Add the rt linux 4.1.3-rt3 as base
[kvmfornfv.git] / kernel / drivers / net / wimax / i2400m / tx.c
1 /*
2  * Intel Wireless WiMAX Connection 2400m
3  * Generic (non-bus specific) TX handling
4  *
5  *
6  * Copyright (C) 2007-2008 Intel Corporation. All rights reserved.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  *
12  *   * Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *     notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  *   * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *     notice, this list of conditions and the following disclaimer in
16  *     the documentation and/or other materials provided with the
17  *     distribution.
18  *   * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
19  *     contributors may be used to endorse or promote products derived
20  *     from this software without specific prior written permission.
21  *
22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
23  * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
24  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
25  * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
26  * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
27  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
28  * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
29  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
30  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
31  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
32  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
33  *
34  *
35  * Intel Corporation <linux-wimax@intel.com>
36  * Yanir Lubetkin <yanirx.lubetkin@intel.com>
37  *  - Initial implementation
38  *
39  * Intel Corporation <linux-wimax@intel.com>
40  * Inaky Perez-Gonzalez <inaky.perez-gonzalez@intel.com>
41  *  - Rewritten to use a single FIFO to lower the memory allocation
42  *    pressure and optimize cache hits when copying to the queue, as
43  *    well as splitting out bus-specific code.
44  *
45  *
46  * Implements data transmission to the device; this is done through a
47  * software FIFO, as data/control frames can be coalesced (while the
48  * device is reading the previous tx transaction, others accumulate).
49  *
50  * A FIFO is used because at the end it is resource-cheaper that trying
51  * to implement scatter/gather over USB. As well, most traffic is going
52  * to be download (vs upload).
53  *
54  * The format for sending/receiving data to/from the i2400m is
55  * described in detail in rx.c:PROTOCOL FORMAT. In here we implement
56  * the transmission of that. This is split between a bus-independent
57  * part that just prepares everything and a bus-specific part that
58  * does the actual transmission over the bus to the device (in the
59  * bus-specific driver).
60  *
61  *
62  * The general format of a device-host transaction is MSG-HDR, PLD1,
63  * PLD2...PLDN, PL1, PL2,...PLN, PADDING.
64  *
65  * Because we need the send payload descriptors and then payloads and
66  * because it is kind of expensive to do scatterlists in USB (one URB
67  * per node), it becomes cheaper to append all the data to a FIFO
68  * (copying to a FIFO potentially in cache is cheaper).
69  *
70  * Then the bus-specific code takes the parts of that FIFO that are
71  * written and passes them to the device.
72  *
73  * So the concepts to keep in mind there are:
74  *
75  * We use a FIFO to queue the data in a linear buffer. We first append
76  * a MSG-HDR, space for I2400M_TX_PLD_MAX payload descriptors and then
77  * go appending payloads until we run out of space or of payload
78  * descriptors. Then we append padding to make the whole transaction a
79  * multiple of i2400m->bus_tx_block_size (as defined by the bus layer).
80  *
81  * - A TX message: a combination of a message header, payload
82  *   descriptors and payloads.
83  *
84  *     Open: it is marked as active (i2400m->tx_msg is valid) and we
85  *       can keep adding payloads to it.
86  *
87  *     Closed: we are not appending more payloads to this TX message
88  *       (exahusted space in the queue, too many payloads or
89  *       whichever).  We have appended padding so the whole message
90  *       length is aligned to i2400m->bus_tx_block_size (as set by the
91  *       bus/transport layer).
92  *
93  * - Most of the time we keep a TX message open to which we append
94  *   payloads.
95  *
96  * - If we are going to append and there is no more space (we are at
97  *   the end of the FIFO), we close the message, mark the rest of the
98  *   FIFO space unusable (skip_tail), create a new message at the
99  *   beginning of the FIFO (if there is space) and append the message
100  *   there.
101  *
102  *   This is because we need to give linear TX messages to the bus
103  *   engine. So we don't write a message to the remaining FIFO space
104  *   until the tail and continue at the head of it.
105  *
106  * - We overload one of the fields in the message header to use it as
107  *   'size' of the TX message, so we can iterate over them. It also
108  *   contains a flag that indicates if we have to skip it or not.
109  *   When we send the buffer, we update that to its real on-the-wire
110  *   value.
111  *
112  * - The MSG-HDR PLD1...PLD2 stuff has to be a size multiple of 16.
113  *
114  *   It follows that if MSG-HDR says we have N messages, the whole
115  *   header + descriptors is 16 + 4*N; for those to be a multiple of
116  *   16, it follows that N can be 4, 8, 12, ... (32, 48, 64, 80...
117  *   bytes).
118  *
119  *   So if we have only 1 payload, we have to submit a header that in
120  *   all truth has space for 4.
121  *
122  *   The implication is that we reserve space for 12 (64 bytes); but
123  *   if we fill up only (eg) 2, our header becomes 32 bytes only. So
124  *   the TX engine has to shift those 32 bytes of msg header and 2
125  *   payloads and padding so that right after it the payloads start
126  *   and the TX engine has to know about that.
127  *
128  *   It is cheaper to move the header up than the whole payloads down.
129  *
130  *   We do this in i2400m_tx_close(). See 'i2400m_msg_hdr->offset'.
131  *
132  * - Each payload has to be size-padded to 16 bytes; before appending
133  *   it, we just do it.
134  *
135  * - The whole message has to be padded to i2400m->bus_tx_block_size;
136  *   we do this at close time. Thus, when reserving space for the
137  *   payload, we always make sure there is also free space for this
138  *   padding that sooner or later will happen.
