Merge branch 'for-greg' of git://gitorious.org/usb/usb into usb-linus
[pandora-kernel.git] / 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 "i2400m.h"
249
250
251 #define D_SUBMODULE tx
252 #include "debug-levels.h"
253
254 enum {
255         /**
256          * TX Buffer size
257          *
258          * Doc says maximum transaction is 16KiB. If we had 16KiB en
259          * route and 16KiB being queued, it boils down to needing
260          * 32KiB.
261          * 32KiB is insufficient for 1400 MTU, hence increasing
262          * tx buffer size to 64KiB.
263          */
264         I2400M_TX_BUF_SIZE = 65536,
265         /**
266          * Message header and payload descriptors have to be 16
267          * aligned (16 + 4 * N = 16 * M). If we take that average sent
268          * packets are MTU size (~1400-~1500) it follows that we could
269          * fit at most 10-11 payloads in one transaction. To meet the
270          * alignment requirement, that means we need to leave space
271          * for 12 (64 bytes). To simplify, we leave space for that. If
272          * at the end there are less, we pad up to the nearest
273          * multiple of 16.
274          */
275         /*
276          * According to Intel Wimax i3200, i5x50 and i6x50 specification
277          * documents, the maximum number of payloads per message can be
278          * up to 60. Increasing the number of payloads to 60 per message
279          * helps to accommodate smaller payloads in a single transaction.
280          */
281         I2400M_TX_PLD_MAX = 60,
282         I2400M_TX_PLD_SIZE = sizeof(struct i2400m_msg_hdr)
283         + I2400M_TX_PLD_MAX * sizeof(struct i2400m_pld),
284         I2400M_TX_SKIP = 0x80000000,
285         /*
286          * According to Intel Wimax i3200, i5x50 and i6x50 specification
287          * documents, the maximum size of each message can be up to 16KiB.
288          */
289         I2400M_TX_MSG_SIZE = 16384,
290 };
291
292 #define TAIL_FULL ((void *)~(unsigned long)NULL)
293
294 /*
295  * Calculate how much tail room is available
296  *
297  * Note the trick here. This path is ONLY caleed for Case A (see
298  * i2400m_tx_fifo_push() below), where we have:
299  *
300  *       Case A
301  * N  ___________
302  *   | tail room |
303  *   |           |
304  *   |<-  IN   ->|
305  *   |           |
306  *   |   data    |
307  *   |           |
308  *   |<-  OUT  ->|
309  *   |           |
310  *   | head room |
311  * 0  -----------
312  *
313  * When calculating the tail_room, tx_in might get to be zero if
314  * i2400m->tx_in is right at the end of the buffer (really full
315  * buffer) if there is no head room. In this case, tail_room would be
316  * I2400M_TX_BUF_SIZE, although it is actually zero. Hence the final
317  * mod (%) operation. However, when doing this kind of optimization,
318  * i2400m->tx_in being zero would fail, so we treat is an a special
319  * case.
320  */
321 static inline
322 size_t __i2400m_tx_tail_room(struct i2400m *i2400m)
323 {
324         size_t tail_room;
325         size_t tx_in;
326
327         if (unlikely(i2400m->tx_in == 0))
328                 return I2400M_TX_BUF_SIZE;
329         tx_in = i2400m->tx_in % I2400M_TX_BUF_SIZE;
330         tail_room = I2400M_TX_BUF_SIZE - tx_in;
331         tail_room %= I2400M_TX_BUF_SIZE;
332         return tail_room;
333 }
334
335
336 /*
337  * Allocate @size bytes in the TX fifo, return a pointer to it
338  *
339  * @i2400m: device descriptor
340  * @size: size of the buffer we need to allocate
341  * @padding: ensure that there is at least this many bytes of free
342  *     contiguous space in the fifo. This is needed because later on
343  *     we might need to add padding.
344  * @try_head: specify either to allocate head room or tail room space
345  *     in the TX FIFO. This boolean is required to avoids a system hang
346  *     due to an infinite loop caused by i2400m_tx_fifo_push().
347  *     The caller must always try to allocate tail room space first by
348  *     calling this routine with try_head = 0. In case if there
349  *     is not enough tail room space but there is enough head room space,
350  *     (i2400m_tx_fifo_push() returns TAIL_FULL) try to allocate head
351  *     room space, by calling this routine again with try_head = 1.
