Merge branch 'linux-linaro-lsk-v4.4' into linux-linaro-lsk-v4.4-android
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / drivers / usb / gadget / function / u_ether.c
1 /*
2  * u_ether.c -- Ethernet-over-USB link layer utilities for Gadget stack
3  *
4  * Copyright (C) 2003-2005,2008 David Brownell
5  * Copyright (C) 2003-2004 Robert Schwebel, Benedikt Spranger
6  * Copyright (C) 2008 Nokia Corporation
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
10  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
11  * (at your option) any later version.
12  */
13
14 /* #define VERBOSE_DEBUG */
15
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/gfp.h>
19 #include <linux/device.h>
20 #include <linux/ctype.h>
21 #include <linux/etherdevice.h>
22 #include <linux/ethtool.h>
23 #include <linux/if_vlan.h>
24
25 #include "u_ether.h"
26
27
28 /*
29  * This component encapsulates the Ethernet link glue needed to provide
30  * one (!) network link through the USB gadget stack, normally "usb0".
31  *
32  * The control and data models are handled by the function driver which
33  * connects to this code; such as CDC Ethernet (ECM or EEM),
34  * "CDC Subset", or RNDIS.  That includes all descriptor and endpoint
35  * management.
36  *
37  * Link level addressing is handled by this component using module
38  * parameters; if no such parameters are provided, random link level
39  * addresses are used.  Each end of the link uses one address.  The
40  * host end address is exported in various ways, and is often recorded
41  * in configuration databases.
42  *
43  * The driver which assembles each configuration using such a link is
44  * responsible for ensuring that each configuration includes at most one
45  * instance of is network link.  (The network layer provides ways for
46  * this single "physical" link to be used by multiple virtual links.)
47  */
48
49 #define UETH__VERSION   "29-May-2008"
50
51 /* Experiments show that both Linux and Windows hosts allow up to 16k
52  * frame sizes. Set the max size to 15k+52 to prevent allocating 32k
53  * blocks and still have efficient handling. */
54 #define GETHER_MAX_ETH_FRAME_LEN 15412
55
56 static struct workqueue_struct  *uether_wq;
57
58 struct eth_dev {
59         /* lock is held while accessing port_usb
60          */
61         spinlock_t              lock;
62         struct gether           *port_usb;
63
64         struct net_device       *net;
65         struct usb_gadget       *gadget;
66
67         spinlock_t              req_lock;       /* guard {rx,tx}_reqs */
68         struct list_head        tx_reqs, rx_reqs;
69         unsigned                tx_qlen;
70 /* Minimum number of TX USB request queued to UDC */
71 #define TX_REQ_THRESHOLD        5
72         int                     no_tx_req_used;
73         int                     tx_skb_hold_count;
74         u32                     tx_req_bufsize;
75
76         struct sk_buff_head     rx_frames;
77
78         unsigned                qmult;
79
80         unsigned                header_len;
81         unsigned                ul_max_pkts_per_xfer;
82         unsigned                dl_max_pkts_per_xfer;
83         struct sk_buff          *(*wrap)(struct gether *, struct sk_buff *skb);
84         int                     (*unwrap)(struct gether *,
85                                                 struct sk_buff *skb,
86                                                 struct sk_buff_head *list);
87
88         struct work_struct      work;
89         struct work_struct      rx_work;
90
91         unsigned long           todo;
92 #define WORK_RX_MEMORY          0
93
94         bool                    zlp;
95         u8                      host_mac[ETH_ALEN];
96         u8                      dev_mac[ETH_ALEN];
97 };
98
99 /*-------------------------------------------------------------------------*/
100
101 #define RX_EXTRA        20      /* bytes guarding against rx overflows */
102
103 #define DEFAULT_QLEN    2       /* double buffering by default */
104
105 /* for dual-speed hardware, use deeper queues at high/super speed */
106 static inline int qlen(struct usb_gadget *gadget, unsigned qmult)
107 {
108         if (gadget_is_dualspeed(gadget) && (gadget->speed == USB_SPEED_HIGH ||
109                                             gadget->speed == USB_SPEED_SUPER))
110                 return qmult * DEFAULT_QLEN;
111         else
112                 return DEFAULT_QLEN;
113 }
114
115 /*-------------------------------------------------------------------------*/
116
117 /* REVISIT there must be a better way than having two sets
118  * of debug calls ...
