GNU Linux-libre 4.14.290-gnu1
[releases.git] / drivers / usb / dwc2 / hcd_queue.c
1 /*
2  * hcd_queue.c - DesignWare HS OTG Controller host queuing routines
3  *
4  * Copyright (C) 2004-2013 Synopsys, Inc.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions, and the following disclaimer,
11  *    without modification.
12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
15  * 3. The names of the above-listed copyright holders may not be used
16  *    to endorse or promote products derived from this software without
17  *    specific prior written permission.
18  *
19  * ALTERNATIVELY, this software may be distributed under the terms of the
20  * GNU General Public License ("GPL") as published by the Free Software
21  * Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any
22  * later version.
23  *
24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS
25  * IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
26  * THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
27  * PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR
28  * CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
29  * EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
30  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
31  * PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
32  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
33  * NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
34  * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
35  */
36
37 /*
38  * This file contains the functions to manage Queue Heads and Queue
39  * Transfer Descriptors for Host mode
40  */
41 #include <linux/gcd.h>
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/module.h>
44 #include <linux/spinlock.h>
45 #include <linux/interrupt.h>
46 #include <linux/dma-mapping.h>
47 #include <linux/io.h>
48 #include <linux/slab.h>
49 #include <linux/usb.h>
50
51 #include <linux/usb/hcd.h>
52 #include <linux/usb/ch11.h>
53
54 #include "core.h"
55 #include "hcd.h"
56
57 /* Wait this long before releasing periodic reservation */
58 #define DWC2_UNRESERVE_DELAY (msecs_to_jiffies(5))
59
60 /**
61  * dwc2_periodic_channel_available() - Checks that a channel is available for a
62  * periodic transfer
63  *
64  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
65  *
66  * Return: 0 if successful, negative error code otherwise
67  */
68 static int dwc2_periodic_channel_available(struct dwc2_hsotg *hsotg)
69 {
70         /*
71          * Currently assuming that there is a dedicated host channel for
72          * each periodic transaction plus at least one host channel for
73          * non-periodic transactions
74          */
75         int status;
76         int num_channels;
77
78         num_channels = hsotg->params.host_channels;
79         if ((hsotg->periodic_channels + hsotg->non_periodic_channels <
80              num_channels) && (hsotg->periodic_channels < num_channels - 1)) {
81                 status = 0;
82         } else {
83                 dev_dbg(hsotg->dev,
84                         "%s: Total channels: %d, Periodic: %d, Non-periodic: %d\n",
85                         __func__, num_channels,
86                         hsotg->periodic_channels, hsotg->non_periodic_channels);
87                 status = -ENOSPC;
88         }
89
90         return status;
91 }
92
93 /**
94  * dwc2_check_periodic_bandwidth() - Checks that there is sufficient bandwidth
95  * for the specified QH in the periodic schedule
96  *
97  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
98  * @qh:    QH containing periodic bandwidth required
99  *
100  * Return: 0 if successful, negative error code otherwise
101  *
102  * For simplicity, this calculation assumes that all the transfers in the
103  * periodic schedule may occur in the same (micro)frame
104  */
105 static int dwc2_check_periodic_bandwidth(struct dwc2_hsotg *hsotg,
106                                          struct dwc2_qh *qh)
107 {
108         int status;
109         s16 max_claimed_usecs;
110
111         status = 0;
112
113         if (qh->dev_speed == USB_SPEED_HIGH || qh->do_split) {
114                 /*
115                  * High speed mode
116                  * Max periodic usecs is 80% x 125 usec = 100 usec
117                  */
118                 max_claimed_usecs = 100 - qh->host_us;
119         } else {
120                 /*
121                  * Full speed mode
122                  * Max periodic usecs is 90% x 1000 usec = 900 usec
123                  */
124                 max_claimed_usecs = 900 - qh->host_us;
125         }
126
127         if (hsotg->periodic_usecs > max_claimed_usecs) {
128                 dev_err(hsotg->dev,
129                         "%s: already claimed usecs %d, required usecs %d\n",
130                         __func__, hsotg->periodic_usecs, qh->host_us);
131                 status = -ENOSPC;
132         }
133
134         return status;
135 }
136
137 /**
138  * pmap_schedule() - Schedule time in a periodic bitmap (pmap).
139  *
140  * @map:             The bitmap representing the schedule; will be updated
141  *                   upon success.
142  * @bits_per_period: The schedule represents several periods.  This is how many
143  *                   bits are in each period.  It's assumed that the beginning
144  *                   of the schedule will repeat after its end.
145  * @periods_in_map:  The number of periods in the schedule.
146  * @num_bits:        The number of bits we need per period we want to reserve
147  *                   in this function call.
148  * @interval:        How often we need to be scheduled for the reservation this
149  *                   time.  1 means every period.  2 means every other period.
150  *                   ...you get the picture?
151  * @start:           The bit number to start at.  Normally 0.  Must be within
152  *                   the interval or we return failure right away.
153  * @only_one_period: Normally we'll allow picking a start anywhere within the
154  *                   first interval, since we can still make all repetition
155  *                   requirements by doing that.  However, if you pass true
156  *                   here then we'll return failure if we can't fit within
157  *                   the period that "start" is in.
158  *
159  * The idea here is that we want to schedule time for repeating events that all
160  * want the same resource.  The resource is divided into fixed-sized periods
161  * and the events want to repeat every "interval" periods.  The schedule
162  * granularity is one bit.
163  *
164  * To keep things "simple", we'll represent our schedule with a bitmap that
165  * contains a fixed number of periods.  This gets rid of a lot of complexity
166  * but does mean that we need to handle things specially (and non-ideally) if
167  * the number of the periods in the schedule doesn't match well with the
168  * intervals that we're trying to schedule.
169  *
170  * Here's an explanation of the scheme we'll implement, assuming 8 periods.
171  * - If interval is 1, we need to take up space in each of the 8
172  *   periods we're scheduling.  Easy.
173  * - If interval is 2, we need to take up space in half of the
174  *   periods.  Again, easy.
175  * - If interval is 3, we actually need to fall back to interval 1.
176  *   Why?  Because we might need time in any period.  AKA for the
177  *   first 8 periods, we'll be in slot 0, 3, 6.  Then we'll be
178  *   in slot 1, 4, 7.  Then we'll be in 2, 5.  Then we'll be back to
179  *   0, 3, and 6.  Since we could be in any frame we need to reserve
180  *   for all of them.  Sucks, but that's what you gotta do.  Note that
181  *   if we were instead scheduling 8 * 3 = 24 we'd do much better, but
182  *   then we need more memory and time to do scheduling.
183  * - If interval is 4, easy.
184  * - If interval is 5, we again need interval 1.  The schedule will be
185  *   0, 5, 2, 7, 4, 1, 6, 3, 0
186  * - If interval is 6, we need interval 2.  0, 6, 4, 2.
187  * - If interval is 7, we need interval 1.
188  * - If interval is 8, we need interval 8.
189  *
190  * If you do the math, you'll see that we need to pretend that interval is
191  * equal to the greatest_common_divisor(interval, periods_in_map).
192  *
193  * Note that at the moment this function tends to front-pack the schedule.
194  * In some cases that's really non-ideal (it's hard to schedule things that
195  * need to repeat every period).  In other cases it's perfect (you can easily
196  * schedule bigger, less often repeating things).
197  *
198  * Here's the algorithm in action (8 periods, 5 bits per period):
199  *  |**   |     |**   |     |**   |     |**   |     |   OK 2 bits, intv 2 at 0
200  *  |*****|  ***|*****|  ***|*****|  ***|*****|  ***|   OK 3 bits, intv 3 at 2
201  *  |*****|* ***|*****|  ***|*****|* ***|*****|  ***|   OK 1 bits, intv 4 at 5
202  *  |**   |*    |**   |     |**   |*    |**   |     | Remv 3 bits, intv 3 at 2
203  *  |***  |*    |***  |     |***  |*    |***  |     |   OK 1 bits, intv 6 at 2
204  *  |**** |*  * |**** |   * |**** |*  * |**** |   * |   OK 1 bits, intv 1 at 3
205  *  |**** |**** |**** | *** |**** |**** |**** | *** |   OK 2 bits, intv 2 at 6
206  *  |*****|*****|*****| ****|*****|*****|*****| ****|   OK 1 bits, intv 1 at 4
207  *  |*****|*****|*****| ****|*****|*****|*****| ****| FAIL 1 bits, intv 1
208  *  |  ***|*****|  ***| ****|  ***|*****|  ***| ****| Remv 2 bits, intv 2 at 0
209  *  |  ***| ****|  ***| ****|  ***| ****|  ***| ****| Remv 1 bits, intv 4 at 5
210  *  |   **| ****|   **| ****|   **| ****|   **| ****| Remv 1 bits, intv 6 at 2
211  *  |    *| ** *|    *| ** *|    *| ** *|    *| ** *| Remv 1 bits, intv 1 at 3
212  *  |    *|    *|    *|    *|    *|    *|    *|    *| Remv 2 bits, intv 2 at 6
213  *  |     |     |     |     |     |     |     |     | Remv 1 bits, intv 1 at 4
214  *  |**   |     |**   |     |**   |     |**   |     |   OK 2 bits, intv 2 at 0
215  *  |***  |     |**   |     |***  |     |**   |     |   OK 1 bits, intv 4 at 2
216  *  |*****|     |** **|     |*****|     |** **|     |   OK 2 bits, intv 2 at 3
217  *  |*****|*    |** **|     |*****|*    |** **|     |   OK 1 bits, intv 4 at 5
218  *  |*****|***  |** **| **  |*****|***  |** **| **  |   OK 2 bits, intv 2 at 6
219  *  |*****|*****|** **| ****|*****|*****|** **| ****|   OK 2 bits, intv 2 at 8
220  *  |*****|*****|*****| ****|*****|*****|*****| ****|   OK 1 bits, intv 4 at 12
221  *
222  * This function is pretty generic and could be easily abstracted if anything
223  * needed similar scheduling.