352  *
353  * Returns:
354  *
355  *     Pointer to the allocated space. NULL if there is no
356  *     space. TAIL_FULL if there is no space at the tail but there is at
357  *     the head (Case B below).
358  *
359  * These are the two basic cases we need to keep an eye for -- it is
360  * much better explained in linux/kernel/kfifo.c, but this code
361  * basically does the same. No rocket science here.
362  *
363  *       Case A               Case B
364  * N  ___________          ___________
365  *   | tail room |        |   data    |
366  *   |           |        |           |
367  *   |<-  IN   ->|        |<-  OUT  ->|
368  *   |           |        |           |
369  *   |   data    |        |   room    |
370  *   |           |        |           |
371  *   |<-  OUT  ->|        |<-  IN   ->|
372  *   |           |        |           |
373  *   | head room |        |   data    |
374  * 0  -----------          -----------
375  *
376  * We allocate only *contiguous* space.
377  *
378  * We can allocate only from 'room'. In Case B, it is simple; in case
379  * A, we only try from the tail room; if it is not enough, we just
380  * fail and return TAIL_FULL and let the caller figure out if we wants to
381  * skip the tail room and try to allocate from the head.
382  *
383  * There is a corner case, wherein i2400m_tx_new() can get into
384  * an infinite loop calling i2400m_tx_fifo_push().
385  * In certain situations, tx_in would have reached on the top of TX FIFO
386  * and i2400m_tx_tail_room() returns 0, as described below:
387  *
388  * N  ___________ tail room is zero
389  *   |<-  IN   ->|
390  *   |           |
391  *   |           |
392  *   |           |
393  *   |   data    |
394  *   |<-  OUT  ->|
395  *   |           |
396  *   |           |
397  *   | head room |
398  * 0  -----------
399  * During such a time, where tail room is zero in the TX FIFO and if there
400  * is a request to add a payload to TX FIFO, which calls:
401  * i2400m_tx()
402  *         ->calls i2400m_tx_close()
403  *         ->calls i2400m_tx_skip_tail()
404  *         goto try_new;
405  *         ->calls i2400m_tx_new()
406  *                    |----> [try_head:]
407  *     infinite loop  |     ->calls i2400m_tx_fifo_push()
408  *                    |                if (tail_room < needed)
409  *                    |                   if (head_room => needed)
410  *                    |                       return TAIL_FULL;
411  *                    |<----  goto try_head;
412  *
413  * i2400m_tx() calls i2400m_tx_close() to close the message, since there
414  * is no tail room to accommodate the payload and calls
415  * i2400m_tx_skip_tail() to skip the tail space. Now i2400m_tx() calls
416  * i2400m_tx_new() to allocate space for new message header calling
417  * i2400m_tx_fifo_push() that returns TAIL_FULL, since there is no tail space
418  * to accommodate the message header, but there is enough head space.
419  * The i2400m_tx_new() keeps re-retrying by calling i2400m_tx_fifo_push()
420  * ending up in a loop causing system freeze.
421  *
422  * This corner case is avoided by using a try_head boolean,
423  * as an argument to i2400m_tx_fifo_push().
424  *
425  * Note:
426  *
427  *     Assumes i2400m->tx_lock is taken, and we use that as a barrier
428  *
429  *     The indexes keep increasing and we reset them to zero when we
430  *     pop data off the queue
431  */
432 static
433 void *i2400m_tx_fifo_push(struct i2400m *i2400m, size_t size,
434                           size_t padding, bool try_head)
435 {
436         struct device *dev = i2400m_dev(i2400m);
437         size_t room, tail_room, needed_size;
438         void *ptr;
439
440         needed_size = size + padding;
441         room = I2400M_TX_BUF_SIZE - (i2400m->tx_in - i2400m->tx_out);
442         if (room < needed_size) { /* this takes care of Case B */
443                 d_printf(2, dev, "fifo push %zu/%zu: no space\n",
444                          size, padding);
445                 return NULL;
446         }
447         /* Is there space at the tail? */
448         tail_room = __i2400m_tx_tail_room(i2400m);
449         if (!try_head && tail_room < needed_size) {
450                 /*
451                  * If the tail room space is not enough to push the message
452                  * in the TX FIFO, then there are two possibilities:
453                  * 1. There is enough head room space to accommodate
454                  * this message in the TX FIFO.