139  *
140  * When we append a message, we tell the bus specific code to kick in
141  * TXs. It will TX (in parallel) until the buffer is exhausted--hence
142  * the lockin we do. The TX code will only send a TX message at the
143  * time (which remember, might contain more than one payload). Of
144  * course, when the bus-specific driver attempts to TX a message that
145  * is still open, it gets closed first.
146  *
147  * Gee, this is messy; well a picture. In the example below we have a
148  * partially full FIFO, with a closed message ready to be delivered
149  * (with a moved message header to make sure it is size-aligned to
150  * 16), TAIL room that was unusable (and thus is marked with a message
151  * header that says 'skip this') and at the head of the buffer, an
152  * incomplete message with a couple of payloads.
153  *
154  * N   ___________________________________________________
155  *    |                                                   |
156  *    |     TAIL room                                     |
157  *    |                                                   |
158  *    |  msg_hdr to skip (size |= 0x80000)                |
159  *    |---------------------------------------------------|-------
160  *    |                                                   |  /|\
161  *    |                                                   |   |
162  *    |  TX message padding                               |   |
163  *    |                                                   |   |
164  *    |                                                   |   |
165  *    |- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -|   |
166  *    |                                                   |   |
167  *    |  payload 1                                        |   |
168  *    |                                                   | N * tx_block_size
169  *    |                                                   |   |
170  *    |- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -|   |
171  *    |                                                   |   |
172  *    |  payload 1                                        |   |
173  *    |                                                   |   |
174  *    |                                                   |   |
175  *    |- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -|- -|- - - -
176  *    |  padding 3                  /|\                   |   |   /|\
177  *    |  padding 2                   |                    |   |    |
178  *    |  pld 1                32 bytes (2 * 16)           |   |    |
179  *    |  pld 0                       |                    |   |    |
180  *    |  moved msg_hdr              \|/                   |  \|/   |
181  *    |- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -|- - -   |
182  *    |                                                   |    _PLD_SIZE
183  *    |  unused                                           |        |
184  *    |                                                   |        |
185  *    |- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -|        |
186  *    |  msg_hdr (size X)       [this message is closed]  |       \|/
187  *    |===================================================|========== <=== OUT
188  *    |                                                   |
189  *    |                                                   |
190  *    |                                                   |
191  *    |          Free rooom                               |
192  *    |                                                   |
193  *    |                                                   |
194  *    |                                                   |
195  *    |                                                   |
196  *    |                                                   |
197  *    |                                                   |
198  *    |                                                   |
199  *    |                                                   |
200  *    |                                                   |
201  *    |===================================================|========== <=== IN
202  *    |                                                   |
203  *    |                                                   |
204  *    |                                                   |
205  *    |                                                   |
206  *    |  payload 1                                        |
207  *    |                                                   |
208  *    |                                                   |
209  *    |- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -|
210  *    |                                                   |
211  *    |  payload 0                                        |
212  *    |                                                   |
213  *    |                                                   |
214  *    |- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -|
215  *    |  pld 11                     /|\                   |
216  *    |  ...                         |                    |
217  *    |  pld 1                64 bytes (2 * 16)           |
218  *    |  pld 0                       |                    |
219  *    |  msg_hdr (size X)           \|/ [message is open] |
220  * 0   ---------------------------------------------------
221  *
222  *
223  * ROADMAP
224  *
225  * i2400m_tx_setup()           Called by i2400m_setup
226  * i2400m_tx_release()         Called by i2400m_release()
227  *
228  *  i2400m_tx()                 Called to send data or control frames
229  *    i2400m_tx_fifo_push()     Allocates append-space in the FIFO
230  *    i2400m_tx_new()           Opens a new message in the FIFO
231  *    i2400m_tx_fits()          Checks if a new payload fits in the message
232  *    i2400m_tx_close()         Closes an open message in the FIFO
233  *    i2400m_tx_skip_tail()     Marks unusable FIFO tail space
234  *    i2400m->bus_tx_kick()
235  *
236  * Now i2400m->bus_tx_kick() is the the bus-specific driver backend
237  * implementation; that would do:
238  *
239  * i2400m->bus_tx_kick()
240  *   i2400m_tx_msg_get()        Gets first message ready to go
241  *   ...sends it...
242  *   i2400m_tx_msg_sent()       Ack the message is sent; repeat from
243  *                              _tx_msg_get() until it returns NULL
244  *                               (FIFO empty).
245  */
246 #include <linux/netdevice.h>
247 #include <linux/slab.h>
248 #include <linux/export.h>
249 #include "i2400m.h"
250
251
252 #define D_SUBMODULE tx
253 #include "debug-levels.h"
254
255 enum {
256         /**
257          * TX Buffer size
258          *
259          * Doc says maximum transaction is 16KiB. If we had 16KiB en
260          * route and 16KiB being queued, it boils down to needing
261          * 32KiB.
262          * 32KiB is insufficient for 1400 MTU, hence increasing
263          * tx buffer size to 64KiB.
264          */
265         I2400M_TX_BUF_SIZE = 65536,
266         /**
267          * Message header and payload descriptors have to be 16
268          * aligned (16 + 4 * N = 16 * M). If we take that average sent
269          * packets are MTU size (~1400-~1500) it follows that we could
270          * fit at most 10-11 payloads in one transaction. To meet the
271          * alignment requirement, that means we need to leave space
272          * for 12 (64 bytes). To simplify, we leave space for that. If
273          * at the end there are less, we pad up to the nearest
274          * multiple of 16.