224  *
225  * Returns either -ENOSPC or a >= 0 start bit which should be passed to the
226  * unschedule routine.  The map bitmap will be updated on a non-error result.
227  */
228 static int pmap_schedule(unsigned long *map, int bits_per_period,
229                          int periods_in_map, int num_bits,
230                          int interval, int start, bool only_one_period)
231 {
232         int interval_bits;
233         int to_reserve;
234         int first_end;
235         int i;
236
237         if (num_bits > bits_per_period)
238                 return -ENOSPC;
239
240         /* Adjust interval as per description */
241         interval = gcd(interval, periods_in_map);
242
243         interval_bits = bits_per_period * interval;
244         to_reserve = periods_in_map / interval;
245
246         /* If start has gotten us past interval then we can't schedule */
247         if (start >= interval_bits)
248                 return -ENOSPC;
249
250         if (only_one_period)
251                 /* Must fit within same period as start; end at begin of next */
252                 first_end = (start / bits_per_period + 1) * bits_per_period;
253         else
254                 /* Can fit anywhere in the first interval */
255                 first_end = interval_bits;
256
257         /*
258          * We'll try to pick the first repetition, then see if that time
259          * is free for each of the subsequent repetitions.  If it's not
260          * we'll adjust the start time for the next search of the first
261          * repetition.
262          */
263         while (start + num_bits <= first_end) {
264                 int end;
265
266                 /* Need to stay within this period */
267                 end = (start / bits_per_period + 1) * bits_per_period;
268
269                 /* Look for num_bits us in this microframe starting at start */
270                 start = bitmap_find_next_zero_area(map, end, start, num_bits,
271                                                    0);
272
273                 /*
274                  * We should get start >= end if we fail.  We might be
275                  * able to check the next microframe depending on the
276                  * interval, so continue on (start already updated).
277                  */
278                 if (start >= end) {
279                         start = end;
280                         continue;
281                 }
282
283                 /* At this point we have a valid point for first one */
284                 for (i = 1; i < to_reserve; i++) {
285                         int ith_start = start + interval_bits * i;
286                         int ith_end = end + interval_bits * i;
287                         int ret;
288
289                         /* Use this as a dumb "check if bits are 0" */
290                         ret = bitmap_find_next_zero_area(
291                                 map, ith_start + num_bits, ith_start, num_bits,
292                                 0);
293
294                         /* We got the right place, continue checking */
295                         if (ret == ith_start)
296                                 continue;
297
298                         /* Move start up for next time and exit for loop */
299                         ith_start = bitmap_find_next_zero_area(
300                                 map, ith_end, ith_start, num_bits, 0);
301                         if (ith_start >= ith_end)
302                                 /* Need a while new period next time */
303                                 start = end;
304                         else
305                                 start = ith_start - interval_bits * i;
306                         break;
307                 }
308
309                 /* If didn't exit the for loop with a break, we have success */
310                 if (i == to_reserve)
311                         break;
312         }
313
314         if (start + num_bits > first_end)
315                 return -ENOSPC;
316
317         for (i = 0; i < to_reserve; i++) {
318                 int ith_start = start + interval_bits * i;
319
320                 bitmap_set(map, ith_start, num_bits);
321         }
322
323         return start;
324 }
325
326 /**
327  * pmap_unschedule() - Undo work done by pmap_schedule()
328  *
329  * @map:             See pmap_schedule().
330  * @bits_per_period: See pmap_schedule().
331  * @periods_in_map:  See pmap_schedule().
332  * @num_bits:        The number of bits that was passed to schedule.
333  * @interval:        The interval that was passed to schedule.
334  * @start:           The return value from pmap_schedule().
335  */
336 static void pmap_unschedule(unsigned long *map, int bits_per_period,
337                             int periods_in_map, int num_bits,
338                             int interval, int start)
339 {
340         int interval_bits;
341         int to_release;
342         int i;
343
344         /* Adjust interval as per description in pmap_schedule() */
345         interval = gcd(interval, periods_in_map);
346
347         interval_bits = bits_per_period * interval;
348         to_release = periods_in_map / interval;
349
350         for (i = 0; i < to_release; i++) {
351                 int ith_start = start + interval_bits * i;
352
353                 bitmap_clear(map, ith_start, num_bits);
354         }
355 }
356
357 /**
358  * dwc2_get_ls_map() - Get the map used for the given qh
359  *
360  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller.
361  * @qh:    QH for the periodic transfer.
362  *
363  * We'll always get the periodic map out of our TT.  Note that even if we're
364  * running the host straight in low speed / full speed mode it appears as if
365  * a TT is allocated for us, so we'll use it.  If that ever changes we can
366  * add logic here to get a map out of "hsotg" if !qh->do_split.
367  *
368  * Returns: the map or NULL if a map couldn't be found.
369  */
370 static unsigned long *dwc2_get_ls_map(struct dwc2_hsotg *hsotg,
371                                       struct dwc2_qh *qh)
372 {
373         unsigned long *map;
374
375         /* Don't expect to be missing a TT and be doing low speed scheduling */
376         if (WARN_ON(!qh->dwc_tt))
377                 return NULL;
378
379         /* Get the map and adjust if this is a multi_tt hub */
380         map = qh->dwc_tt->periodic_bitmaps;
381         if (qh->dwc_tt->usb_tt->multi)
382                 map += DWC2_ELEMENTS_PER_LS_BITMAP * (qh->ttport - 1);
383
384         return map;
385 }
386
387 #ifdef DWC2_PRINT_SCHEDULE
388 /*
389  * cat_printf() - A printf() + strcat() helper
390  *
391  * This is useful for concatenating a bunch of strings where each string is
392  * constructed using printf.
393  *
394  * @buf:   The destination buffer; will be updated to point after the printed
395  *         data.
396  * @size:  The number of bytes in the buffer (includes space for '\0').
397  * @fmt:   The format for printf.
398  * @...:   The args for printf.
399  */
400 static __printf(3, 4)
401 void cat_printf(char **buf, size_t *size, const char *fmt, ...)
402 {
403         va_list args;
404         int i;
405
406         if (*size == 0)
407                 return;
408
409         va_start(args, fmt);
410         i = vsnprintf(*buf, *size, fmt, args);
411         va_end(args);
412
413         if (i >= *size) {
414                 (*buf)[*size - 1] = '\0';
415                 *buf += *size;
416                 *size = 0;
417         } else {
418                 *buf += i;
419                 *size -= i;
420         }
421 }
422
423 /*
424  * pmap_print() - Print the given periodic map
425  *
426  * Will attempt to print out the periodic schedule.
427  *
428  * @map:             See pmap_schedule().
429  * @bits_per_period: See pmap_schedule().
430  * @periods_in_map:  See pmap_schedule().
431  * @period_name:     The name of 1 period, like "uFrame"
432  * @units:           The name of the units, like "us".
433  * @print_fn:        The function to call for printing.
434  * @print_data:      Opaque data to pass to the print function.
435  */
436 static void pmap_print(unsigned long *map, int bits_per_period,
437                        int periods_in_map, const char *period_name,
438                        const char *units,
439                        void (*print_fn)(const char *str, void *data),
440                        void *print_data)
441 {
442         int period;
443
444         for (period = 0; period < periods_in_map; period++) {
445                 char tmp[64];
446                 char *buf = tmp;
447                 size_t buf_size = sizeof(tmp);
448                 int period_start = period * bits_per_period;
449                 int period_end = period_start + bits_per_period;
450                 int start = 0;
451                 int count = 0;
452                 bool printed = false;
453                 int i;
454
455                 for (i = period_start; i < period_end + 1; i++) {
456                         /* Handle case when ith bit is set */
457                         if (i < period_end &&
458                             bitmap_find_next_zero_area(map, i + 1,
459                                                        i, 1, 0) != i) {
460                                 if (count == 0)
461                                         start = i - period_start;
462                                 count++;
463                                 continue;
464                         }
465
466                         /* ith bit isn't set; don't care if count == 0 */
467                         if (count == 0)
468                                 continue;
469
470                         if (!printed)
471                                 cat_printf(&buf, &buf_size, "%s %d: ",
472                                            period_name, period);
473                         else
474                                 cat_printf(&buf, &buf_size, ", ");
475                         printed = true;
476
477                         cat_printf(&buf, &buf_size, "%d %s -%3d %s", start,
478                                    units, start + count - 1, units);
479                         count = 0;
480                 }
481
482                 if (printed)
483                         print_fn(tmp, print_data);
484         }
485 }
486
487 struct dwc2_qh_print_data {
488         struct dwc2_hsotg *hsotg;
489         struct dwc2_qh *qh;
490 };
491
492 /**
493  * dwc2_qh_print() - Helper function for dwc2_qh_schedule_print()
494  *
495  * @str:  The string to print
496  * @data: A pointer to a struct dwc2_qh_print_data
497  */
498 static void dwc2_qh_print(const char *str, void *data)
499 {
500         struct dwc2_qh_print_data *print_data = data;
501
502         dwc2_sch_dbg(print_data->hsotg, "QH=%p ...%s\n", print_data->qh, str);
503 }
504
505 /**
506  * dwc2_qh_schedule_print() - Print the periodic schedule
507  *
508  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller.
509  * @qh:    QH to print.
510  */
511 static void dwc2_qh_schedule_print(struct dwc2_hsotg *hsotg,
512                                    struct dwc2_qh *qh)
513 {
514         struct dwc2_qh_print_data print_data = { hsotg, qh };
515         int i;
516
517         /*
518          * The printing functions are quite slow and inefficient.
519          * If we don't have tracing turned on, don't run unless the special
520          * define is turned on.