119  */
120
121 #undef DBG
122 #undef VDBG
123 #undef ERROR
124 #undef INFO
125
126 #define xprintk(d, level, fmt, args...) \
127         printk(level "%s: " fmt , (d)->net->name , ## args)
128
129 #ifdef DEBUG
130 #undef DEBUG
131 #define DBG(dev, fmt, args...) \
132         xprintk(dev , KERN_DEBUG , fmt , ## args)
133 #else
134 #define DBG(dev, fmt, args...) \
135         do { } while (0)
136 #endif /* DEBUG */
137
138 #ifdef VERBOSE_DEBUG
139 #define VDBG    DBG
140 #else
141 #define VDBG(dev, fmt, args...) \
142         do { } while (0)
143 #endif /* DEBUG */
144
145 #define ERROR(dev, fmt, args...) \
146         xprintk(dev , KERN_ERR , fmt , ## args)
147 #define INFO(dev, fmt, args...) \
148         xprintk(dev , KERN_INFO , fmt , ## args)
149
150 /*-------------------------------------------------------------------------*/
151
152 /* NETWORK DRIVER HOOKUP (to the layer above this driver) */
153
154 static int ueth_change_mtu(struct net_device *net, int new_mtu)
155 {
156         struct eth_dev  *dev = netdev_priv(net);
157         unsigned long   flags;
158         int             status = 0;
159
160         /* don't change MTU on "live" link (peer won't know) */
161         spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags);
162         if (dev->port_usb)
163                 status = -EBUSY;
164         else if (new_mtu <= ETH_HLEN || new_mtu > GETHER_MAX_ETH_FRAME_LEN)
165                 status = -ERANGE;
166         else
167                 net->mtu = new_mtu;
168         spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags);
169
170         return status;
171 }
172
173 static void eth_get_drvinfo(struct net_device *net, struct ethtool_drvinfo *p)
174 {
175         struct eth_dev *dev = netdev_priv(net);
176
177         strlcpy(p->driver, "g_ether", sizeof(p->driver));
178         strlcpy(p->version, UETH__VERSION, sizeof(p->version));
179         strlcpy(p->fw_version, dev->gadget->name, sizeof(p->fw_version));
180         strlcpy(p->bus_info, dev_name(&dev->gadget->dev), sizeof(p->bus_info));
181 }
182
183 /* REVISIT can also support:
184  *   - WOL (by tracking suspends and issuing remote wakeup)
185  *   - msglevel (implies updated messaging)
186  *   - ... probably more ethtool ops
187  */
188
189 static const struct ethtool_ops ops = {
190         .get_drvinfo = eth_get_drvinfo,
191         .get_link = ethtool_op_get_link,
192 };
193
194 static void defer_kevent(struct eth_dev *dev, int flag)
195 {
196         if (test_and_set_bit(flag, &dev->todo))
197                 return;
198         if (!schedule_work(&dev->work))
199                 ERROR(dev, "kevent %d may have been dropped\n", flag);
200         else
201                 DBG(dev, "kevent %d scheduled\n", flag);
202 }
203
204 static void rx_complete(struct usb_ep *ep, struct usb_request *req);
205
206 static int
207 rx_submit(struct eth_dev *dev, struct usb_request *req, gfp_t gfp_flags)
208 {
209         struct sk_buff  *skb;
210         int             retval = -ENOMEM;
211         size_t          size = 0;
212         struct usb_ep   *out;
213         unsigned long   flags;
214
215         spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags);
216         if (dev->port_usb)
217                 out = dev->port_usb->out_ep;
218         else
219                 out = NULL;
220         spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags);
221
222         if (!out)
223                 return -ENOTCONN;
224
225
226         /* Padding up to RX_EXTRA handles minor disagreements with host.
227          * Normally we use the USB "terminate on short read" convention;
228          * so allow up to (N*maxpacket), since that memory is normally
229          * already allocated.  Some hardware doesn't deal well with short
230          * reads (e.g. DMA must be N*maxpacket), so for now don't trim a
231          * byte off the end (to force hardware errors on overflow).
232          *
233          * RNDIS uses internal framing, and explicitly allows senders to
234          * pad to end-of-packet.  That's potentially nice for speed, but
235          * means receivers can't recover lost synch on their own (because
236          * new packets don't only start after a short RX).