275          */
276         /*
277          * According to Intel Wimax i3200, i5x50 and i6x50 specification
278          * documents, the maximum number of payloads per message can be
279          * up to 60. Increasing the number of payloads to 60 per message
280          * helps to accommodate smaller payloads in a single transaction.
281          */
282         I2400M_TX_PLD_MAX = 60,
283         I2400M_TX_PLD_SIZE = sizeof(struct i2400m_msg_hdr)
284         + I2400M_TX_PLD_MAX * sizeof(struct i2400m_pld),
285         I2400M_TX_SKIP = 0x80000000,
286         /*
287          * According to Intel Wimax i3200, i5x50 and i6x50 specification
288          * documents, the maximum size of each message can be up to 16KiB.
289          */
290         I2400M_TX_MSG_SIZE = 16384,
291 };
292
293 #define TAIL_FULL ((void *)~(unsigned long)NULL)
294
295 /*
296  * Calculate how much tail room is available
297  *
298  * Note the trick here. This path is ONLY caleed for Case A (see
299  * i2400m_tx_fifo_push() below), where we have:
300  *
301  *       Case A
302  * N  ___________
303  *   | tail room |
304  *   |           |
305  *   |<-  IN   ->|
306  *   |           |
307  *   |   data    |
308  *   |           |
309  *   |<-  OUT  ->|
310  *   |           |
311  *   | head room |
312  * 0  -----------
313  *
314  * When calculating the tail_room, tx_in might get to be zero if
315  * i2400m->tx_in is right at the end of the buffer (really full
316  * buffer) if there is no head room. In this case, tail_room would be
317  * I2400M_TX_BUF_SIZE, although it is actually zero. Hence the final
318  * mod (%) operation. However, when doing this kind of optimization,
319  * i2400m->tx_in being zero would fail, so we treat is an a special
320  * case.
321  */
322 static inline
323 size_t __i2400m_tx_tail_room(struct i2400m *i2400m)
324 {
325         size_t tail_room;
326         size_t tx_in;
327
328         if (unlikely(i2400m->tx_in == 0))
329                 return I2400M_TX_BUF_SIZE;
330         tx_in = i2400m->tx_in % I2400M_TX_BUF_SIZE;
331         tail_room = I2400M_TX_BUF_SIZE - tx_in;
332         tail_room %= I2400M_TX_BUF_SIZE;
333         return tail_room;
334 }
335
336
337 /*
338  * Allocate @size bytes in the TX fifo, return a pointer to it
339  *
340  * @i2400m: device descriptor
341  * @size: size of the buffer we need to allocate
342  * @padding: ensure that there is at least this many bytes of free
343  *     contiguous space in the fifo. This is needed because later on
344  *     we might need to add padding.
345  * @try_head: specify either to allocate head room or tail room space
346  *     in the TX FIFO. This boolean is required to avoids a system hang
347  *     due to an infinite loop caused by i2400m_tx_fifo_push().
348  *     The caller must always try to allocate tail room space first by
349  *     calling this routine with try_head = 0. In case if there
350  *     is not enough tail room space but there is enough head room space,
351  *     (i2400m_tx_fifo_push() returns TAIL_FULL) try to allocate head
352  *     room space, by calling this routine again with try_head = 1.
353  *
354  * Returns:
355  *
356  *     Pointer to the allocated space. NULL if there is no
357  *     space. TAIL_FULL if there is no space at the tail but there is at
358  *     the head (Case B below).
359  *
360  * These are the two basic cases we need to keep an eye for -- it is
361  * much better explained in linux/kernel/kfifo.c, but this code
362  * basically does the same. No rocket science here.
363  *
364  *       Case A               Case B
365  * N  ___________          ___________
366  *   | tail room |        |   data    |
367  *   |           |        |           |
368  *   |<-  IN   ->|        |<-  OUT  ->|
369  *   |           |        |           |
370  *   |   data    |        |   room    |
371  *   |           |        |           |
372  *   |<-  OUT  ->|        |<-  IN   ->|
373  *   |           |        |           |
374  *   | head room |        |   data    |
375  * 0  -----------          -----------
376  *
377  * We allocate only *contiguous* space.
378  *
379  * We can allocate only from 'room'. In Case B, it is simple; in case
380  * A, we only try from the tail room; if it is not enough, we just
381  * fail and return TAIL_FULL and let the caller figure out if we wants to
382  * skip the tail room and try to allocate from the head.
383  *
384  * There is a corner case, wherein i2400m_tx_new() can get into
385  * an infinite loop calling i2400m_tx_fifo_push().
386  * In certain situations, tx_in would have reached on the top of TX FIFO
387  * and i2400m_tx_tail_room() returns 0, as described below:
388  *
389  * N  ___________ tail room is zero
390  *   |<-  IN   ->|
391  *   |           |
392  *   |           |
393  *   |           |
394  *   |   data    |
395  *   |<-  OUT  ->|
396  *   |           |
397  *   |           |
398  *   | head room |
399  * 0  -----------
400  * During such a time, where tail room is zero in the TX FIFO and if there
401  * is a request to add a payload to TX FIFO, which calls:
402  * i2400m_tx()
403  *         ->calls i2400m_tx_close()
404  *         ->calls i2400m_tx_skip_tail()
405  *         goto try_new;
406  *         ->calls i2400m_tx_new()
407  *                    |----> [try_head:]
408  *     infinite loop  |     ->calls i2400m_tx_fifo_push()
409  *                    |                if (tail_room < needed)
410  *                    |                   if (head_room => needed)
411  *                    |                       return TAIL_FULL;
412  *                    |<----  goto try_head;
413  *
414  * i2400m_tx() calls i2400m_tx_close() to close the message, since there
415  * is no tail room to accommodate the payload and calls
416  * i2400m_tx_skip_tail() to skip the tail space. Now i2400m_tx() calls
417  * i2400m_tx_new() to allocate space for new message header calling
418  * i2400m_tx_fifo_push() that returns TAIL_FULL, since there is no tail space
419  * to accommodate the message header, but there is enough head space.