521          */
522
523         if (qh->schedule_low_speed) {
524                 unsigned long *map = dwc2_get_ls_map(hsotg, qh);
525
526                 dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p LS/FS trans: %d=>%d us @ %d us",
527                              qh, qh->device_us,
528                              DWC2_ROUND_US_TO_SLICE(qh->device_us),
529                              DWC2_US_PER_SLICE * qh->ls_start_schedule_slice);
530
531                 if (map) {
532                         dwc2_sch_dbg(hsotg,
533                                      "QH=%p Whole low/full speed map %p now:\n",
534                                      qh, map);
535                         pmap_print(map, DWC2_LS_PERIODIC_SLICES_PER_FRAME,
536                                    DWC2_LS_SCHEDULE_FRAMES, "Frame ", "slices",
537                                    dwc2_qh_print, &print_data);
538                 }
539         }
540
541         for (i = 0; i < qh->num_hs_transfers; i++) {
542                 struct dwc2_hs_transfer_time *trans_time = qh->hs_transfers + i;
543                 int uframe = trans_time->start_schedule_us /
544                              DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME;
545                 int rel_us = trans_time->start_schedule_us %
546                              DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME;
547
548                 dwc2_sch_dbg(hsotg,
549                              "QH=%p HS trans #%d: %d us @ uFrame %d + %d us\n",
550                              qh, i, trans_time->duration_us, uframe, rel_us);
551         }
552         if (qh->num_hs_transfers) {
553                 dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p Whole high speed map now:\n", qh);
554                 pmap_print(hsotg->hs_periodic_bitmap,
555                            DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME,
556                            DWC2_HS_SCHEDULE_UFRAMES, "uFrame", "us",
557                            dwc2_qh_print, &print_data);
558         }
559 }
560 #else
561 static inline void dwc2_qh_schedule_print(struct dwc2_hsotg *hsotg,
562                                           struct dwc2_qh *qh) {};
563 #endif
564
565 /**
566  * dwc2_ls_pmap_schedule() - Schedule a low speed QH
567  *
568  * @hsotg:        The HCD state structure for the DWC OTG controller.
569  * @qh:           QH for the periodic transfer.
570  * @search_slice: We'll start trying to schedule at the passed slice.
571  *                Remember that slices are the units of the low speed
572  *                schedule (think 25us or so).
573  *
574  * Wraps pmap_schedule() with the right parameters for low speed scheduling.
575  *
576  * Normally we schedule low speed devices on the map associated with the TT.
577  *
578  * Returns: 0 for success or an error code.
579  */
580 static int dwc2_ls_pmap_schedule(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh,
581                                  int search_slice)
582 {
583         int slices = DIV_ROUND_UP(qh->device_us, DWC2_US_PER_SLICE);
584         unsigned long *map = dwc2_get_ls_map(hsotg, qh);
585         int slice;
586
587         if (!map)
588                 return -EINVAL;
589
590         /*
591          * Schedule on the proper low speed map with our low speed scheduling
592          * parameters.  Note that we use the "device_interval" here since
593          * we want the low speed interval and the only way we'd be in this
594          * function is if the device is low speed.
595          *
596          * If we happen to be doing low speed and high speed scheduling for the
597          * same transaction (AKA we have a split) we always do low speed first.
598          * That means we can always pass "false" for only_one_period (that
599          * parameters is only useful when we're trying to get one schedule to
600          * match what we already planned in the other schedule).
601          */
602         slice = pmap_schedule(map, DWC2_LS_PERIODIC_SLICES_PER_FRAME,
603                               DWC2_LS_SCHEDULE_FRAMES, slices,
604                               qh->device_interval, search_slice, false);
605
606         if (slice < 0)
607                 return slice;
608
609         qh->ls_start_schedule_slice = slice;
610         return 0;
611 }
612
613 /**
614  * dwc2_ls_pmap_unschedule() - Undo work done by dwc2_ls_pmap_schedule()
615  *
616  * @hsotg:       The HCD state structure for the DWC OTG controller.
617  * @qh:          QH for the periodic transfer.
618  */
619 static void dwc2_ls_pmap_unschedule(struct dwc2_hsotg *hsotg,
620                                     struct dwc2_qh *qh)
621 {
622         int slices = DIV_ROUND_UP(qh->device_us, DWC2_US_PER_SLICE);
623         unsigned long *map = dwc2_get_ls_map(hsotg, qh);
624
625         /* Schedule should have failed, so no worries about no error code */
626         if (!map)
627                 return;
628
629         pmap_unschedule(map, DWC2_LS_PERIODIC_SLICES_PER_FRAME,
630                         DWC2_LS_SCHEDULE_FRAMES, slices, qh->device_interval,
631                         qh->ls_start_schedule_slice);
632 }
633
634 /**
635  * dwc2_hs_pmap_schedule - Schedule in the main high speed schedule
636  *
637  * This will schedule something on the main dwc2 schedule.
638  *
639  * We'll start looking in qh->hs_transfers[index].start_schedule_us.  We'll
640  * update this with the result upon success.  We also use the duration from
641  * the same structure.
642  *
643  * @hsotg:           The HCD state structure for the DWC OTG controller.
644  * @qh:              QH for the periodic transfer.
645  * @only_one_period: If true we will limit ourselves to just looking at
646  *                   one period (aka one 100us chunk).  This is used if we have
647  *                   already scheduled something on the low speed schedule and
648  *                   need to find something that matches on the high speed one.
649  * @index:           The index into qh->hs_transfers that we're working with.
650  *
651  * Returns: 0 for success or an error code.  Upon success the
652  *          dwc2_hs_transfer_time specified by "index" will be updated.
653  */
654 static int dwc2_hs_pmap_schedule(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh,
655                                  bool only_one_period, int index)
656 {
657         struct dwc2_hs_transfer_time *trans_time = qh->hs_transfers + index;
658         int us;
659
660         us = pmap_schedule(hsotg->hs_periodic_bitmap,
661                            DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME,
662                            DWC2_HS_SCHEDULE_UFRAMES, trans_time->duration_us,
663                            qh->host_interval, trans_time->start_schedule_us,
664                            only_one_period);
665
666         if (us < 0)
667                 return us;
668
669         trans_time->start_schedule_us = us;
670         return 0;
671 }
672
673 /**
674  * dwc2_ls_pmap_unschedule() - Undo work done by dwc2_hs_pmap_schedule()
675  *
676  * @hsotg:       The HCD state structure for the DWC OTG controller.
677  * @qh:          QH for the periodic transfer.
678  */
679 static void dwc2_hs_pmap_unschedule(struct dwc2_hsotg *hsotg,
680                                     struct dwc2_qh *qh, int index)
681 {
682         struct dwc2_hs_transfer_time *trans_time = qh->hs_transfers + index;
683
684         pmap_unschedule(hsotg->hs_periodic_bitmap,
685                         DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME,
686                         DWC2_HS_SCHEDULE_UFRAMES, trans_time->duration_us,
687                         qh->host_interval, trans_time->start_schedule_us);
688 }
689
690 /**
691  * dwc2_uframe_schedule_split - Schedule a QH for a periodic split xfer.
692  *
693  * This is the most complicated thing in USB.  We have to find matching time
694  * in both the global high speed schedule for the port and the low speed
695  * schedule for the TT associated with the given device.
696  *
697  * Being here means that the host must be running in high speed mode and the
698  * device is in low or full speed mode (and behind a hub).
699  *
700  * @hsotg:       The HCD state structure for the DWC OTG controller.
701  * @qh:          QH for the periodic transfer.
702  */
703 static int dwc2_uframe_schedule_split(struct dwc2_hsotg *hsotg,
704                                       struct dwc2_qh *qh)
705 {
706         int bytecount = qh->maxp_mult * qh->maxp;
707         int ls_search_slice;
708         int err = 0;
709         int host_interval_in_sched;
710
711         /*
712          * The interval (how often to repeat) in the actual host schedule.
713          * See pmap_schedule() for gcd() explanation.
714          */
715         host_interval_in_sched = gcd(qh->host_interval,
716                                      DWC2_HS_SCHEDULE_UFRAMES);
717
718         /*
719          * We always try to find space in the low speed schedule first, then
720          * try to find high speed time that matches.  If we don't, we'll bump
721          * up the place we start searching in the low speed schedule and try
722          * again.  To start we'll look right at the beginning of the low speed
723          * schedule.
724          *
725          * Note that this will tend to front-load the high speed schedule.
726          * We may eventually want to try to avoid this by either considering
727          * both schedules together or doing some sort of round robin.
728          */
729         ls_search_slice = 0;
730
731         while (ls_search_slice < DWC2_LS_SCHEDULE_SLICES) {
732                 int start_s_uframe;
733                 int ssplit_s_uframe;
734                 int second_s_uframe;
735                 int rel_uframe;
736                 int first_count;
737                 int middle_count;
738                 int end_count;
739                 int first_data_bytes;
740                 int other_data_bytes;
741                 int i;
742
743                 if (qh->schedule_low_speed) {
744                         err = dwc2_ls_pmap_schedule(hsotg, qh, ls_search_slice);
745
746                         /*
747                          * If we got an error here there's no other magic we
748                          * can do, so bail.  All the looping above is only
749                          * helpful to redo things if we got a low speed slot
750                          * and then couldn't find a matching high speed slot.
751                          */
752                         if (err)
753                                 return err;
754                 } else {
755                         /* Must be missing the tt structure?  Why? */
756                         WARN_ON_ONCE(1);
757                 }
758
759                 /*
760                  * This will give us a number 0 - 7 if
761                  * DWC2_LS_SCHEDULE_FRAMES == 1, or 0 - 15 if == 2, or ...
762                  */
763                 start_s_uframe = qh->ls_start_schedule_slice /
764                                  DWC2_SLICES_PER_UFRAME;
765
766                 /* Get a number that's always 0 - 7 */
767                 rel_uframe = (start_s_uframe % 8);
768
769                 /*
770                  * If we were going to start in uframe 7 then we would need to
771                  * issue a start split in uframe 6, which spec says is not OK.
772                  * Move on to the next full frame (assuming there is one).
773                  *
774                  * See 11.18.4 Host Split Transaction Scheduling Requirements
775                  * bullet 1.