455                  * 2. There is not enough space in the head room and
456                  * in tail room of the TX FIFO to accommodate the message.
457                  * In the case (1), return TAIL_FULL so that the caller
458                  * can figure out, if the caller wants to push the message
459                  * into the head room space.
460                  * In the case (2), return NULL, indicating that the TX FIFO
461                  * cannot accommodate the message.
462                  */
463                 if (room - tail_room >= needed_size) {
464                         d_printf(2, dev, "fifo push %zu/%zu: tail full\n",
465                                  size, padding);
466                         return TAIL_FULL;       /* There might be head space */
467                 } else {
468                         d_printf(2, dev, "fifo push %zu/%zu: no head space\n",
469                                  size, padding);
470                         return NULL;    /* There is no space */
471                 }
472         }
473         ptr = i2400m->tx_buf + i2400m->tx_in % I2400M_TX_BUF_SIZE;
474         d_printf(2, dev, "fifo push %zu/%zu: at @%zu\n", size, padding,
475                  i2400m->tx_in % I2400M_TX_BUF_SIZE);
476         i2400m->tx_in += size;
477         return ptr;
478 }
479
480
481 /*
482  * Mark the tail of the FIFO buffer as 'to-skip'
483  *
484  * We should never hit the BUG_ON() because all the sizes we push to
485  * the FIFO are padded to be a multiple of 16 -- the size of *msg
486  * (I2400M_PL_PAD for the payloads, I2400M_TX_PLD_SIZE for the
487  * header).
488  *
489  * Tail room can get to be zero if a message was opened when there was
490  * space only for a header. _tx_close() will mark it as to-skip (as it
491  * will have no payloads) and there will be no more space to flush, so
492  * nothing has to be done here. This is probably cheaper than ensuring
493  * in _tx_new() that there is some space for payloads...as we could
494  * always possibly hit the same problem if the payload wouldn't fit.
495  *
496  * Note:
497  *
498  *     Assumes i2400m->tx_lock is taken, and we use that as a barrier
499  *
500  *     This path is only taken for Case A FIFO situations [see
501  *     i2400m_tx_fifo_push()]
502  */
503 static
504 void i2400m_tx_skip_tail(struct i2400m *i2400m)
505 {
506         struct device *dev = i2400m_dev(i2400m);
507         size_t tx_in = i2400m->tx_in % I2400M_TX_BUF_SIZE;
508         size_t tail_room = __i2400m_tx_tail_room(i2400m);
509         struct i2400m_msg_hdr *msg = i2400m->tx_buf + tx_in;
510         if (unlikely(tail_room == 0))
511                 return;
512         BUG_ON(tail_room < sizeof(*msg));
513         msg->size = tail_room | I2400M_TX_SKIP;
514         d_printf(2, dev, "skip tail: skipping %zu bytes @%zu\n",
515                  tail_room, tx_in);
516         i2400m->tx_in += tail_room;
517 }
518
519
520 /*
521  * Check if a skb will fit in the TX queue's current active TX
522  * message (if there are still descriptors left unused).
523  *
524  * Returns:
525  *     0 if the message won't fit, 1 if it will.
526  *
527  * Note:
528  *
529  *     Assumes a TX message is active (i2400m->tx_msg).
530  *
531  *     Assumes i2400m->tx_lock is taken, and we use that as a barrier
532  */
533 static
534 unsigned i2400m_tx_fits(struct i2400m *i2400m)
535 {
536         struct i2400m_msg_hdr *msg_hdr = i2400m->tx_msg;
537         return le16_to_cpu(msg_hdr->num_pls) < I2400M_TX_PLD_MAX;
538
539 }
540
541
542 /*
543  * Start a new TX message header in the queue.
544  *
545  * Reserve memory from the base FIFO engine and then just initialize
546  * the message header.
547  *
548  * We allocate the biggest TX message header we might need (one that'd
549  * fit I2400M_TX_PLD_MAX payloads) -- when it is closed it will be
550  * 'ironed it out' and the unneeded parts removed.
551  *
552  * NOTE:
553  *
554  *     Assumes that the previous message is CLOSED (eg: either
555  *     there was none or 'i2400m_tx_close()' was called on it).