420  * The i2400m_tx_new() keeps re-retrying by calling i2400m_tx_fifo_push()
421  * ending up in a loop causing system freeze.
422  *
423  * This corner case is avoided by using a try_head boolean,
424  * as an argument to i2400m_tx_fifo_push().
425  *
426  * Note:
427  *
428  *     Assumes i2400m->tx_lock is taken, and we use that as a barrier
429  *
430  *     The indexes keep increasing and we reset them to zero when we
431  *     pop data off the queue
432  */
433 static
434 void *i2400m_tx_fifo_push(struct i2400m *i2400m, size_t size,
435                           size_t padding, bool try_head)
436 {
437         struct device *dev = i2400m_dev(i2400m);
438         size_t room, tail_room, needed_size;
439         void *ptr;
440
441         needed_size = size + padding;
442         room = I2400M_TX_BUF_SIZE - (i2400m->tx_in - i2400m->tx_out);
443         if (room < needed_size) { /* this takes care of Case B */
444                 d_printf(2, dev, "fifo push %zu/%zu: no space\n",
445                          size, padding);
446                 return NULL;
447         }
448         /* Is there space at the tail? */
449         tail_room = __i2400m_tx_tail_room(i2400m);
450         if (!try_head && tail_room < needed_size) {
451                 /*
452                  * If the tail room space is not enough to push the message
453                  * in the TX FIFO, then there are two possibilities:
454                  * 1. There is enough head room space to accommodate
455                  * this message in the TX FIFO.
456                  * 2. There is not enough space in the head room and
457                  * in tail room of the TX FIFO to accommodate the message.
458                  * In the case (1), return TAIL_FULL so that the caller
459                  * can figure out, if the caller wants to push the message
460                  * into the head room space.
461                  * In the case (2), return NULL, indicating that the TX FIFO
462                  * cannot accommodate the message.
463                  */
464                 if (room - tail_room >= needed_size) {
465                         d_printf(2, dev, "fifo push %zu/%zu: tail full\n",
466                                  size, padding);
467                         return TAIL_FULL;       /* There might be head space */
468                 } else {
469                         d_printf(2, dev, "fifo push %zu/%zu: no head space\n",
470                                  size, padding);
471                         return NULL;    /* There is no space */
472                 }
473         }
474         ptr = i2400m->tx_buf + i2400m->tx_in % I2400M_TX_BUF_SIZE;
475         d_printf(2, dev, "fifo push %zu/%zu: at @%zu\n", size, padding,
476                  i2400m->tx_in % I2400M_TX_BUF_SIZE);
477         i2400m->tx_in += size;
478         return ptr;
479 }
480
481
482 /*
483  * Mark the tail of the FIFO buffer as 'to-skip'
484  *
485  * We should never hit the BUG_ON() because all the sizes we push to
486  * the FIFO are padded to be a multiple of 16 -- the size of *msg
487  * (I2400M_PL_PAD for the payloads, I2400M_TX_PLD_SIZE for the
488  * header).
489  *
490  * Tail room can get to be zero if a message was opened when there was
491  * space only for a header. _tx_close() will mark it as to-skip (as it
492  * will have no payloads) and there will be no more space to flush, so
493  * nothing has to be done here. This is probably cheaper than ensuring
494  * in _tx_new() that there is some space for payloads...as we could
495  * always possibly hit the same problem if the payload wouldn't fit.
496  *
497  * Note:
498  *
499  *     Assumes i2400m->tx_lock is taken, and we use that as a barrier
500  *
501  *     This path is only taken for Case A FIFO situations [see
502  *     i2400m_tx_fifo_push()]
503  */
504 static
505 void i2400m_tx_skip_tail(struct i2400m *i2400m)
506 {
507         struct device *dev = i2400m_dev(i2400m);
508         size_t tx_in = i2400m->tx_in % I2400M_TX_BUF_SIZE;
509         size_t tail_room = __i2400m_tx_tail_room(i2400m);
510         struct i2400m_msg_hdr *msg = i2400m->tx_buf + tx_in;
511         if (unlikely(tail_room == 0))
512                 return;
513         BUG_ON(tail_room < sizeof(*msg));
514         msg->size = tail_room | I2400M_TX_SKIP;
515         d_printf(2, dev, "skip tail: skipping %zu bytes @%zu\n",
516                  tail_room, tx_in);
517         i2400m->tx_in += tail_room;
518 }
519
520
521 /*
522  * Check if a skb will fit in the TX queue's current active TX
523  * message (if there are still descriptors left unused).
524  *
525  * Returns:
526  *     0 if the message won't fit, 1 if it will.
527  *
528  * Note:
529  *
530  *     Assumes a TX message is active (i2400m->tx_msg).
