 /**
1641  * dwc2_hcd_qh_free() - Frees the QH
1642  *
1643  * @hsotg: HCD instance
1644  * @qh:    The QH to free
1645  *
1646  * QH should already be removed from the list. QTD list should already be empty
1647  * if called from URB Dequeue.
1648  *
1649  * Must NOT be called with interrupt disabled or spinlock held
1650  */
1651 void dwc2_hcd_qh_free(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1652 {
1653         /* Make sure any unreserve work is finished. */
1654         if (del_timer_sync(&qh->unreserve_timer)) {
1655                 unsigned long flags;
1656
1657                 spin_lock_irqsave(&hsotg->lock, flags);
1658                 dwc2_do_unreserve(hsotg, qh);
1659                 spin_unlock_irqrestore(&hsotg->lock, flags);
1660         }
1661
1662         /*
1663          * We don't have the lock so we can safely wait until the wait timer
1664          * finishes.  Of course, at this point in time we'd better have set
1665          * wait_timer_active to false so if this timer was still pending it
1666          * won't do anything anyway, but we want it to finish before we free
1667          * memory.
1668          */
1669         hrtimer_cancel(&qh->wait_timer);
1670
1671         dwc2_host_put_tt_info(hsotg, qh->dwc_tt);
1672
1673         if (qh->desc_list)
1674                 dwc2_hcd_qh_free_ddma(hsotg, qh);
1675         else if (hsotg->unaligned_cache && qh->dw_align_buf)
1676                 kmem_cache_free(hsotg->unaligned_cache, qh->dw_align_buf);
1677
1678         kfree(qh);
1679 }
1680
1681 /**
1682  * dwc2_hcd_qh_add() - Adds a QH to either the non periodic or periodic
1683  * schedule if it is not already in the schedule. If the QH is already in
1684  * the schedule, no action is taken.
1685  *
1686  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1687  * @qh:    The QH to add
1688  *
1689  * Return: 0 if successful, negative error code otherwise
1690  */
1691 int dwc2_hcd_qh_add(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1692 {
1693         int status;
1694         u32 intr_mask;
1695         ktime_t delay;
1696
1697         if (dbg_qh(qh))
1698                 dev_vdbg(hsotg->dev, "%s()\n", __func__);
1699
1700         if (!list_empty(&qh->qh_list_entry))
1701                 /* QH already in a schedule */
1702                 return 0;
1703
1704         /* Add the new QH to the appropriate schedule */
1705         if (dwc2_qh_is_non_per(qh)) {
1706                 /* Schedule right away */
1707                 qh->start_active_frame = hsotg->frame_number;
1708                 qh->next_active_frame = qh->start_active_frame;
1709
1710                 if (qh->want_wait) {
1711                         list_add_tail(&qh->qh_list_entry,
1712                                       &hsotg->non_periodic_sched_waiting);
1713                         qh->wait_timer_cancel = false;
1714                         delay = ktime_set(0, DWC2_RETRY_WAIT_DELAY);
1715                         hrtimer_start(&qh->wait_timer, delay, HRTIMER_MODE_REL);
1716                 } else {
1717                         list_add_tail(&qh->qh_list_entry,
1718                                       &hsotg->non_periodic_sched_inactive);
1719                 }
1720                 return 0;
1721         }
1722
1723         status = dwc2_schedule_periodic(hsotg, qh);
1724         if (status)
1725                 return status;
1726         if (!hsotg->periodic_qh_count) {
1727                 intr_mask = dwc2_readl(hsotg, GINTMSK);
1728                 intr_mask |= GINTSTS_SOF;
1729                 dwc2_writel(hsotg, intr_mask, GINTMSK);
1730         }
1731         hsotg->periodic_qh_count++;
1732
1733         return 0;
1734 }
1735
1736 /**
1737  * dwc2_hcd_qh_unlink() - Removes a QH from either the non-periodic or periodic
1738  * schedule. Memory is not freed.