556  *
557  *     Assumes i2400m->tx_lock is taken, and we use that as a barrier
558  */
559 static
560 void i2400m_tx_new(struct i2400m *i2400m)
561 {
562         struct device *dev = i2400m_dev(i2400m);
563         struct i2400m_msg_hdr *tx_msg;
564         bool try_head = 0;
565         BUG_ON(i2400m->tx_msg != NULL);
566         /*
567          * In certain situations, TX queue might have enough space to
568          * accommodate the new message header I2400M_TX_PLD_SIZE, but
569          * might not have enough space to accommodate the payloads.
570          * Adding bus_tx_room_min padding while allocating a new TX message
571          * increases the possibilities of including at least one payload of the
572          * size <= bus_tx_room_min.
573          */
574 try_head:
575         tx_msg = i2400m_tx_fifo_push(i2400m, I2400M_TX_PLD_SIZE,
576                                      i2400m->bus_tx_room_min, try_head);
577         if (tx_msg == NULL)
578                 goto out;
579         else if (tx_msg == TAIL_FULL) {
580                 i2400m_tx_skip_tail(i2400m);
581                 d_printf(2, dev, "new TX message: tail full, trying head\n");
582                 try_head = 1;
583                 goto try_head;
584         }
585         memset(tx_msg, 0, I2400M_TX_PLD_SIZE);
586         tx_msg->size = I2400M_TX_PLD_SIZE;
587 out:
588         i2400m->tx_msg = tx_msg;
589         d_printf(2, dev, "new TX message: %p @%zu\n",
590                  tx_msg, (void *) tx_msg - i2400m->tx_buf);
591 }
592
593
594 /*
595  * Finalize the current TX message header
596  *
597  * Sets the message header to be at the proper location depending on
598  * how many descriptors we have (check documentation at the file's
599  * header for more info on that).
600  *
601  * Appends padding bytes to make sure the whole TX message (counting
602  * from the 'relocated' message header) is aligned to
603  * tx_block_size. We assume the _append() code has left enough space
604  * in the FIFO for that. If there are no payloads, just pass, as it
605  * won't be transferred.
606  *
607  * The amount of padding bytes depends on how many payloads are in the
608  * TX message, as the "msg header and payload descriptors" will be
609  * shifted up in the buffer.
610  */
611 static
612 void i2400m_tx_close(struct i2400m *i2400m)
613 {
614         struct device *dev = i2400m_dev(i2400m);
615         struct i2400m_msg_hdr *tx_msg = i2400m->tx_msg;
616         struct i2400m_msg_hdr *tx_msg_moved;
617         size_t aligned_size, padding, hdr_size;
618         void *pad_buf;
619         unsigned num_pls;
620
621         if (tx_msg->size & I2400M_TX_SKIP)      /* a skipper? nothing to do */
622                 goto out;
623         num_pls = le16_to_cpu(tx_msg->num_pls);
624         /* We can get this situation when a new message was started
625          * and there was no space to add payloads before hitting the
626          tail (and taking padding into consideration). */
627         if (num_pls == 0) {
628                 tx_msg->size |= I2400M_TX_SKIP;
629                 goto out;
630         }
631         /* Relocate the message header
632          *
633          * Find the current header size, align it to 16 and if we need
634          * to move it so the tail is next to the payloads, move it and
635          * set the offset.
636          *
637          * If it moved, this header is good only for transmission; the
638          * original one (it is kept if we moved) is still used to
639          * figure out where the next TX message starts (and where the
640          * offset to the moved header is).
641          */
642         hdr_size = sizeof(*tx_msg)
643                 + le16_to_cpu(tx_msg->num_pls) * sizeof(tx_msg->pld[0]);
644         hdr_size = ALIGN(hdr_size, I2400M_PL_ALIGN);
645         tx_msg->offset = I2400M_TX_PLD_SIZE - hdr_size;
646         tx_msg_moved = (void *) tx_msg + tx_msg->offset;
647         memmove(tx_msg_moved, tx_msg, hdr_size);
648         tx_msg_moved->size -= tx_msg->offset;
649         /*
650          * Now figure out how much we have to add to the (moved!)
651          * message so the size is a multiple of i2400m->bus_tx_block_size.