531  *
532  *     Assumes i2400m->tx_lock is taken, and we use that as a barrier
533  */
534 static
535 unsigned i2400m_tx_fits(struct i2400m *i2400m)
536 {
537         struct i2400m_msg_hdr *msg_hdr = i2400m->tx_msg;
538         return le16_to_cpu(msg_hdr->num_pls) < I2400M_TX_PLD_MAX;
539
540 }
541
542
543 /*
544  * Start a new TX message header in the queue.
545  *
546  * Reserve memory from the base FIFO engine and then just initialize
547  * the message header.
548  *
549  * We allocate the biggest TX message header we might need (one that'd
550  * fit I2400M_TX_PLD_MAX payloads) -- when it is closed it will be
551  * 'ironed it out' and the unneeded parts removed.
552  *
553  * NOTE:
554  *
555  *     Assumes that the previous message is CLOSED (eg: either
556  *     there was none or 'i2400m_tx_close()' was called on it).
557  *
558  *     Assumes i2400m->tx_lock is taken, and we use that as a barrier
559  */
560 static
561 void i2400m_tx_new(struct i2400m *i2400m)
562 {
563         struct device *dev = i2400m_dev(i2400m);
564         struct i2400m_msg_hdr *tx_msg;
565         bool try_head = false;
566         BUG_ON(i2400m->tx_msg != NULL);
567         /*
568          * In certain situations, TX queue might have enough space to
569          * accommodate the new message header I2400M_TX_PLD_SIZE, but
570          * might not have enough space to accommodate the payloads.
571          * Adding bus_tx_room_min padding while allocating a new TX message
572          * increases the possibilities of including at least one payload of the
573          * size <= bus_tx_room_min.
574          */
575 try_head:
576         tx_msg = i2400m_tx_fifo_push(i2400m, I2400M_TX_PLD_SIZE,
577                                      i2400m->bus_tx_room_min, try_head);
578         if (tx_msg == NULL)
579                 goto out;
580         else if (tx_msg == TAIL_FULL) {
581                 i2400m_tx_skip_tail(i2400m);
582                 d_printf(2, dev, "new TX message: tail full, trying head\n");
583                 try_head = true;
584                 goto try_head;
585         }
586         memset(tx_msg, 0, I2400M_TX_PLD_SIZE);
587         tx_msg->size = I2400M_TX_PLD_SIZE;
588 out:
589         i2400m->tx_msg = tx_msg;
590         d_printf(2, dev, "new TX message: %p @%zu\n",
591                  tx_msg, (void *) tx_msg - i2400m->tx_buf);
592 }
593
594
595 /*
596  * Finalize the current TX message header
597  *
598  * Sets the message header to be at the proper location depending on
599  * how many descriptors we have (check documentation at the file's
600  * header for more info on that).
601  *
602  * Appends padding bytes to make sure the whole TX message (counting
603  * from the 'relocated' message header) is aligned to
604  * tx_block_size. We assume the _append() code has left enough space
605  * in the FIFO for that. If there are no payloads, just pass, as it
606  * won't be transferred.
607  *
608  * The amount of padding bytes depends on how many payloads are in the
609  * TX message, as the "msg header and payload descriptors" will be
610  * shifted up in the buffer.
611  */
612 static
613 void i2400m_tx_close(struct i2400m *i2400m)
614 {
615         struct device *dev = i2400m_dev(i2400m);
616         struct i2400m_msg_hdr *tx_msg = i2400m->tx_msg;
617         struct i2400m_msg_hdr *tx_msg_moved;
618         size_t aligned_size, padding, hdr_size;
619         void *pad_buf;
620         unsigned num_pls;
621
622         if (tx_msg->size & I2400M_TX_SKIP)      /* a skipper? nothing to do */
623                 goto out;
624         num_pls = le16_to_cpu(tx_msg->num_pls);
625         /* We can get this situation when a new message was started
626          * and there was no space to add payloads before hitting the
627          tail (and taking padding into consideration). */
628         if (num_pls == 0) {
629                 tx_msg->size |= I2400M_TX_SKIP;
630                 goto out;
631         }
632         /* Relocate the message header
633          *
634          * Find the current header size, align it to 16 and if we need
635          * to move it so the tail is next to the payloads, move it and
636          * set the offset.
637          *
638          * If it moved, this header is good only for transmission; the
639          * original one (it is kept if we moved) is still used to
640          * figure out where the next TX message starts (and where the
641          * offset to the moved header is).
642          */
643         hdr_size = sizeof(*tx_msg)
644                 + le16_to_cpu(tx_msg->num_pls) * sizeof(tx_msg->pld[0]);
645         hdr_size = ALIGN(hdr_size, I2400M_PL_ALIGN);
646         tx_msg->offset = I2400M_TX_PLD_SIZE - hdr_size;
647         tx_msg_moved = (void *) tx_msg + tx_msg->offset;
648         memmove(tx_msg_moved, tx_msg, hdr_size);
649         tx_msg_moved->size -= tx_msg->offset;
650         /*
651          * Now figure out how much we have to add to the (moved!)
652          * message so the size is a multiple of i2400m->bus_tx_block_size.