1739  *
1740  * @hsotg: The HCD state structure
1741  * @qh:    QH to remove from schedule
1742  */
1743 void dwc2_hcd_qh_unlink(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1744 {
1745         u32 intr_mask;
1746
1747         dev_vdbg(hsotg->dev, "%s()\n", __func__);
1748
1749         /* If the wait_timer is pending, this will stop it from acting */
1750         qh->wait_timer_cancel = true;
1751
1752         if (list_empty(&qh->qh_list_entry))
1753                 /* QH is not in a schedule */
1754                 return;
1755
1756         if (dwc2_qh_is_non_per(qh)) {
1757                 if (hsotg->non_periodic_qh_ptr == &qh->qh_list_entry)
1758                         hsotg->non_periodic_qh_ptr =
1759                                         hsotg->non_periodic_qh_ptr->next;
1760                 list_del_init(&qh->qh_list_entry);
1761                 return;
1762         }
1763
1764         dwc2_deschedule_periodic(hsotg, qh);
1765         hsotg->periodic_qh_count--;
1766         if (!hsotg->periodic_qh_count &&
1767             !hsotg->params.dma_desc_enable) {
1768                 intr_mask = dwc2_readl(hsotg, GINTMSK);
1769                 intr_mask &= ~GINTSTS_SOF;
1770                 dwc2_writel(hsotg, intr_mask, GINTMSK);
1771         }
1772 }
1773
1774 /**
1775  * dwc2_next_for_periodic_split() - Set next_active_frame midway thru a split.
1776  *
1777  * This is called for setting next_active_frame for periodic splits for all but
1778  * the first packet of the split.  Confusing?  I thought so...
1779  *
1780  * Periodic splits are single low/full speed transfers that we end up splitting
1781  * up into several high speed transfers.  They always fit into one full (1 ms)
1782  * frame but might be split over several microframes (125 us each).  We to put
1783  * each of the parts on a very specific high speed frame.
1784  *
1785  * This function figures out where the next active uFrame needs to be.
1786  *
1787  * @hsotg:        The HCD state structure
1788  * @qh:           QH for the periodic transfer.
1789  * @frame_number: The current frame number.
1790  *
1791  * Return: number missed by (or 0 if we didn't miss).
1792  */
1793 static int dwc2_next_for_periodic_split(struct dwc2_hsotg *hsotg,
1794                                         struct dwc2_qh *qh, u16 frame_number)
1795 {
1796         u16 old_frame = qh->next_active_frame;
1797         u16 prev_frame_number = dwc2_frame_num_dec(frame_number, 1);
1798         int missed = 0;
1799         u16 incr;
1800
1801         /*
1802          * See dwc2_uframe_schedule_split() for split scheduling.
1803          *
1804          * Basically: increment 1 normally, but 2 right after the start split
1805          * (except for ISOC out).
1806          */
1807         if (old_frame == qh->start_active_frame &&
1808             !(qh->ep_type == USB_ENDPOINT_XFER_ISOC && !qh->ep_is_in))
1809                 incr = 2;
1810         else
1811                 incr = 1;
1812
1813         qh->next_active_frame = dwc2_frame_num_inc(old_frame, incr);
1814
1815         /*
1816          * Note that it's OK for frame_number to be 1 frame past
1817          * next_active_frame.  Remember that next_active_frame is supposed to
1818          * be 1 frame _before_ when we want to be scheduled.  If we're 1 frame
1819          * past it just means schedule ASAP.
1820          *
1821          * It's _not_ OK, however, if we're more than one frame past.
1822          */
1823         if (dwc2_frame_num_gt(prev_frame_number, qh->next_active_frame)) {
1824                 /*
1825                  * OOPS, we missed.  That's actually pretty bad since
1826                  * the hub will be unhappy; try ASAP I guess.
1827                  */
1828                 missed = dwc2_frame_num_dec(prev_frame_number,
1829                                             qh->next_active_frame);
1830                 qh->next_active_frame = frame_number;
1831         }
1832
1833         return missed;
1834 }
1835
1836 /**
1837  * dwc2_next_periodic_start() - Set next_active_frame for next transfer start
1838  *
1839  * This is called for setting next_active_frame for a periodic transfer for
1840  * all cases other than midway through a periodic split.  This will also update
1841  * start_active_frame.
1842  *
1843  * Since we _always_ keep start_active_frame as the start of the previous
1844  * transfer this is normally pretty easy: we just add our interval to
1845  * start_active_frame and we've got our answer.
1846  *
1847  * The tricks come into play if we miss.  In that case we'll look for the next
1848  * slot we can fit into.
1849  *
1850  * @hsotg:        The HCD state structure
1851  * @qh:           QH for the periodic transfer.
1852  * @frame_number: The current frame number.
1853  *
1854  * Return: number missed by (or 0 if we didn't miss).