652          */
653         aligned_size = ALIGN(tx_msg_moved->size, i2400m->bus_tx_block_size);
654         padding = aligned_size - tx_msg_moved->size;
655         if (padding > 0) {
656                 pad_buf = i2400m_tx_fifo_push(i2400m, padding, 0, 0);
657                 if (unlikely(WARN_ON(pad_buf == NULL
658                                      || pad_buf == TAIL_FULL))) {
659                         /* This should not happen -- append should verify
660                          * there is always space left at least to append
661                          * tx_block_size */
662                         dev_err(dev,
663                                 "SW BUG! Possible data leakage from memory the "
664                                 "device should not read for padding - "
665                                 "size %lu aligned_size %zu tx_buf %p in "
666                                 "%zu out %zu\n",
667                                 (unsigned long) tx_msg_moved->size,
668                                 aligned_size, i2400m->tx_buf, i2400m->tx_in,
669                                 i2400m->tx_out);
670                 } else
671                         memset(pad_buf, 0xad, padding);
672         }
673         tx_msg_moved->padding = cpu_to_le16(padding);
674         tx_msg_moved->size += padding;
675         if (tx_msg != tx_msg_moved)
676                 tx_msg->size += padding;
677 out:
678         i2400m->tx_msg = NULL;
679 }
680
681
682 /**
683  * i2400m_tx - send the data in a buffer to the device
684  *
685  * @buf: pointer to the buffer to transmit
686  *
687  * @buf_len: buffer size
688  *
689  * @pl_type: type of the payload we are sending.
690  *
691  * Returns:
692  *     0 if ok, < 0 errno code on error (-ENOSPC, if there is no more
693  *     room for the message in the queue).
694  *
695  * Appends the buffer to the TX FIFO and notifies the bus-specific
696  * part of the driver that there is new data ready to transmit.
697  * Once this function returns, the buffer has been copied, so it can
698  * be reused.
699  *
700  * The steps followed to append are explained in detail in the file
701  * header.
702  *
703  * Whenever we write to a message, we increase msg->size, so it
704  * reflects exactly how big the message is. This is needed so that if
705  * we concatenate two messages before they can be sent, the code that
706  * sends the messages can find the boundaries (and it will replace the
707  * size with the real barker before sending).
708  *
709  * Note:
710  *
711  *     Cold and warm reset payloads need to be sent as a single
712  *     payload, so we handle that.
713  */
714 int i2400m_tx(struct i2400m *i2400m, const void *buf, size_t buf_len,
715               enum i2400m_pt pl_type)
716 {
717         int result = -ENOSPC;
718         struct device *dev = i2400m_dev(i2400m);
719         unsigned long flags;
720         size_t padded_len;
721         void *ptr;
722         bool try_head = 0;
723         unsigned is_singleton = pl_type == I2400M_PT_RESET_WARM
724                 || pl_type == I2400M_PT_RESET_COLD;
725
726         d_fnstart(3, dev, "(i2400m %p skb %p [%zu bytes] pt %u)\n",
727                   i2400m, buf, buf_len, pl_type);
728         padded_len = ALIGN(buf_len, I2400M_PL_ALIGN);
729         d_printf(5, dev, "padded_len %zd buf_len %zd\n", padded_len, buf_len);
730         /* If there is no current TX message, create one; if the
731          * current one is out of payload slots or we have a singleton,
732          * close it and start a new one */
733         spin_lock_irqsave(&i2400m->tx_lock, flags);
734         /* If tx_buf is NULL, device is shutdown */
735         if (i2400m->tx_buf == NULL) {
736                 result = -ESHUTDOWN;
737                 goto error_tx_new;
738         }
739 try_new:
740         if (unlikely(i2400m->tx_msg == NULL))
741                 i2400m_tx_new(i2400m);
742         else if (unlikely(!i2400m_tx_fits(i2400m)
743                           || (is_singleton && i2400m->tx_msg->num_pls != 0))) {
744                 d_printf(2, dev, "closing TX message (fits %u singleton "
745                          "%u num_pls %u)\n", i2400m_tx_fits(i2400m),
746                          is_singleton, i2400m->tx_msg->num_pls);
747                 i2400m_tx_close(i2400m);
748                 i2400m_tx_new(i2400m);
749         }
750         if (i2400m->tx_msg == NULL)
751                 goto error_tx_new;
752         /*
753          * Check if this skb will fit in the TX queue's current active
754          * TX message. The total message size must not exceed the maximum
755          * size of each message I2400M_TX_MSG_SIZE. If it exceeds,
756          * close the current message and push this skb into the new message.