776                  */
777                 if (rel_uframe == 7) {
778                         if (qh->schedule_low_speed)
779                                 dwc2_ls_pmap_unschedule(hsotg, qh);
780                         ls_search_slice =
781                                 (qh->ls_start_schedule_slice /
782                                  DWC2_LS_PERIODIC_SLICES_PER_FRAME + 1) *
783                                 DWC2_LS_PERIODIC_SLICES_PER_FRAME;
784                         continue;
785                 }
786
787                 /*
788                  * For ISOC in:
789                  * - start split            (frame -1)
790                  * - complete split w/ data (frame +1)
791                  * - complete split w/ data (frame +2)
792                  * - ...
793                  * - complete split w/ data (frame +num_data_packets)
794                  * - complete split w/ data (frame +num_data_packets+1)
795                  * - complete split w/ data (frame +num_data_packets+2, max 8)
796                  *   ...though if frame was "0" then max is 7...
797                  *
798                  * For ISOC out we might need to do:
799                  * - start split w/ data    (frame -1)
800                  * - start split w/ data    (frame +0)
801                  * - ...
802                  * - start split w/ data    (frame +num_data_packets-2)
803                  *
804                  * For INTERRUPT in we might need to do:
805                  * - start split            (frame -1)
806                  * - complete split w/ data (frame +1)
807                  * - complete split w/ data (frame +2)
808                  * - complete split w/ data (frame +3, max 8)
809                  *
810                  * For INTERRUPT out we might need to do:
811                  * - start split w/ data    (frame -1)
812                  * - complete split         (frame +1)
813                  * - complete split         (frame +2)
814                  * - complete split         (frame +3, max 8)
815                  *
816                  * Start adjusting!
817                  */
818                 ssplit_s_uframe = (start_s_uframe +
819                                    host_interval_in_sched - 1) %
820                                   host_interval_in_sched;
821                 if (qh->ep_type == USB_ENDPOINT_XFER_ISOC && !qh->ep_is_in)
822                         second_s_uframe = start_s_uframe;
823                 else
824                         second_s_uframe = start_s_uframe + 1;
825
826                 /* First data transfer might not be all 188 bytes. */
827                 first_data_bytes = 188 -
828                         DIV_ROUND_UP(188 * (qh->ls_start_schedule_slice %
829                                             DWC2_SLICES_PER_UFRAME),
830                                      DWC2_SLICES_PER_UFRAME);
831                 if (first_data_bytes > bytecount)
832                         first_data_bytes = bytecount;
833                 other_data_bytes = bytecount - first_data_bytes;
834
835                 /*
836                  * For now, skip OUT xfers where first xfer is partial
837                  *
838                  * Main dwc2 code assumes:
839                  * - INT transfers never get split in two.
840                  * - ISOC transfers can always transfer 188 bytes the first
841                  *   time.
842                  *
843                  * Until that code is fixed, try again if the first transfer
844                  * couldn't transfer everything.
845                  *
846                  * This code can be removed if/when the rest of dwc2 handles
847                  * the above cases.  Until it's fixed we just won't be able
848                  * to schedule quite as tightly.
849                  */
850                 if (!qh->ep_is_in &&
851                     (first_data_bytes != min_t(int, 188, bytecount))) {
852                         dwc2_sch_dbg(hsotg,
853                                      "QH=%p avoiding broken 1st xfer (%d, %d)\n",
854                                      qh, first_data_bytes, bytecount);
855                         if (qh->schedule_low_speed)
856                                 dwc2_ls_pmap_unschedule(hsotg, qh);
857                         ls_search_slice = (start_s_uframe + 1) *
858                                 DWC2_SLICES_PER_UFRAME;
859                         continue;
860                 }
861
862                 /* Start by assuming transfers for the bytes */
863                 qh->num_hs_transfers = 1 + DIV_ROUND_UP(other_data_bytes, 188);
864
865                 /*
866                  * Everything except ISOC OUT has extra transfers.  Rules are
867                  * complicated.  See 11.18.4 Host Split Transaction Scheduling
868                  * Requirements bullet 3.
869                  */
870                 if (qh->ep_type == USB_ENDPOINT_XFER_INT) {
871                         if (rel_uframe == 6)
872                                 qh->num_hs_transfers += 2;
873                         else
874                                 qh->num_hs_transfers += 3;
875
876                         if (qh->ep_is_in) {
877                                 /*
878                                  * First is start split, middle/end is data.
879                                  * Allocate full data bytes for all data.
880                                  */
881                                 first_count = 4;
882                                 middle_count = bytecount;
883                                 end_count = bytecount;
884                         } else {
885                                 /*
886                                  * First is data, middle/end is complete.
887                                  * First transfer and second can have data.
888                                  * Rest should just have complete split.
889                                  */
890                                 first_count = first_data_bytes;
891                                 middle_count = max_t(int, 4, other_data_bytes);
892                                 end_count = 4;
893                         }
894                 } else {
895                         if (qh->ep_is_in) {
896                                 int last;
897
898                                 /* Account for the start split */
899                                 qh->num_hs_transfers++;
900
901                                 /* Calculate "L" value from spec */
902                                 last = rel_uframe + qh->num_hs_transfers + 1;
903
904                                 /* Start with basic case */
905                                 if (last <= 6)
906                                         qh->num_hs_transfers += 2;
907                                 else
908                                         qh->num_hs_transfers += 1;
909
910                                 /* Adjust downwards */
911                                 if (last >= 6 && rel_uframe == 0)
912                                         qh->num_hs_transfers--;
913
914                                 /* 1st = start; rest can contain data */
915                                 first_count = 4;
916                                 middle_count = min_t(int, 188, bytecount);
917                                 end_count = middle_count;
918                         } else {
919                                 /* All contain data, last might be smaller */
920                                 first_count = first_data_bytes;
921                                 middle_count = min_t(int, 188,
922                                                      other_data_bytes);
923                                 end_count = other_data_bytes % 188;
924                         }
925                 }
926
927                 /* Assign durations per uFrame */
928                 qh->hs_transfers[0].duration_us = HS_USECS_ISO(first_count);
929                 for (i = 1; i < qh->num_hs_transfers - 1; i++)
930                         qh->hs_transfers[i].duration_us =
931                                 HS_USECS_ISO(middle_count);
932                 if (qh->num_hs_transfers > 1)
933                         qh->hs_transfers[qh->num_hs_transfers - 1].duration_us =
934                                 HS_USECS_ISO(end_count);
935
936                 /*
937                  * Assign start us.  The call below to dwc2_hs_pmap_schedule()
938                  * will start with these numbers but may adjust within the same
939                  * microframe.
940                  */
941                 qh->hs_transfers[0].start_schedule_us =
942                         ssplit_s_uframe * DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME;
943                 for (i = 1; i < qh->num_hs_transfers; i++)
944                         qh->hs_transfers[i].start_schedule_us =
945                                 ((second_s_uframe + i - 1) %
946                                  DWC2_HS_SCHEDULE_UFRAMES) *
947                                 DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME;
948
949                 /* Try to schedule with filled in hs_transfers above */
950                 for (i = 0; i < qh->num_hs_transfers; i++) {
951                         err = dwc2_hs_pmap_schedule(hsotg, qh, true, i);
952                         if (err)
953                                 break;
954                 }
955
956                 /* If we scheduled all w/out breaking out then we're all good */
957                 if (i == qh->num_hs_transfers)
958                         break;
959
960                 for (; i >= 0; i--)
961                         dwc2_hs_pmap_unschedule(hsotg, qh, i);
962
963                 if (qh->schedule_low_speed)
964                         dwc2_ls_pmap_unschedule(hsotg, qh);
965
966                 /* Try again starting in the next microframe */
967                 ls_search_slice = (start_s_uframe + 1) * DWC2_SLICES_PER_UFRAME;
968         }
969
970         if (ls_search_slice >= DWC2_LS_SCHEDULE_SLICES)
971                 return -ENOSPC;
972
973         return 0;
974 }
975
976 /**
977  * dwc2_uframe_schedule_hs - Schedule a QH for a periodic high speed xfer.
978  *
979  * Basically this just wraps dwc2_hs_pmap_schedule() to provide a clean
980  * interface.
981  *
982  * @hsotg:       The HCD state structure for the DWC OTG controller.
983  * @qh:          QH for the periodic transfer.
984  */
985 static int dwc2_uframe_schedule_hs(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
986 {
987         /* In non-split host and device time are the same */
988         WARN_ON(qh->host_us != qh->device_us);
989         WARN_ON(qh->host_interval != qh->device_interval);
990         WARN_ON(qh->num_hs_transfers != 1);
991
992         /* We'll have one transfer; init start to 0 before calling scheduler */
993         qh->hs_transfers[0].start_schedule_us = 0;
994         qh->hs_transfers[0].duration_us = qh->host_us;
995
996         return dwc2_hs_pmap_schedule(hsotg, qh, false, 0);
997 }
998
999 /**
1000  * dwc2_uframe_schedule_ls - Schedule a QH for a periodic low/full speed xfer.
1001  *
1002  * Basically this just wraps dwc2_ls_pmap_schedule() to provide a clean
1003  * interface.
1004  *
1005  * @hsotg:       The HCD state structure for the DWC OTG controller.
1006  * @qh:          QH for the periodic transfer.
1007  */
1008 static int dwc2_uframe_schedule_ls(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1009 {
1010         /* In non-split host and device time are the same */
1011         WARN_ON(qh->host_us != qh->device_us);
1012         WARN_ON(qh->host_interval != qh->device_interval);
1013         WARN_ON(!qh->schedule_low_speed);
1014
1015         /* Run on the main low speed schedule (no split = no hub = no TT) */
1016         return dwc2_ls_pmap_schedule(hsotg, qh, 0);
1017 }
1018
1019 /**
1020  * dwc2_uframe_schedule - Schedule a QH for a periodic xfer.
1021  *
1022  * Calls one of the 3 sub-function depending on what type of transfer this QH
1023  * is for.  Also adds some printing.
1024  *
1025  * @hsotg:       The HCD state structure for the DWC OTG controller.