1855  */
1856 static int dwc2_next_periodic_start(struct dwc2_hsotg *hsotg,
1857                                     struct dwc2_qh *qh, u16 frame_number)
1858 {
1859         int missed = 0;
1860         u16 interval = qh->host_interval;
1861         u16 prev_frame_number = dwc2_frame_num_dec(frame_number, 1);
1862
1863         qh->start_active_frame = dwc2_frame_num_inc(qh->start_active_frame,
1864                                                     interval);
1865
1866         /*
1867          * The dwc2_frame_num_gt() function used below won't work terribly well
1868          * with if we just incremented by a really large intervals since the
1869          * frame counter only goes to 0x3fff.  It's terribly unlikely that we
1870          * will have missed in this case anyway.  Just go to exit.  If we want
1871          * to try to do better we'll need to keep track of a bigger counter
1872          * somewhere in the driver and handle overflows.
1873          */
1874         if (interval >= 0x1000)
1875                 goto exit;
1876
1877         /*
1878          * Test for misses, which is when it's too late to schedule.
1879          *
1880          * A few things to note:
1881          * - We compare against prev_frame_number since start_active_frame
1882          *   and next_active_frame are always 1 frame before we want things
1883          *   to be active and we assume we can still get scheduled in the
1884          *   current frame number.
1885          * - It's possible for start_active_frame (now incremented) to be
1886          *   next_active_frame if we got an EO MISS (even_odd miss) which
1887          *   basically means that we detected there wasn't enough time for
1888          *   the last packet and dwc2_hc_set_even_odd_frame() rescheduled us
1889          *   at the last second.  We want to make sure we don't schedule
1890          *   another transfer for the same frame.  My test webcam doesn't seem
1891          *   terribly upset by missing a transfer but really doesn't like when
1892          *   we do two transfers in the same frame.
1893          * - Some misses are expected.  Specifically, in order to work
1894          *   perfectly dwc2 really needs quite spectacular interrupt latency
1895          *   requirements.  It needs to be able to handle its interrupts
1896          *   completely within 125 us of them being asserted. That not only
1897          *   means that the dwc2 interrupt handler needs to be fast but it
1898          *   means that nothing else in the system has to block dwc2 for a long
1899          *   time.  We can help with the dwc2 parts of this, but it's hard to
1900          *   guarantee that a system will have interrupt latency < 125 us, so
1901          *   we have to be robust to some misses.
1902          */
1903         if (qh->start_active_frame == qh->next_active_frame ||
1904             dwc2_frame_num_gt(prev_frame_number, qh->start_active_frame)) {
1905                 u16 ideal_start = qh->start_active_frame;
1906                 int periods_in_map;
1907
1908                 /*
1909                  * Adjust interval as per gcd with map size.
1910                  * See pmap_schedule() for more details here.
1911                  */
1912                 if (qh->do_split || qh->dev_speed == USB_SPEED_HIGH)
1913                         periods_in_map = DWC2_HS_SCHEDULE_UFRAMES;
1914                 else
1915                         periods_in_map = DWC2_LS_SCHEDULE_FRAMES;
1916                 interval = gcd(interval, periods_in_map);
1917
1918                 do {
1919                         qh->start_active_frame = dwc2_frame_num_inc(
1920                                 qh->start_active_frame, interval);
1921                 } while (dwc2_frame_num_gt(prev_frame_number,
1922                                            qh->start_active_frame));
1923
1924                 missed = dwc2_frame_num_dec(qh->start_active_frame,
1925                                             ideal_start);
1926         }
1927
1928 exit:
1929         qh->next_active_frame = qh->start_active_frame;
1930
1931         return missed;
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Deactivates a QH. For non-periodic QHs, removes the QH from the active
1936  * non-periodic schedule. The QH is added to the inactive non-periodic
1937  * schedule if any QTDs are still attached to the QH.
1938  *
1939  * For periodic QHs, the QH is removed from the periodic queued schedule. If
1940  * there are any QTDs still attached to the QH, the QH is added to either the
1941  * periodic inactive schedule or the periodic ready schedule and its next
1942  * scheduled frame is calculated. The QH is placed in the ready schedule if
1943  * the scheduled frame has been reached already. Otherwise it's placed in the
1944  * inactive schedule. If there are no QTDs attached to the QH, the QH is
1945  * completely removed from the periodic schedule.