757          */
758         if (i2400m->tx_msg->size + padded_len > I2400M_TX_MSG_SIZE) {
759                 d_printf(2, dev, "TX: message too big, going new\n");
760                 i2400m_tx_close(i2400m);
761                 i2400m_tx_new(i2400m);
762         }
763         if (i2400m->tx_msg == NULL)
764                 goto error_tx_new;
765         /* So we have a current message header; now append space for
766          * the message -- if there is not enough, try the head */
767         ptr = i2400m_tx_fifo_push(i2400m, padded_len,
768                                   i2400m->bus_tx_block_size, try_head);
769         if (ptr == TAIL_FULL) { /* Tail is full, try head */
770                 d_printf(2, dev, "pl append: tail full\n");
771                 i2400m_tx_close(i2400m);
772                 i2400m_tx_skip_tail(i2400m);
773                 try_head = 1;
774                 goto try_new;
775         } else if (ptr == NULL) {       /* All full */
776                 result = -ENOSPC;
777                 d_printf(2, dev, "pl append: all full\n");
778         } else {                        /* Got space, copy it, set padding */
779                 struct i2400m_msg_hdr *tx_msg = i2400m->tx_msg;
780                 unsigned num_pls = le16_to_cpu(tx_msg->num_pls);
781                 memcpy(ptr, buf, buf_len);
782                 memset(ptr + buf_len, 0xad, padded_len - buf_len);
783                 i2400m_pld_set(&tx_msg->pld[num_pls], buf_len, pl_type);
784                 d_printf(3, dev, "pld 0x%08x (type 0x%1x len 0x%04zx\n",
785                          le32_to_cpu(tx_msg->pld[num_pls].val),
786                          pl_type, buf_len);
787                 tx_msg->num_pls = le16_to_cpu(num_pls+1);
788                 tx_msg->size += padded_len;
789                 d_printf(2, dev, "TX: appended %zu b (up to %u b) pl #%u\n",
790                         padded_len, tx_msg->size, num_pls+1);
791                 d_printf(2, dev,
792                          "TX: appended hdr @%zu %zu b pl #%u @%zu %zu/%zu b\n",
793                          (void *)tx_msg - i2400m->tx_buf, (size_t)tx_msg->size,
794                          num_pls+1, ptr - i2400m->tx_buf, buf_len, padded_len);
795                 result = 0;
796                 if (is_singleton)
797                         i2400m_tx_close(i2400m);
798         }
799 error_tx_new:
800         spin_unlock_irqrestore(&i2400m->tx_lock, flags);
801         /* kick in most cases, except when the TX subsys is down, as
802          * it might free space */
803         if (likely(result != -ESHUTDOWN))
804                 i2400m->bus_tx_kick(i2400m);
805         d_fnend(3, dev, "(i2400m %p skb %p [%zu bytes] pt %u) = %d\n",
806                 i2400m, buf, buf_len, pl_type, result);
807         return result;
808 }
809 EXPORT_SYMBOL_GPL(i2400m_tx);
810
811
812 /**
813  * i2400m_tx_msg_get - Get the first TX message in the FIFO to start sending it
814  *
815  * @i2400m: device descriptors
816  * @bus_size: where to place the size of the TX message
817  *
818  * Called by the bus-specific driver to get the first TX message at
819  * the FIF that is ready for transmission.
820  *
821  * It sets the state in @i2400m to indicate the bus-specific driver is
822  * transferring that message (i2400m->tx_msg_size).
823  *
824  * Once the transfer is completed, call i2400m_tx_msg_sent().
825  *
826  * Notes:
827  *
828  *     The size of the TX message to be transmitted might be smaller than
829  *     that of the TX message in the FIFO (in case the header was
830  *     shorter). Hence, we copy it in @bus_size, for the bus layer to
831  *     use. We keep the message's size in i2400m->tx_msg_size so that
832  *     when the bus later is done transferring we know how much to
833  *     advance the fifo.
834  *
835  *     We collect statistics here as all the data is available and we
836  *     assume it is going to work [see i2400m_tx_msg_sent()].