1026  * @qh:          QH for the periodic transfer.
1027  */
1028 static int dwc2_uframe_schedule(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1029 {
1030         int ret;
1031
1032         if (qh->dev_speed == USB_SPEED_HIGH)
1033                 ret = dwc2_uframe_schedule_hs(hsotg, qh);
1034         else if (!qh->do_split)
1035                 ret = dwc2_uframe_schedule_ls(hsotg, qh);
1036         else
1037                 ret = dwc2_uframe_schedule_split(hsotg, qh);
1038
1039         if (ret)
1040                 dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p Failed to schedule %d\n", qh, ret);
1041         else
1042                 dwc2_qh_schedule_print(hsotg, qh);
1043
1044         return ret;
1045 }
1046
1047 /**
1048  * dwc2_uframe_unschedule - Undoes dwc2_uframe_schedule().
1049  *
1050  * @hsotg:       The HCD state structure for the DWC OTG controller.
1051  * @qh:          QH for the periodic transfer.
1052  */
1053 static void dwc2_uframe_unschedule(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1054 {
1055         int i;
1056
1057         for (i = 0; i < qh->num_hs_transfers; i++)
1058                 dwc2_hs_pmap_unschedule(hsotg, qh, i);
1059
1060         if (qh->schedule_low_speed)
1061                 dwc2_ls_pmap_unschedule(hsotg, qh);
1062
1063         dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p Unscheduled\n", qh);
1064 }
1065
1066 /**
1067  * dwc2_pick_first_frame() - Choose 1st frame for qh that's already scheduled
1068  *
1069  * Takes a qh that has already been scheduled (which means we know we have the
1070  * bandwdith reserved for us) and set the next_active_frame and the
1071  * start_active_frame.
1072  *
1073  * This is expected to be called on qh's that weren't previously actively
1074  * running.  It just picks the next frame that we can fit into without any
1075  * thought about the past.
1076  *
1077  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1078  * @qh:    QH for a periodic endpoint
1079  *
1080  */
1081 static void dwc2_pick_first_frame(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1082 {
1083         u16 frame_number;
1084         u16 earliest_frame;
1085         u16 next_active_frame;
1086         u16 relative_frame;
1087         u16 interval;
1088
1089         /*
1090          * Use the real frame number rather than the cached value as of the
1091          * last SOF to give us a little extra slop.
1092          */
1093         frame_number = dwc2_hcd_get_frame_number(hsotg);
1094
1095         /*
1096          * We wouldn't want to start any earlier than the next frame just in
1097          * case the frame number ticks as we're doing this calculation.
1098          *
1099          * NOTE: if we could quantify how long till we actually get scheduled
1100          * we might be able to avoid the "+ 1" by looking at the upper part of
1101          * HFNUM (the FRREM field).  For now we'll just use the + 1 though.
1102          */
1103         earliest_frame = dwc2_frame_num_inc(frame_number, 1);
1104         next_active_frame = earliest_frame;
1105
1106         /* Get the "no microframe schduler" out of the way... */
1107         if (!hsotg->params.uframe_sched) {
1108                 if (qh->do_split)
1109                         /* Splits are active at microframe 0 minus 1 */
1110                         next_active_frame |= 0x7;
1111                 goto exit;
1112         }
1113
1114         if (qh->dev_speed == USB_SPEED_HIGH || qh->do_split) {
1115                 /*
1116                  * We're either at high speed or we're doing a split (which
1117                  * means we're talking high speed to a hub).  In any case
1118                  * the first frame should be based on when the first scheduled
1119                  * event is.
1120                  */
1121                 WARN_ON(qh->num_hs_transfers < 1);
1122
1123                 relative_frame = qh->hs_transfers[0].start_schedule_us /
1124                                  DWC2_HS_PERIODIC_US_PER_UFRAME;
1125
1126                 /* Adjust interval as per high speed schedule */
1127                 interval = gcd(qh->host_interval, DWC2_HS_SCHEDULE_UFRAMES);
1128
1129         } else {
1130                 /*
1131                  * Low or full speed directly on dwc2.  Just about the same
1132                  * as high speed but on a different schedule and with slightly
1133                  * different adjustments.  Note that this works because when
1134                  * the host and device are both low speed then frames in the
1135                  * controller tick at low speed.
1136                  */
1137                 relative_frame = qh->ls_start_schedule_slice /
1138                                  DWC2_LS_PERIODIC_SLICES_PER_FRAME;
1139                 interval = gcd(qh->host_interval, DWC2_LS_SCHEDULE_FRAMES);
1140         }
1141
1142         /* Scheduler messed up if frame is past interval */
1143         WARN_ON(relative_frame >= interval);
1144
1145         /*
1146          * We know interval must divide (HFNUM_MAX_FRNUM + 1) now that we've
1147          * done the gcd(), so it's safe to move to the beginning of the current
1148          * interval like this.
1149          *
1150          * After this we might be before earliest_frame, but don't worry,
1151          * we'll fix it...
1152          */
1153         next_active_frame = (next_active_frame / interval) * interval;
1154
1155         /*
1156          * Actually choose to start at the frame number we've been
1157          * scheduled for.
1158          */
1159         next_active_frame = dwc2_frame_num_inc(next_active_frame,
1160                                                relative_frame);
1161
1162         /*
1163          * We actually need 1 frame before since the next_active_frame is
1164          * the frame number we'll be put on the ready list and we won't be on
1165          * the bus until 1 frame later.
1166          */
1167         next_active_frame = dwc2_frame_num_dec(next_active_frame, 1);
1168
1169         /*
1170          * By now we might actually be before the earliest_frame.  Let's move
1171          * up intervals until we're not.
1172          */
1173         while (dwc2_frame_num_gt(earliest_frame, next_active_frame))
1174                 next_active_frame = dwc2_frame_num_inc(next_active_frame,
1175                                                        interval);
1176
1177 exit:
1178         qh->next_active_frame = next_active_frame;
1179         qh->start_active_frame = next_active_frame;
1180
1181         dwc2_sch_vdbg(hsotg, "QH=%p First fn=%04x nxt=%04x\n",
1182                       qh, frame_number, qh->next_active_frame);
1183 }
1184
1185 /**
1186  * dwc2_do_reserve() - Make a periodic reservation
1187  *
1188  * Try to allocate space in the periodic schedule.  Depending on parameters
1189  * this might use the microframe scheduler or the dumb scheduler.
1190  *
1191  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1192  * @qh:    QH for the periodic transfer.
1193  *
1194  * Returns: 0 upon success; error upon failure.
1195  */
1196 static int dwc2_do_reserve(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1197 {
1198         int status;
1199
1200         if (hsotg->params.uframe_sched) {
1201                 status = dwc2_uframe_schedule(hsotg, qh);
1202         } else {
1203                 status = dwc2_periodic_channel_available(hsotg);
1204                 if (status) {
1205                         dev_info(hsotg->dev,
1206                                  "%s: No host channel available for periodic transfer\n",
1207                                  __func__);
1208                         return status;
1209                 }
1210
1211                 status = dwc2_check_periodic_bandwidth(hsotg, qh);
1212         }
1213
1214         if (status) {
1215                 dev_dbg(hsotg->dev,
1216                         "%s: Insufficient periodic bandwidth for periodic transfer\n",
1217                         __func__);
1218                 return status;
1219         }
1220
1221         if (!hsotg->params.uframe_sched)
1222                 /* Reserve periodic channel */
1223                 hsotg->periodic_channels++;
1224
1225         /* Update claimed usecs per (micro)frame */
1226         hsotg->periodic_usecs += qh->host_us;
1227
1228         dwc2_pick_first_frame(hsotg, qh);
1229
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 /**
1234  * dwc2_do_unreserve() - Actually release the periodic reservation
1235  *
1236  * This function actually releases the periodic bandwidth that was reserved
1237  * by the given qh.
1238  *
1239  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1240  * @qh:    QH for the periodic transfer.
1241  */
1242 static void dwc2_do_unreserve(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1243 {
1244         assert_spin_locked(&hsotg->lock);
1245
1246         WARN_ON(!qh->unreserve_pending);
1247
1248         /* No more unreserve pending--we're doing it */
1249         qh->unreserve_pending = false;
1250
1251         if (WARN_ON(!list_empty(&qh->qh_list_entry)))
1252                 list_del_init(&qh->qh_list_entry);
1253
1254         /* Update claimed usecs per (micro)frame */
1255         hsotg->periodic_usecs -= qh->host_us;
1256
1257         if (hsotg->params.uframe_sched) {
1258                 dwc2_uframe_unschedule(hsotg, qh);
1259         } else {
1260                 /* Release periodic channel reservation */
1261                 hsotg->periodic_channels--;
1262         }
1263 }
1264
1265 /**
1266  * dwc2_unreserve_timer_fn() - Timer function to release periodic reservation
1267  *
1268  * According to the kernel doc for usb_submit_urb() (specifically the part about
1269  * "Reserved Bandwidth Transfers"), we need to keep a reservation active as
1270  * long as a device driver keeps submitting.  Since we're using HCD_BH to give
1271  * back the URB we need to give the driver a little bit of time before we
1272  * release the reservation.  This worker is called after the appropriate
1273  * delay.
1274  *
1275  * @work: Pointer to a qh unreserve_work.
1276  */
1277 static void dwc2_unreserve_timer_fn(unsigned long data)
1278 {
1279         struct dwc2_qh *qh = (struct dwc2_qh *)data;
1280         struct dwc2_hsotg *hsotg = qh->hsotg;
1281         unsigned long flags;
1282
1283         /*
1284          * Wait for the lock, or for us to be scheduled again.  We
1285          * could be scheduled again if:
1286          * - We started executing but didn't get the lock yet.
1287          * - A new reservation came in, but cancel didn't take effect
1288          *   because we already started executing.
1289          * - The timer has been kicked again.
1290          * In that case cancel and wait for the next call.