653          */
654         aligned_size = ALIGN(tx_msg_moved->size, i2400m->bus_tx_block_size);
655         padding = aligned_size - tx_msg_moved->size;
656         if (padding > 0) {
657                 pad_buf = i2400m_tx_fifo_push(i2400m, padding, 0, 0);
658                 if (unlikely(WARN_ON(pad_buf == NULL
659                                      || pad_buf == TAIL_FULL))) {
660                         /* This should not happen -- append should verify
661                          * there is always space left at least to append
662                          * tx_block_size */
663                         dev_err(dev,
664                                 "SW BUG! Possible data leakage from memory the "
665                                 "device should not read for padding - "
666                                 "size %lu aligned_size %zu tx_buf %p in "
667                                 "%zu out %zu\n",
668                                 (unsigned long) tx_msg_moved->size,
669                                 aligned_size, i2400m->tx_buf, i2400m->tx_in,
670                                 i2400m->tx_out);
671                 } else
672                         memset(pad_buf, 0xad, padding);
673         }
674         tx_msg_moved->padding = cpu_to_le16(padding);
675         tx_msg_moved->size += padding;
676         if (tx_msg != tx_msg_moved)
677                 tx_msg->size += padding;
678 out:
679         i2400m->tx_msg = NULL;
680 }
681
682
683 /**
684  * i2400m_tx - send the data in a buffer to the device
685  *
686  * @buf: pointer to the buffer to transmit
687  *
688  * @buf_len: buffer size
689  *
690  * @pl_type: type of the payload we are sending.
691  *
692  * Returns:
693  *     0 if ok, < 0 errno code on error (-ENOSPC, if there is no more
694  *     room for the message in the queue).
695  *
696  * Appends the buffer to the TX FIFO and notifies the bus-specific
697  * part of the driver that there is new data ready to transmit.
698  * Once this function returns, the buffer has been copied, so it can
699  * be reused.
700  *
701  * The steps followed to append are explained in detail in the file
702  * header.
703  *
704  * Whenever we write to a message, we increase msg->size, so it
705  * reflects exactly how big the message is. This is needed so that if
706  * we concatenate two messages before they can be sent, the code that
707  * sends the messages can find the boundaries (and it will replace the
708  * size with the real barker before sending).
709  *
710  * Note:
711  *
712  *     Cold and warm reset payloads need to be sent as a single
713  *     payload, so we handle that.
714  */
715 int i2400m_tx(struct i2400m *i2400m, const void *buf, size_t buf_len,
716               enum i2400m_pt pl_type)
717 {
718         int result = -ENOSPC;
719         struct device *dev = i2400m_dev(i2400m);
720         unsigned long flags;
721         size_t padded_len;
722         void *ptr;
723         bool try_head = false;
724         unsigned is_singleton = pl_type == I2400M_PT_RESET_WARM
725                 || pl_type == I2400M_PT_RESET_COLD;
726
727         d_fnstart(3, dev, "(i2400m %p skb %p [%zu bytes] pt %u)\n",
728                   i2400m, buf, buf_len, pl_type);
729         padded_len = ALIGN(buf_len, I2400M_PL_ALIGN);
730         d_printf(5, dev, "padded_len %zd buf_len %zd\n", padded_len, buf_len);
731         /* If there is no current TX message, create one; if the
732          * current one is out of payload slots or we have a singleton,
733          * close it and start a new one */
734         spin_lock_irqsave(&i2400m->tx_lock, flags);
735         /* If tx_buf is NULL, device is shutdown */
736         if (i2400m->tx_buf == NULL) {
737                 result = -ESHUTDOWN;
738                 goto error_tx_new;
739         }
740 try_new:
741         if (unlikely(i2400m->tx_msg == NULL))
742                 i2400m_tx_new(i2400m);
743         else if (unlikely(!i2400m_tx_fits(i2400m)
744                           || (is_singleton && i2400m->tx_msg->num_pls != 0))) {
745                 d_printf(2, dev, "closing TX message (fits %u singleton "
746                          "%u num_pls %u)\n", i2400m_tx_fits(i2400m),
747                          is_singleton, i2400m->tx_msg->num_pls);
748                 i2400m_tx_close(i2400m);
749                 i2400m_tx_new(i2400m);
750         }
751         if (i2400m->tx_msg == NULL)
752                 goto error_tx_new;
753         /*
754          * Check if this skb will fit in the TX queue's current active
755          * TX message. The total message size must not exceed the maximum
756          * size of each message I2400M_TX_MSG_SIZE. If it exceeds,
757          * close the current message and push this skb into the new message.