837  */
838 struct i2400m_msg_hdr *i2400m_tx_msg_get(struct i2400m *i2400m,
839                                          size_t *bus_size)
840 {
841         struct device *dev = i2400m_dev(i2400m);
842         struct i2400m_msg_hdr *tx_msg, *tx_msg_moved;
843         unsigned long flags, pls;
844
845         d_fnstart(3, dev, "(i2400m %p bus_size %p)\n", i2400m, bus_size);
846         spin_lock_irqsave(&i2400m->tx_lock, flags);
847         tx_msg_moved = NULL;
848         if (i2400m->tx_buf == NULL)
849                 goto out_unlock;
850 skip:
851         tx_msg_moved = NULL;
852         if (i2400m->tx_in == i2400m->tx_out) {  /* Empty FIFO? */
853                 i2400m->tx_in = 0;
854                 i2400m->tx_out = 0;
855                 d_printf(2, dev, "TX: FIFO empty: resetting\n");
856                 goto out_unlock;
857         }
858         tx_msg = i2400m->tx_buf + i2400m->tx_out % I2400M_TX_BUF_SIZE;
859         if (tx_msg->size & I2400M_TX_SKIP) {    /* skip? */
860                 d_printf(2, dev, "TX: skip: msg @%zu (%zu b)\n",
861                          i2400m->tx_out % I2400M_TX_BUF_SIZE,
862                          (size_t) tx_msg->size & ~I2400M_TX_SKIP);
863                 i2400m->tx_out += tx_msg->size & ~I2400M_TX_SKIP;
864                 goto skip;
865         }
866
867         if (tx_msg->num_pls == 0) {             /* No payloads? */
868                 if (tx_msg == i2400m->tx_msg) { /* open, we are done */
869                         d_printf(2, dev,
870                                  "TX: FIFO empty: open msg w/o payloads @%zu\n",
871                                  (void *) tx_msg - i2400m->tx_buf);
872                         tx_msg = NULL;
873                         goto out_unlock;
874                 } else {                        /* closed, skip it */
875                         d_printf(2, dev,
876                                  "TX: skip msg w/o payloads @%zu (%zu b)\n",
877                                  (void *) tx_msg - i2400m->tx_buf,
878                                  (size_t) tx_msg->size);
879                         i2400m->tx_out += tx_msg->size & ~I2400M_TX_SKIP;
880                         goto skip;
881                 }
882         }
883         if (tx_msg == i2400m->tx_msg)           /* open msg? */
884                 i2400m_tx_close(i2400m);
885
886         /* Now we have a valid TX message (with payloads) to TX */
887         tx_msg_moved = (void *) tx_msg + tx_msg->offset;
888         i2400m->tx_msg_size = tx_msg->size;
889         *bus_size = tx_msg_moved->size;
890         d_printf(2, dev, "TX: pid %d msg hdr at @%zu offset +@%zu "
891                  "size %zu bus_size %zu\n",
892                  current->pid, (void *) tx_msg - i2400m->tx_buf,
893                  (size_t) tx_msg->offset, (size_t) tx_msg->size,
894                  (size_t) tx_msg_moved->size);
895         tx_msg_moved->barker = le32_to_cpu(I2400M_H2D_PREVIEW_BARKER);
896         tx_msg_moved->sequence = le32_to_cpu(i2400m->tx_sequence++);
897
898         pls = le32_to_cpu(tx_msg_moved->num_pls);
899         i2400m->tx_pl_num += pls;               /* Update stats */
900         if (pls > i2400m->tx_pl_max)
901                 i2400m->tx_pl_max = pls;
902         if (pls < i2400m->tx_pl_min)
903                 i2400m->tx_pl_min = pls;
904         i2400m->tx_num++;
905         i2400m->tx_size_acc += *bus_size;
906         if (*bus_size < i2400m->tx_size_min)
907                 i2400m->tx_size_min = *bus_size;
908         if (*bus_size > i2400m->tx_size_max)
909                 i2400m->tx_size_max = *bus_size;
910 out_unlock:
911         spin_unlock_irqrestore(&i2400m->tx_lock, flags);
912         d_fnstart(3, dev, "(i2400m %p bus_size %p [%zu]) = %p\n",
913                   i2400m, bus_size, *bus_size, tx_msg_moved);
914         return tx_msg_moved;
915 }
916 EXPORT_SYMBOL_GPL(i2400m_tx_msg_get);
917
918
919 /**
920  * i2400m_tx_msg_sent - indicate the transmission of a TX message
921  *
922  * @i2400m: device descriptor
923  *
924  * Called by the bus-specific driver when a message has been sent;
925  * this pops it from the FIFO; and as there is space, start the queue
926  * in case it was stopped.