1291          */
1292         while (!spin_trylock_irqsave(&hsotg->lock, flags)) {
1293                 if (timer_pending(&qh->unreserve_timer))
1294                         return;
1295         }
1296
1297         /*
1298          * Might be no more unreserve pending if:
1299          * - We started executing but didn't get the lock yet.
1300          * - A new reservation came in, but cancel didn't take effect
1301          *   because we already started executing.
1302          *
1303          * We can't put this in the loop above because unreserve_pending needs
1304          * to be accessed under lock, so we can only check it once we got the
1305          * lock.
1306          */
1307         if (qh->unreserve_pending)
1308                 dwc2_do_unreserve(hsotg, qh);
1309
1310         spin_unlock_irqrestore(&hsotg->lock, flags);
1311 }
1312
1313 /**
1314  * dwc2_check_max_xfer_size() - Checks that the max transfer size allowed in a
1315  * host channel is large enough to handle the maximum data transfer in a single
1316  * (micro)frame for a periodic transfer
1317  *
1318  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1319  * @qh:    QH for a periodic endpoint
1320  *
1321  * Return: 0 if successful, negative error code otherwise
1322  */
1323 static int dwc2_check_max_xfer_size(struct dwc2_hsotg *hsotg,
1324                                     struct dwc2_qh *qh)
1325 {
1326         u32 max_xfer_size;
1327         u32 max_channel_xfer_size;
1328         int status = 0;
1329
1330         max_xfer_size = qh->maxp * qh->maxp_mult;
1331         max_channel_xfer_size = hsotg->params.max_transfer_size;
1332
1333         if (max_xfer_size > max_channel_xfer_size) {
1334                 dev_err(hsotg->dev,
1335                         "%s: Periodic xfer length %d > max xfer length for channel %d\n",
1336                         __func__, max_xfer_size, max_channel_xfer_size);
1337                 status = -ENOSPC;
1338         }
1339
1340         return status;
1341 }
1342
1343 /**
1344  * dwc2_schedule_periodic() - Schedules an interrupt or isochronous transfer in
1345  * the periodic schedule
1346  *
1347  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1348  * @qh:    QH for the periodic transfer. The QH should already contain the
1349  *         scheduling information.
1350  *
1351  * Return: 0 if successful, negative error code otherwise
1352  */
1353 static int dwc2_schedule_periodic(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1354 {
1355         int status;
1356
1357         status = dwc2_check_max_xfer_size(hsotg, qh);
1358         if (status) {
1359                 dev_dbg(hsotg->dev,
1360                         "%s: Channel max transfer size too small for periodic transfer\n",
1361                         __func__);
1362                 return status;
1363         }
1364
1365         /* Cancel pending unreserve; if canceled OK, unreserve was pending */
1366         if (del_timer(&qh->unreserve_timer))
1367                 WARN_ON(!qh->unreserve_pending);
1368
1369         /*
1370          * Only need to reserve if there's not an unreserve pending, since if an
1371          * unreserve is pending then by definition our old reservation is still
1372          * valid.  Unreserve might still be pending even if we didn't cancel if
1373          * dwc2_unreserve_timer_fn() already started.  Code in the timer handles
1374          * that case.
1375          */
1376         if (!qh->unreserve_pending) {
1377                 status = dwc2_do_reserve(hsotg, qh);
1378                 if (status)
1379                         return status;
1380         } else {
1381                 /*
1382                  * It might have been a while, so make sure that frame_number
1383                  * is still good.  Note: we could also try to use the similar
1384                  * dwc2_next_periodic_start() but that schedules much more
1385                  * tightly and we might need to hurry and queue things up.
1386                  */
1387                 if (dwc2_frame_num_le(qh->next_active_frame,
1388                                       hsotg->frame_number))
1389                         dwc2_pick_first_frame(hsotg, qh);
1390         }
1391
1392         qh->unreserve_pending = 0;
1393
1394         if (hsotg->params.dma_desc_enable)
1395                 /* Don't rely on SOF and start in ready schedule */
1396                 list_add_tail(&qh->qh_list_entry, &hsotg->periodic_sched_ready);
1397         else
1398                 /* Always start in inactive schedule */
1399                 list_add_tail(&qh->qh_list_entry,
1400                               &hsotg->periodic_sched_inactive);
1401
1402         return 0;
1403 }
1404
1405 /**
1406  * dwc2_deschedule_periodic() - Removes an interrupt or isochronous transfer
1407  * from the periodic schedule
1408  *
1409  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1410  * @qh:    QH for the periodic transfer
1411  */
1412 static void dwc2_deschedule_periodic(struct dwc2_hsotg *hsotg,
1413                                      struct dwc2_qh *qh)
1414 {
1415         bool did_modify;
1416
1417         assert_spin_locked(&hsotg->lock);
1418
1419         /*
1420          * Schedule the unreserve to happen in a little bit.  Cases here:
1421          * - Unreserve worker might be sitting there waiting to grab the lock.
1422          *   In this case it will notice it's been schedule again and will
1423          *   quit.
1424          * - Unreserve worker might not be scheduled.
1425          *
1426          * We should never already be scheduled since dwc2_schedule_periodic()
1427          * should have canceled the scheduled unreserve timer (hence the
1428          * warning on did_modify).
1429          *
1430          * We add + 1 to the timer to guarantee that at least 1 jiffy has
1431          * passed (otherwise if the jiffy counter might tick right after we
1432          * read it and we'll get no delay).
1433          */
1434         did_modify = mod_timer(&qh->unreserve_timer,
1435                                jiffies + DWC2_UNRESERVE_DELAY + 1);
1436         WARN_ON(did_modify);
1437         qh->unreserve_pending = 1;
1438
1439         list_del_init(&qh->qh_list_entry);
1440 }
1441
1442 /**
1443  * dwc2_qh_init() - Initializes a QH structure
1444  *
1445  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1446  * @qh:    The QH to init
1447  * @urb:   Holds the information about the device/endpoint needed to initialize
1448  *         the QH
1449  * @mem_flags: Flags for allocating memory.
1450  */
1451 static void dwc2_qh_init(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh,
1452                          struct dwc2_hcd_urb *urb, gfp_t mem_flags)
1453 {
1454         int dev_speed = dwc2_host_get_speed(hsotg, urb->priv);
1455         u8 ep_type = dwc2_hcd_get_pipe_type(&urb->pipe_info);
1456         bool ep_is_in = !!dwc2_hcd_is_pipe_in(&urb->pipe_info);
1457         bool ep_is_isoc = (ep_type == USB_ENDPOINT_XFER_ISOC);
1458         bool ep_is_int = (ep_type == USB_ENDPOINT_XFER_INT);
1459         u32 hprt = dwc2_readl(hsotg->regs + HPRT0);
1460         u32 prtspd = (hprt & HPRT0_SPD_MASK) >> HPRT0_SPD_SHIFT;
1461         bool do_split = (prtspd == HPRT0_SPD_HIGH_SPEED &&
1462                          dev_speed != USB_SPEED_HIGH);
1463         int maxp = dwc2_hcd_get_maxp(&urb->pipe_info);
1464         int maxp_mult = dwc2_hcd_get_maxp_mult(&urb->pipe_info);
1465         int bytecount = maxp_mult * maxp;
1466         char *speed, *type;
1467
1468         /* Initialize QH */
1469         qh->hsotg = hsotg;
1470         setup_timer(&qh->unreserve_timer, dwc2_unreserve_timer_fn,
1471                     (unsigned long)qh);
1472         qh->ep_type = ep_type;
1473         qh->ep_is_in = ep_is_in;
1474
1475         qh->data_toggle = DWC2_HC_PID_DATA0;
1476         qh->maxp = maxp;
1477         qh->maxp_mult = maxp_mult;
1478         INIT_LIST_HEAD(&qh->qtd_list);
1479         INIT_LIST_HEAD(&qh->qh_list_entry);
1480
1481         qh->do_split = do_split;
1482         qh->dev_speed = dev_speed;
1483
1484         if (ep_is_int || ep_is_isoc) {
1485                 /* Compute scheduling parameters once and save them */
1486                 int host_speed = do_split ? USB_SPEED_HIGH : dev_speed;
1487                 struct dwc2_tt *dwc_tt = dwc2_host_get_tt_info(hsotg, urb->priv,
1488                                                                mem_flags,
1489                                                                &qh->ttport);
1490                 int device_ns;
1491
1492                 qh->dwc_tt = dwc_tt;
1493
1494                 qh->host_us = NS_TO_US(usb_calc_bus_time(host_speed, ep_is_in,
1495                                        ep_is_isoc, bytecount));
1496                 device_ns = usb_calc_bus_time(dev_speed, ep_is_in,
1497                                               ep_is_isoc, bytecount);
1498
1499                 if (do_split && dwc_tt)
1500                         device_ns += dwc_tt->usb_tt->think_time;
1501                 qh->device_us = NS_TO_US(device_ns);
1502
1503                 qh->device_interval = urb->interval;
1504                 qh->host_interval = urb->interval * (do_split ? 8 : 1);
1505
1506                 /*
1507                  * Schedule low speed if we're running the host in low or
1508                  * full speed OR if we've got a "TT" to deal with to access this
1509                  * device.