1946  */
1947 void dwc2_hcd_qh_deactivate(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh,
1948                             int sched_next_periodic_split)
1949 {
1950         u16 old_frame = qh->next_active_frame;
1951         u16 frame_number;
1952         int missed;
1953
1954         if (dbg_qh(qh))
1955                 dev_vdbg(hsotg->dev, "%s()\n", __func__);
1956
1957         if (dwc2_qh_is_non_per(qh)) {
1958                 dwc2_hcd_qh_unlink(hsotg, qh);
1959                 if (!list_empty(&qh->qtd_list))
1960                         /* Add back to inactive/waiting non-periodic schedule */
1961                         dwc2_hcd_qh_add(hsotg, qh);
1962                 return;
1963         }
1964
1965         /*
1966          * Use the real frame number rather than the cached value as of the
1967          * last SOF just to get us a little closer to reality.  Note that
1968          * means we don't actually know if we've already handled the SOF
1969          * interrupt for this frame.
1970          */
1971         frame_number = dwc2_hcd_get_frame_number(hsotg);
1972
1973         if (sched_next_periodic_split)
1974                 missed = dwc2_next_for_periodic_split(hsotg, qh, frame_number);
1975         else
1976                 missed = dwc2_next_periodic_start(hsotg, qh, frame_number);
1977
1978         dwc2_sch_vdbg(hsotg,
1979                       "QH=%p next(%d) fn=%04x, sch=%04x=>%04x (%+d) miss=%d %s\n",
1980                      qh, sched_next_periodic_split, frame_number, old_frame,
1981                      qh->next_active_frame,
1982                      dwc2_frame_num_dec(qh->next_active_frame, old_frame),
1983                 missed, missed ? "MISS" : "");
1984
1985         if (list_empty(&qh->qtd_list)) {
1986                 dwc2_hcd_qh_unlink(hsotg, qh);
1987                 return;
1988         }
1989
1990         /*
1991          * Remove from periodic_sched_queued and move to
1992          * appropriate queue
1993          *
1994          * Note: we purposely use the frame_number from the "hsotg" structure
1995          * since we know SOF interrupt will handle future frames.
1996          */
1997         if (dwc2_frame_num_le(qh->next_active_frame, hsotg->frame_number))
1998                 list_move_tail(&qh->qh_list_entry,
1999                                &hsotg->periodic_sched_ready);
2000         else
2001                 list_move_tail(&qh->qh_list_entry,
2002                                &hsotg->periodic_sched_inactive);
2003 }
2004
2005 /**
2006  * dwc2_hcd_qtd_init() - Initializes a QTD structure
2007  *
2008  * @qtd: The QTD to initialize
2009  * @urb: The associated URB
2010  */
2011 void dwc2_hcd_qtd_init(struct dwc2_qtd *qtd, struct dwc2_hcd_urb *urb)
2012 {
2013         qtd->urb = urb;
2014         if (dwc2_hcd_get_pipe_type(&urb->pipe_info) ==
2015                         USB_ENDPOINT_XFER_CONTROL) {
2016                 /*
2017                  * The only time the QTD data toggle is used is on the data
2018                  * phase of control transfers. This phase always starts with
2019                  * DATA1.
2020                  */
2021                 qtd->data_toggle = DWC2_HC_PID_DATA1;
2022                 qtd->control_phase = DWC2_CONTROL_SETUP;
2023         }
2024
2025         /* Start split */
2026         qtd->complete_split = 0;
2027         qtd->isoc_split_pos = DWC2_HCSPLT_XACTPOS_ALL;
2028         qtd->isoc_split_offset = 0;
2029         qtd->in_process = 0;
2030
2031         /* Store the qtd ptr in the urb to reference the QTD */
2032         urb->qtd = qtd;
2033 }
2034
2035 /**
2036  * dwc2_hcd_qtd_add() - Adds a QTD to the QTD-list of a QH
2037  *                      Caller must hold driver lock.
2038  *
2039  * @hsotg:        The DWC HCD structure
2040  * @qtd:          The QTD to add
2041  * @qh:           Queue head to add qtd to
2042  *
2043  * Return: 0 if successful, negative error code otherwise
2044  *
2045  * If the QH to which the QTD is added is not currently scheduled, it is placed
2046  * into the proper schedule based on its EP type.
2047  */
2048 int dwc2_hcd_qtd_add(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qtd *qtd,
2049                      struct dwc2_qh *qh)
2050 {
2051         int retval;
2052
2053         if (unlikely(!qh)) {
2054                 dev_err(hsotg->dev, "%s: Invalid QH\n", __func__);
2055                 retval = -EINVAL;
2056                 goto fail;
2057         }
2058
2059         retval = dwc2_hcd_qh_add(hsotg, qh);
2060         if (retval)
2061                 goto fail;
2062
2063         qtd->qh = qh;
2064         list_add_tail(&qtd->qtd_list_entry, &qh->qtd_list);
2065
2066         return 0;
2067 fail:
2068         return retval;
2069 }