758          */
759         if (i2400m->tx_msg->size + padded_len > I2400M_TX_MSG_SIZE) {
760                 d_printf(2, dev, "TX: message too big, going new\n");
761                 i2400m_tx_close(i2400m);
762                 i2400m_tx_new(i2400m);
763         }
764         if (i2400m->tx_msg == NULL)
765                 goto error_tx_new;
766         /* So we have a current message header; now append space for
767          * the message -- if there is not enough, try the head */
768         ptr = i2400m_tx_fifo_push(i2400m, padded_len,
769                                   i2400m->bus_tx_block_size, try_head);
770         if (ptr == TAIL_FULL) { /* Tail is full, try head */
771                 d_printf(2, dev, "pl append: tail full\n");
772                 i2400m_tx_close(i2400m);
773                 i2400m_tx_skip_tail(i2400m);
774                 try_head = true;
775                 goto try_new;
776         } else if (ptr == NULL) {       /* All full */
777                 result = -ENOSPC;
778                 d_printf(2, dev, "pl append: all full\n");
779         } else {                        /* Got space, copy it, set padding */
780                 struct i2400m_msg_hdr *tx_msg = i2400m->tx_msg;
781                 unsigned num_pls = le16_to_cpu(tx_msg->num_pls);
782                 memcpy(ptr, buf, buf_len);
783                 memset(ptr + buf_len, 0xad, padded_len - buf_len);
784                 i2400m_pld_set(&tx_msg->pld[num_pls], buf_len, pl_type);
785                 d_printf(3, dev, "pld 0x%08x (type 0x%1x len 0x%04zx\n",
786                          le32_to_cpu(tx_msg->pld[num_pls].val),
787                          pl_type, buf_len);
788                 tx_msg->num_pls = le16_to_cpu(num_pls+1);
789                 tx_msg->size += padded_len;
790                 d_printf(2, dev, "TX: appended %zu b (up to %u b) pl #%u\n",
791                         padded_len, tx_msg->size, num_pls+1);
792                 d_printf(2, dev,
793                          "TX: appended hdr @%zu %zu b pl #%u @%zu %zu/%zu b\n",
794                          (void *)tx_msg - i2400m->tx_buf, (size_t)tx_msg->size,
795                          num_pls+1, ptr - i2400m->tx_buf, buf_len, padded_len);
796                 result = 0;
797                 if (is_singleton)
798                         i2400m_tx_close(i2400m);
799         }
800 error_tx_new:
801         spin_unlock_irqrestore(&i2400m->tx_lock, flags);
802         /* kick in most cases, except when the TX subsys is down, as
803          * it might free space */
804         if (likely(result != -ESHUTDOWN))
805                 i2400m->bus_tx_kick(i2400m);
806         d_fnend(3, dev, "(i2400m %p skb %p [%zu bytes] pt %u) = %d\n",
807                 i2400m, buf, buf_len, pl_type, result);
808         return result;
809 }
810 EXPORT_SYMBOL_GPL(i2400m_tx);
811
812
813 /**
814  * i2400m_tx_msg_get - Get the first TX message in the FIFO to start sending it
815  *
816  * @i2400m: device descriptors
817  * @bus_size: where to place the size of the TX message
818  *
819  * Called by the bus-specific driver to get the first TX message at
820  * the FIF that is ready for transmission.
821  *
822  * It sets the state in @i2400m to indicate the bus-specific driver is
823  * transferring that message (i2400m->tx_msg_size).
824  *
825  * Once the transfer is completed, call i2400m_tx_msg_sent().
826  *
827  * Notes:
828  *
829  *     The size of the TX message to be transmitted might be smaller than
830  *     that of the TX message in the FIFO (in case the header was
831  *     shorter). Hence, we copy it in @bus_size, for the bus layer to
832  *     use. We keep the message's size in i2400m->tx_msg_size so that
833  *     when the bus later is done transferring we know how much to
834  *     advance the fifo.
835  *
836  *     We collect statistics here as all the data is available and we
837  *     assume it is going to work [see i2400m_tx_msg_sent()].
838  */
839 struct i2400m_msg_hdr *i2400m_tx_msg_get(struct i2400m *i2400m,
840                                          size_t *bus_size)
841 {
842         struct device *dev = i2400m_dev(i2400m);
843         struct i2400m_msg_hdr *tx_msg, *tx_msg_moved;
844         unsigned long flags, pls;
845
846         d_fnstart(3, dev, "(i2400m %p bus_size %p)\n", i2400m, bus_size);
847         spin_lock_irqsave(&i2400m->tx_lock, flags);
848         tx_msg_moved = NULL;
849         if (i2400m->tx_buf == NULL)
850                 goto out_unlock;
851 skip:
852         tx_msg_moved = NULL;
853         if (i2400m->tx_in == i2400m->tx_out) {  /* Empty FIFO? */
854                 i2400m->tx_in = 0;
855                 i2400m->tx_out = 0;
856                 d_printf(2, dev, "TX: FIFO empty: resetting\n");
857                 goto out_unlock;
858         }
859         tx_msg = i2400m->tx_buf + i2400m->tx_out % I2400M_TX_BUF_SIZE;
860         if (tx_msg->size & I2400M_TX_SKIP) {    /* skip? */
861                 d_printf(2, dev, "TX: skip: msg @%zu (%zu b)\n",
862                          i2400m->tx_out % I2400M_TX_BUF_SIZE,
863                          (size_t) tx_msg->size & ~I2400M_TX_SKIP);
864                 i2400m->tx_out += tx_msg->size & ~I2400M_TX_SKIP;
865                 goto skip;
866         }
867
868         if (tx_msg->num_pls == 0) {             /* No payloads? */
869                 if (tx_msg == i2400m->tx_msg) { /* open, we are done */
870                         d_printf(2, dev,
871                                  "TX: FIFO empty: open msg w/o payloads @%zu\n",
872                                  (void *) tx_msg - i2400m->tx_buf);
873                         tx_msg = NULL;