1510                  */
1511                 qh->schedule_low_speed = prtspd != HPRT0_SPD_HIGH_SPEED ||
1512                                          dwc_tt;
1513
1514                 if (do_split) {
1515                         /* We won't know num transfers until we schedule */
1516                         qh->num_hs_transfers = -1;
1517                 } else if (dev_speed == USB_SPEED_HIGH) {
1518                         qh->num_hs_transfers = 1;
1519                 } else {
1520                         qh->num_hs_transfers = 0;
1521                 }
1522
1523                 /* We'll schedule later when we have something to do */
1524         }
1525
1526         switch (dev_speed) {
1527         case USB_SPEED_LOW:
1528                 speed = "low";
1529                 break;
1530         case USB_SPEED_FULL:
1531                 speed = "full";
1532                 break;
1533         case USB_SPEED_HIGH:
1534                 speed = "high";
1535                 break;
1536         default:
1537                 speed = "?";
1538                 break;
1539         }
1540
1541         switch (qh->ep_type) {
1542         case USB_ENDPOINT_XFER_ISOC:
1543                 type = "isochronous";
1544                 break;
1545         case USB_ENDPOINT_XFER_INT:
1546                 type = "interrupt";
1547                 break;
1548         case USB_ENDPOINT_XFER_CONTROL:
1549                 type = "control";
1550                 break;
1551         case USB_ENDPOINT_XFER_BULK:
1552                 type = "bulk";
1553                 break;
1554         default:
1555                 type = "?";
1556                 break;
1557         }
1558
1559         dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p Init %s, %s speed, %d bytes:\n", qh, type,
1560                      speed, bytecount);
1561         dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p ...addr=%d, ep=%d, %s\n", qh,
1562                      dwc2_hcd_get_dev_addr(&urb->pipe_info),
1563                      dwc2_hcd_get_ep_num(&urb->pipe_info),
1564                      ep_is_in ? "IN" : "OUT");
1565         if (ep_is_int || ep_is_isoc) {
1566                 dwc2_sch_dbg(hsotg,
1567                              "QH=%p ...duration: host=%d us, device=%d us\n",
1568                              qh, qh->host_us, qh->device_us);
1569                 dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p ...interval: host=%d, device=%d\n",
1570                              qh, qh->host_interval, qh->device_interval);
1571                 if (qh->schedule_low_speed)
1572                         dwc2_sch_dbg(hsotg, "QH=%p ...low speed schedule=%p\n",
1573                                      qh, dwc2_get_ls_map(hsotg, qh));
1574         }
1575 }
1576
1577 /**
1578  * dwc2_hcd_qh_create() - Allocates and initializes a QH
1579  *
1580  * @hsotg:        The HCD state structure for the DWC OTG controller
1581  * @urb:          Holds the information about the device/endpoint needed
1582  *                to initialize the QH
1583  * @atomic_alloc: Flag to do atomic allocation if needed
1584  *
1585  * Return: Pointer to the newly allocated QH, or NULL on error
1586  */
1587 struct dwc2_qh *dwc2_hcd_qh_create(struct dwc2_hsotg *hsotg,
1588                                    struct dwc2_hcd_urb *urb,
1589                                           gfp_t mem_flags)
1590 {
1591         struct dwc2_qh *qh;
1592
1593         if (!urb->priv)
1594                 return NULL;
1595
1596         /* Allocate memory */
1597         qh = kzalloc(sizeof(*qh), mem_flags);
1598         if (!qh)
1599                 return NULL;
1600
1601         dwc2_qh_init(hsotg, qh, urb, mem_flags);
1602
1603         if (hsotg->params.dma_desc_enable &&
1604             dwc2_hcd_qh_init_ddma(hsotg, qh, mem_flags) < 0) {
1605                 dwc2_hcd_qh_free(hsotg, qh);
1606                 return NULL;
1607         }
1608
1609         return qh;
1610 }
1611
1612 /**
1613  * dwc2_hcd_qh_free() - Frees the QH
1614  *
1615  * @hsotg: HCD instance
1616  * @qh:    The QH to free
1617  *
1618  * QH should already be removed from the list. QTD list should already be empty
1619  * if called from URB Dequeue.
1620  *
1621  * Must NOT be called with interrupt disabled or spinlock held
1622  */
1623 void dwc2_hcd_qh_free(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1624 {
1625         /* Make sure any unreserve work is finished. */
1626         if (del_timer_sync(&qh->unreserve_timer)) {
1627                 unsigned long flags;
1628
1629                 spin_lock_irqsave(&hsotg->lock, flags);
1630                 dwc2_do_unreserve(hsotg, qh);
1631                 spin_unlock_irqrestore(&hsotg->lock, flags);
1632         }
1633         dwc2_host_put_tt_info(hsotg, qh->dwc_tt);
1634
1635         if (qh->desc_list)
1636                 dwc2_hcd_qh_free_ddma(hsotg, qh);
1637         else if (hsotg->unaligned_cache && qh->dw_align_buf)
1638                 kmem_cache_free(hsotg->unaligned_cache, qh->dw_align_buf);
1639
1640         kfree(qh);
1641 }
1642
1643 /**
1644  * dwc2_hcd_qh_add() - Adds a QH to either the non periodic or periodic
1645  * schedule if it is not already in the schedule. If the QH is already in
1646  * the schedule, no action is taken.
1647  *
1648  * @hsotg: The HCD state structure for the DWC OTG controller
1649  * @qh:    The QH to add
1650  *
1651  * Return: 0 if successful, negative error code otherwise
1652  */
1653 int dwc2_hcd_qh_add(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1654 {
1655         int status;
1656         u32 intr_mask;
1657
1658         if (dbg_qh(qh))
1659                 dev_vdbg(hsotg->dev, "%s()\n", __func__);
1660
1661         if (!list_empty(&qh->qh_list_entry))
1662                 /* QH already in a schedule */
1663                 return 0;
1664
1665         /* Add the new QH to the appropriate schedule */
1666         if (dwc2_qh_is_non_per(qh)) {
1667                 /* Schedule right away */
1668                 qh->start_active_frame = hsotg->frame_number;
1669                 qh->next_active_frame = qh->start_active_frame;
1670
1671                 /* Always start in inactive schedule */
1672                 list_add_tail(&qh->qh_list_entry,
1673                               &hsotg->non_periodic_sched_inactive);
1674                 return 0;
1675         }
1676
1677         status = dwc2_schedule_periodic(hsotg, qh);
1678         if (status)
1679                 return status;
1680         if (!hsotg->periodic_qh_count) {
1681                 intr_mask = dwc2_readl(hsotg->regs + GINTMSK);
1682                 intr_mask |= GINTSTS_SOF;
1683                 dwc2_writel(intr_mask, hsotg->regs + GINTMSK);
1684         }
1685         hsotg->periodic_qh_count++;
1686
1687         return 0;
1688 }
1689
1690 /**
1691  * dwc2_hcd_qh_unlink() - Removes a QH from either the non-periodic or periodic
1692  * schedule. Memory is not freed.
1693  *
1694  * @hsotg: The HCD state structure
1695  * @qh:    QH to remove from schedule
1696  */
1697 void dwc2_hcd_qh_unlink(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh)
1698 {
1699         u32 intr_mask;
1700
1701         dev_vdbg(hsotg->dev, "%s()\n", __func__);
1702
1703         if (list_empty(&qh->qh_list_entry))
1704                 /* QH is not in a schedule */
1705                 return;
1706
1707         if (dwc2_qh_is_non_per(qh)) {
1708                 if (hsotg->non_periodic_qh_ptr == &qh->qh_list_entry)
1709                         hsotg->non_periodic_qh_ptr =
1710                                         hsotg->non_periodic_qh_ptr->next;
1711                 list_del_init(&qh->qh_list_entry);
1712                 return;
1713         }
1714
1715         dwc2_deschedule_periodic(hsotg, qh);
1716         hsotg->periodic_qh_count--;
1717         if (!hsotg->periodic_qh_count &&
1718             !hsotg->params.dma_desc_enable) {
1719                 intr_mask = dwc2_readl(hsotg->regs + GINTMSK);
1720                 intr_mask &= ~GINTSTS_SOF;
1721                 dwc2_writel(intr_mask, hsotg->regs + GINTMSK);
1722         }
1723 }
1724
1725 /**
1726  * dwc2_next_for_periodic_split() - Set next_active_frame midway thru a split.
1727  *
1728  * This is called for setting next_active_frame for periodic splits for all but
1729  * the first packet of the split.  Confusing?  I thought so...
1730  *
1731  * Periodic splits are single low/full speed transfers that we end up splitting
1732  * up into several high speed transfers.  They always fit into one full (1 ms)
1733  * frame but might be split over several microframes (125 us each).  We to put
1734  * each of the parts on a very specific high speed frame.
1735  *
1736  * This function figures out where the next active uFrame needs to be.
1737  *
1738  * @hsotg:        The HCD state structure
1739  * @qh:           QH for the periodic transfer.
1740  * @frame_number: The current frame number.
1741  *
1742  * Return: number missed by (or 0 if we didn't miss).
1743  */
1744 static int dwc2_next_for_periodic_split(struct dwc2_hsotg *hsotg,
1745                                         struct dwc2_qh *qh, u16 frame_number)
1746 {
1747         u16 old_frame = qh->next_active_frame;
1748         u16 prev_frame_number = dwc2_frame_num_dec(frame_number, 1);
1749         int missed = 0;
1750         u16 incr;
1751
1752         /*
1753          * See dwc2_uframe_schedule_split() for split scheduling.
1754          *
1755          * Basically: increment 1 normally, but 2 right after the start split
1756          * (except for ISOC out).
1757          */
1758         if (old_frame == qh->start_active_frame &&
1759             !(qh->ep_type == USB_ENDPOINT_XFER_ISOC && !qh->ep_is_in))
1760                 incr = 2;
1761         else
1762                 incr = 1;
1763
1764         qh->next_active_frame = dwc2_frame_num_inc(old_frame, incr);
1765
1766         /*
1767          * Note that it's OK for frame_number to be 1 frame past
1768          * next_active_frame.  Remember that next_active_frame is supposed to
1769          * be 1 frame _before_ when we want to be scheduled.  If we're 1 frame
1770          * past it just means schedule ASAP.
1771          *
1772          * It's _not_ OK, however, if we're more than one frame past.
1773          */
1774         if (dwc2_frame_num_gt(prev_frame_number, qh->next_active_frame)) {
1775                 /*
1776                  * OOPS, we missed.  That's actually pretty bad since
1777                  * the hub will be unhappy; try ASAP I guess.
1778                  */
1779                 missed = dwc2_frame_num_dec(prev_frame_number,
1780                                             qh->next_active_frame);
1781                 qh->next_active_frame = frame_number;
1782         }
1783
1784         return missed;
1785 }
1786
1787 /**
1788  * dwc2_next_periodic_start() - Set next_active_frame for next transfer start
1789  *
1790  * This is called for setting next_active_frame for a periodic transfer for
1791  * all cases other than midway through a periodic split.  This will also update
1792  * start_active_frame.