927  *
928  * Should be called even if the message send failed and we are
929  * dropping this TX message.
930  */
931 void i2400m_tx_msg_sent(struct i2400m *i2400m)
932 {
933         unsigned n;
934         unsigned long flags;
935         struct device *dev = i2400m_dev(i2400m);
936
937         d_fnstart(3, dev, "(i2400m %p)\n", i2400m);
938         spin_lock_irqsave(&i2400m->tx_lock, flags);
939         if (i2400m->tx_buf == NULL)
940                 goto out_unlock;
941         i2400m->tx_out += i2400m->tx_msg_size;
942         d_printf(2, dev, "TX: sent %zu b\n", (size_t) i2400m->tx_msg_size);
943         i2400m->tx_msg_size = 0;
944         BUG_ON(i2400m->tx_out > i2400m->tx_in);
945         /* level them FIFO markers off */
946         n = i2400m->tx_out / I2400M_TX_BUF_SIZE;
947         i2400m->tx_out %= I2400M_TX_BUF_SIZE;
948         i2400m->tx_in -= n * I2400M_TX_BUF_SIZE;
949 out_unlock:
950         spin_unlock_irqrestore(&i2400m->tx_lock, flags);
951         d_fnend(3, dev, "(i2400m %p) = void\n", i2400m);
952 }
953 EXPORT_SYMBOL_GPL(i2400m_tx_msg_sent);
954
955
956 /**
957  * i2400m_tx_setup - Initialize the TX queue and infrastructure
958  *
959  * Make sure we reset the TX sequence to zero, as when this function
960  * is called, the firmware has been just restarted. Same rational
961  * for tx_in, tx_out, tx_msg_size and tx_msg. We reset them since
962  * the memory for TX queue is reallocated.
963  */
964 int i2400m_tx_setup(struct i2400m *i2400m)
965 {
966         int result = 0;
967         void *tx_buf;
968         unsigned long flags;
969
970         /* Do this here only once -- can't do on
971          * i2400m_hard_start_xmit() as we'll cause race conditions if
972          * the WS was scheduled on another CPU */
973         INIT_WORK(&i2400m->wake_tx_ws, i2400m_wake_tx_work);
974
975         tx_buf = kmalloc(I2400M_TX_BUF_SIZE, GFP_ATOMIC);
976         if (tx_buf == NULL) {
977                 result = -ENOMEM;
978                 goto error_kmalloc;
979         }
980
981         /*
982          * Fail the build if we can't fit at least two maximum size messages
983          * on the TX FIFO [one being delivered while one is constructed].
984          */
985         BUILD_BUG_ON(2 * I2400M_TX_MSG_SIZE > I2400M_TX_BUF_SIZE);
986         spin_lock_irqsave(&i2400m->tx_lock, flags);
987         i2400m->tx_sequence = 0;
988         i2400m->tx_in = 0;
989         i2400m->tx_out = 0;
990         i2400m->tx_msg_size = 0;
991         i2400m->tx_msg = NULL;
992         i2400m->tx_buf = tx_buf;
993         spin_unlock_irqrestore(&i2400m->tx_lock, flags);
994         /* Huh? the bus layer has to define this... */
995         BUG_ON(i2400m->bus_tx_block_size == 0);
996 error_kmalloc:
997         return result;
998
999 }
1000
1001
1002 /**
1003  * i2400m_tx_release - Tear down the TX queue and infrastructure
1004  */
1005 void i2400m_tx_release(struct i2400m *i2400m)
1006 {
1007         unsigned long flags;
1008         spin_lock_irqsave(&i2400m->tx_lock, flags);
1009         kfree(i2400m->tx_buf);
1010         i2400m->tx_buf = NULL;
1011         spin_unlock_irqrestore(&i2400m->tx_lock, flags);
1012 }