874                         goto out_unlock;
875                 } else {                        /* closed, skip it */
876                         d_printf(2, dev,
877                                  "TX: skip msg w/o payloads @%zu (%zu b)\n",
878                                  (void *) tx_msg - i2400m->tx_buf,
879                                  (size_t) tx_msg->size);
880                         i2400m->tx_out += tx_msg->size & ~I2400M_TX_SKIP;
881                         goto skip;
882                 }
883         }
884         if (tx_msg == i2400m->tx_msg)           /* open msg? */
885                 i2400m_tx_close(i2400m);
886
887         /* Now we have a valid TX message (with payloads) to TX */
888         tx_msg_moved = (void *) tx_msg + tx_msg->offset;
889         i2400m->tx_msg_size = tx_msg->size;
890         *bus_size = tx_msg_moved->size;
891         d_printf(2, dev, "TX: pid %d msg hdr at @%zu offset +@%zu "
892                  "size %zu bus_size %zu\n",
893                  current->pid, (void *) tx_msg - i2400m->tx_buf,
894                  (size_t) tx_msg->offset, (size_t) tx_msg->size,
895                  (size_t) tx_msg_moved->size);
896         tx_msg_moved->barker = le32_to_cpu(I2400M_H2D_PREVIEW_BARKER);
897         tx_msg_moved->sequence = le32_to_cpu(i2400m->tx_sequence++);
898
899         pls = le32_to_cpu(tx_msg_moved->num_pls);
900         i2400m->tx_pl_num += pls;               /* Update stats */
901         if (pls > i2400m->tx_pl_max)
902                 i2400m->tx_pl_max = pls;
903         if (pls < i2400m->tx_pl_min)
904                 i2400m->tx_pl_min = pls;
905         i2400m->tx_num++;
906         i2400m->tx_size_acc += *bus_size;
907         if (*bus_size < i2400m->tx_size_min)
908                 i2400m->tx_size_min = *bus_size;
909         if (*bus_size > i2400m->tx_size_max)
910                 i2400m->tx_size_max = *bus_size;
911 out_unlock:
912         spin_unlock_irqrestore(&i2400m->tx_lock, flags);
913         d_fnstart(3, dev, "(i2400m %p bus_size %p [%zu]) = %p\n",
914                   i2400m, bus_size, *bus_size, tx_msg_moved);
915         return tx_msg_moved;
916 }
917 EXPORT_SYMBOL_GPL(i2400m_tx_msg_get);
918
919
920 /**
921  * i2400m_tx_msg_sent - indicate the transmission of a TX message
922  *
923  * @i2400m: device descriptor
924  *
925  * Called by the bus-specific driver when a message has been sent;
926  * this pops it from the FIFO; and as there is space, start the queue
927  * in case it was stopped.
928  *
929  * Should be called even if the message send failed and we are
930  * dropping this TX message.
931  */
932 void i2400m_tx_msg_sent(struct i2400m *i2400m)
933 {
934         unsigned n;
935         unsigned long flags;
936         struct device *dev = i2400m_dev(i2400m);
937
938         d_fnstart(3, dev, "(i2400m %p)\n", i2400m);
939         spin_lock_irqsave(&i2400m->tx_lock, flags);
940         if (i2400m->tx_buf == NULL)
941                 goto out_unlock;
942         i2400m->tx_out += i2400m->tx_msg_size;
943         d_printf(2, dev, "TX: sent %zu b\n", (size_t) i2400m->tx_msg_size);
944         i2400m->tx_msg_size = 0;
945         BUG_ON(i2400m->tx_out > i2400m->tx_in);
946         /* level them FIFO markers off */
947         n = i2400m->tx_out / I2400M_TX_BUF_SIZE;
948         i2400m->tx_out %= I2400M_TX_BUF_SIZE;
949         i2400m->tx_in -= n * I2400M_TX_BUF_SIZE;
950 out_unlock:
951         spin_unlock_irqrestore(&i2400m->tx_lock, flags);
952         d_fnend(3, dev, "(i2400m %p) = void\n", i2400m);
953 }
954 EXPORT_SYMBOL_GPL(i2400m_tx_msg_sent);
955
956
957 /**
958  * i2400m_tx_setup - Initialize the TX queue and infrastructure
959  *
960  * Make sure we reset the TX sequence to zero, as when this function
961  * is called, the firmware has been just restarted. Same rational
962  * for tx_in, tx_out, tx_msg_size and tx_msg. We reset them since
963  * the memory for TX queue is reallocated.
964  */
965 int i2400m_tx_setup(struct i2400m *i2400m)
966 {
967         int result = 0;
968         void *tx_buf;
969         unsigned long flags;
970
971         /* Do this here only once -- can't do on
972          * i2400m_hard_start_xmit() as we'll cause race conditions if
973          * the WS was scheduled on another CPU */
974         INIT_WORK(&i2400m->wake_tx_ws, i2400m_wake_tx_work);
975
976         tx_buf = kmalloc(I2400M_TX_BUF_SIZE, GFP_ATOMIC);
977         if (tx_buf == NULL) {
978                 result = -ENOMEM;
979                 goto error_kmalloc;
980         }
981
982         /*
983          * Fail the build if we can't fit at least two maximum size messages
984          * on the TX FIFO [one being delivered while one is constructed].
985          */
986         BUILD_BUG_ON(2 * I2400M_TX_MSG_SIZE > I2400M_TX_BUF_SIZE);
987         spin_lock_irqsave(&i2400m->tx_lock, flags);
988         i2400m->tx_sequence = 0;
989         i2400m->tx_in = 0;
990         i2400m->tx_out = 0;
991         i2400m->tx_msg_size = 0;
992         i2400m->tx_msg = NULL;
993         i2400m->tx_buf = tx_buf;
994         spin_unlock_irqrestore(&i2400m->tx_lock, flags);
995         /* Huh? the bus layer has to define this... */
996         BUG_ON(i2400m->bus_tx_block_size == 0);
997 error_kmalloc:
998         return result;
999
1000 }
1001
1002
1003 /**
1004  * i2400m_tx_release - Tear down the TX queue and infrastructure
1005  */
1006 void i2400m_tx_release(struct i2400m *i2400m)
1007 {
1008         unsigned long flags;
1009         spin_lock_irqsave(&i2400m->tx_lock, flags);
1010         kfree(i2400m->tx_buf);
1011         i2400m->tx_buf = NULL;
1012         spin_unlock_irqrestore(&i2400m->tx_lock, flags);
1013 }