1793  *
1794  * Since we _always_ keep start_active_frame as the start of the previous
1795  * transfer this is normally pretty easy: we just add our interval to
1796  * start_active_frame and we've got our answer.
1797  *
1798  * The tricks come into play if we miss.  In that case we'll look for the next
1799  * slot we can fit into.
1800  *
1801  * @hsotg:        The HCD state structure
1802  * @qh:           QH for the periodic transfer.
1803  * @frame_number: The current frame number.
1804  *
1805  * Return: number missed by (or 0 if we didn't miss).
1806  */
1807 static int dwc2_next_periodic_start(struct dwc2_hsotg *hsotg,
1808                                     struct dwc2_qh *qh, u16 frame_number)
1809 {
1810         int missed = 0;
1811         u16 interval = qh->host_interval;
1812         u16 prev_frame_number = dwc2_frame_num_dec(frame_number, 1);
1813
1814         qh->start_active_frame = dwc2_frame_num_inc(qh->start_active_frame,
1815                                                     interval);
1816
1817         /*
1818          * The dwc2_frame_num_gt() function used below won't work terribly well
1819          * with if we just incremented by a really large intervals since the
1820          * frame counter only goes to 0x3fff.  It's terribly unlikely that we
1821          * will have missed in this case anyway.  Just go to exit.  If we want
1822          * to try to do better we'll need to keep track of a bigger counter
1823          * somewhere in the driver and handle overflows.
1824          */
1825         if (interval >= 0x1000)
1826                 goto exit;
1827
1828         /*
1829          * Test for misses, which is when it's too late to schedule.
1830          *
1831          * A few things to note:
1832          * - We compare against prev_frame_number since start_active_frame
1833          *   and next_active_frame are always 1 frame before we want things
1834          *   to be active and we assume we can still get scheduled in the
1835          *   current frame number.
1836          * - It's possible for start_active_frame (now incremented) to be
1837          *   next_active_frame if we got an EO MISS (even_odd miss) which
1838          *   basically means that we detected there wasn't enough time for
1839          *   the last packet and dwc2_hc_set_even_odd_frame() rescheduled us
1840          *   at the last second.  We want to make sure we don't schedule
1841          *   another transfer for the same frame.  My test webcam doesn't seem
1842          *   terribly upset by missing a transfer but really doesn't like when
1843          *   we do two transfers in the same frame.
1844          * - Some misses are expected.  Specifically, in order to work
1845          *   perfectly dwc2 really needs quite spectacular interrupt latency
1846          *   requirements.  It needs to be able to handle its interrupts
1847          *   completely within 125 us of them being asserted. That not only
1848          *   means that the dwc2 interrupt handler needs to be fast but it
1849          *   means that nothing else in the system has to block dwc2 for a long
1850          *   time.  We can help with the dwc2 parts of this, but it's hard to
1851          *   guarantee that a system will have interrupt latency < 125 us, so
1852          *   we have to be robust to some misses.
1853          */
1854         if (qh->start_active_frame == qh->next_active_frame ||
1855             dwc2_frame_num_gt(prev_frame_number, qh->start_active_frame)) {
1856                 u16 ideal_start = qh->start_active_frame;
1857                 int periods_in_map;
1858
1859                 /*
1860                  * Adjust interval as per gcd with map size.
1861                  * See pmap_schedule() for more details here.
1862                  */
1863                 if (qh->do_split || qh->dev_speed == USB_SPEED_HIGH)
1864                         periods_in_map = DWC2_HS_SCHEDULE_UFRAMES;
1865                 else
1866                         periods_in_map = DWC2_LS_SCHEDULE_FRAMES;
1867                 interval = gcd(interval, periods_in_map);
1868
1869                 do {
1870                         qh->start_active_frame = dwc2_frame_num_inc(
1871                                 qh->start_active_frame, interval);
1872                 } while (dwc2_frame_num_gt(prev_frame_number,
1873                                            qh->start_active_frame));
1874
1875                 missed = dwc2_frame_num_dec(qh->start_active_frame,
1876                                             ideal_start);
1877         }
1878
1879 exit:
1880         qh->next_active_frame = qh->start_active_frame;
1881
1882         return missed;
1883 }
1884
1885 /*
1886  * Deactivates a QH. For non-periodic QHs, removes the QH from the active
1887  * non-periodic schedule. The QH is added to the inactive non-periodic
1888  * schedule if any QTDs are still attached to the QH.
1889  *
1890  * For periodic QHs, the QH is removed from the periodic queued schedule. If
1891  * there are any QTDs still attached to the QH, the QH is added to either the
1892  * periodic inactive schedule or the periodic ready schedule and its next
1893  * scheduled frame is calculated. The QH is placed in the ready schedule if
1894  * the scheduled frame has been reached already. Otherwise it's placed in the
1895  * inactive schedule. If there are no QTDs attached to the QH, the QH is
1896  * completely removed from the periodic schedule.
1897  */
1898 void dwc2_hcd_qh_deactivate(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qh *qh,
1899                             int sched_next_periodic_split)
1900 {
1901         u16 old_frame = qh->next_active_frame;
1902         u16 frame_number;
1903         int missed;
1904
1905         if (dbg_qh(qh))
1906                 dev_vdbg(hsotg->dev, "%s()\n", __func__);
1907
1908         if (dwc2_qh_is_non_per(qh)) {
1909                 dwc2_hcd_qh_unlink(hsotg, qh);
1910                 if (!list_empty(&qh->qtd_list))
1911                         /* Add back to inactive non-periodic schedule */
1912                         dwc2_hcd_qh_add(hsotg, qh);
1913                 return;
1914         }
1915
1916         /*
1917          * Use the real frame number rather than the cached value as of the
1918          * last SOF just to get us a little closer to reality.  Note that
1919          * means we don't actually know if we've already handled the SOF
1920          * interrupt for this frame.
1921          */
1922         frame_number = dwc2_hcd_get_frame_number(hsotg);
1923
1924         if (sched_next_periodic_split)
1925                 missed = dwc2_next_for_periodic_split(hsotg, qh, frame_number);
1926         else
1927                 missed = dwc2_next_periodic_start(hsotg, qh, frame_number);
1928
1929         dwc2_sch_vdbg(hsotg,
1930                       "QH=%p next(%d) fn=%04x, sch=%04x=>%04x (%+d) miss=%d %s\n",
1931                      qh, sched_next_periodic_split, frame_number, old_frame,
1932                      qh->next_active_frame,
1933                      dwc2_frame_num_dec(qh->next_active_frame, old_frame),
1934                 missed, missed ? "MISS" : "");
1935
1936         if (list_empty(&qh->qtd_list)) {
1937                 dwc2_hcd_qh_unlink(hsotg, qh);
1938                 return;
1939         }
1940
1941         /*
1942          * Remove from periodic_sched_queued and move to
1943          * appropriate queue
1944          *
1945          * Note: we purposely use the frame_number from the "hsotg" structure
1946          * since we know SOF interrupt will handle future frames.
1947          */
1948         if (dwc2_frame_num_le(qh->next_active_frame, hsotg->frame_number))
1949                 list_move_tail(&qh->qh_list_entry,
1950                                &hsotg->periodic_sched_ready);
1951         else
1952                 list_move_tail(&qh->qh_list_entry,
1953                                &hsotg->periodic_sched_inactive);
1954 }
1955
1956 /**
1957  * dwc2_hcd_qtd_init() - Initializes a QTD structure
1958  *
1959  * @qtd: The QTD to initialize
1960  * @urb: The associated URB
1961  */
1962 void dwc2_hcd_qtd_init(struct dwc2_qtd *qtd, struct dwc2_hcd_urb *urb)
1963 {
1964         qtd->urb = urb;
1965         if (dwc2_hcd_get_pipe_type(&urb->pipe_info) ==
1966                         USB_ENDPOINT_XFER_CONTROL) {
1967                 /*
1968                  * The only time the QTD data toggle is used is on the data
1969                  * phase of control transfers. This phase always starts with
1970                  * DATA1.
1971                  */
1972                 qtd->data_toggle = DWC2_HC_PID_DATA1;
1973                 qtd->control_phase = DWC2_CONTROL_SETUP;
1974         }
1975
1976         /* Start split */
1977         qtd->complete_split = 0;
1978         qtd->isoc_split_pos = DWC2_HCSPLT_XACTPOS_ALL;
1979         qtd->isoc_split_offset = 0;
1980         qtd->in_process = 0;
1981
1982         /* Store the qtd ptr in the urb to reference the QTD */
1983         urb->qtd = qtd;
1984 }
1985
1986 /**
1987  * dwc2_hcd_qtd_add() - Adds a QTD to the QTD-list of a QH
1988  *                      Caller must hold driver lock.
1989  *
1990  * @hsotg:        The DWC HCD structure
1991  * @qtd:          The QTD to add
1992  * @qh:           Queue head to add qtd to
1993  *
1994  * Return: 0 if successful, negative error code otherwise
1995  *
1996  * If the QH to which the QTD is added is not currently scheduled, it is placed
1997  * into the proper schedule based on its EP type.
1998  */
1999 int dwc2_hcd_qtd_add(struct dwc2_hsotg *hsotg, struct dwc2_qtd *qtd,
2000                      struct dwc2_qh *qh)
2001 {
2002         int retval;
2003
2004         if (unlikely(!qh)) {
2005                 dev_err(hsotg->dev, "%s: Invalid QH\n", __func__);
2006                 retval = -EINVAL;
2007                 goto fail;
2008         }
2009
2010         retval = dwc2_hcd_qh_add(hsotg, qh);
2011         if (retval)
2012                 goto fail;
2013
2014         qtd->qh = qh;
2015         list_add_tail(&qtd->qtd_list_entry, &qh->qtd_list);
2016
2017         return 0;
2018 fail:
2019         return retval;
2020 }