237          */
238         size += sizeof(struct ethhdr) + dev->net->mtu + RX_EXTRA;
239         size += dev->port_usb->header_len;
240         size += out->maxpacket - 1;
241         size -= size % out->maxpacket;
242
243         if (dev->ul_max_pkts_per_xfer)
244                 size *= dev->ul_max_pkts_per_xfer;
245
246         if (dev->port_usb->is_fixed)
247                 size = max_t(size_t, size, dev->port_usb->fixed_out_len);
248
249         DBG(dev, "%s: size: %zd\n", __func__, size);
250         skb = alloc_skb(size + NET_IP_ALIGN, gfp_flags);
251         if (skb == NULL) {
252                 DBG(dev, "no rx skb\n");
253                 goto enomem;
254         }
255
256         /* Some platforms perform better when IP packets are aligned,
257          * but on at least one, checksumming fails otherwise.  Note:
258          * RNDIS headers involve variable numbers of LE32 values.
259          */
260         skb_reserve(skb, NET_IP_ALIGN);
261
262         req->buf = skb->data;
263         req->length = size;
264         req->complete = rx_complete;
265         req->context = skb;
266
267         retval = usb_ep_queue(out, req, gfp_flags);
268         if (retval == -ENOMEM)
269 enomem:
270                 defer_kevent(dev, WORK_RX_MEMORY);
271         if (retval) {
272                 DBG(dev, "rx submit --> %d\n", retval);
273                 if (skb)
274                         dev_kfree_skb_any(skb);
275         }
276         return retval;
277 }
278
279 static void rx_complete(struct usb_ep *ep, struct usb_request *req)
280 {
281         struct sk_buff  *skb = req->context;
282         struct eth_dev  *dev = ep->driver_data;
283         int             status = req->status;
284         bool            queue = 0;
285
286         switch (status) {
287
288         /* normal completion */
289         case 0:
290                 skb_put(skb, req->actual);
291
292                 if (dev->unwrap) {
293                         unsigned long   flags;
294
295                         spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags);
296                         if (dev->port_usb) {
297                                 status = dev->unwrap(dev->port_usb,
298                                                         skb,
299                                                         &dev->rx_frames);
300                                 if (status == -EINVAL)
301                                         dev->net->stats.rx_errors++;
302                                 else if (status == -EOVERFLOW)
303                                         dev->net->stats.rx_over_errors++;
304                         } else {
305                                 dev_kfree_skb_any(skb);
306                                 status = -ENOTCONN;
307                         }
308                         spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags);
309                 } else {
310                         skb_queue_tail(&dev->rx_frames, skb);
311                 }
312                 if (!status)
313                         queue = 1;
314                 break;
315
316         /* software-driven interface shutdown */
317         case -ECONNRESET:               /* unlink */
318         case -ESHUTDOWN:                /* disconnect etc */
319                 VDBG(dev, "rx shutdown, code %d\n", status);
320                 goto quiesce;
321
322         /* for hardware automagic (such as pxa) */
323         case -ECONNABORTED:             /* endpoint reset */
324                 DBG(dev, "rx %s reset\n", ep->name);
325                 defer_kevent(dev, WORK_RX_MEMORY);
326 quiesce:
327                 dev_kfree_skb_any(skb);
328                 goto clean;
329
330         /* data overrun */
331         case -EOVERFLOW:
332                 dev->net->stats.rx_over_errors++;
333                 /* FALLTHROUGH */
334
335         default:
336                 queue = 1;
337                 dev_kfree_skb_any(skb);
338                 dev->net->stats.rx_errors++;
339                 DBG(dev, "rx status %d\n", status);
340                 break;
341         }
342
343 clean:
344         spin_lock(&dev->req_lock);
345         list_add(&req->list, &dev->rx_reqs);
346         spin_unlock(&dev->req_lock);
347
348         if (queue)
349                 queue_work(uether_wq, &dev->rx_work);
350 }
351
352 static int prealloc(struct list_head *list, struct usb_ep *ep, unsigned n)
353 {
354         unsigned                i;
355         struct usb_request      *req;
356
357         if (!n)
358                 return -ENOMEM;
359
360         /* queue/recycle up to N requests */
361         i = n;
362         list_for_each_entry(req, list, list) {
363                 if (i-- == 0)
364                         goto extra;
365         }
366         while (i--) {
367                 req = usb_ep_alloc_request(ep, GFP_ATOMIC);
368                 if (!req)
369                         return list_empty(list) ? -ENOMEM : 0;
370                 list_add(&req->list, list);
371         }
372         return 0;
373
374 extra:
375         /* free extras */
376         for (;;) {
377                 struct list_head        *next;
378
379                 next = req->list.next;
380                 list_del(&req->list);
381                 usb_ep_free_request(ep, req);
382
383                 if (next == list)
384                         break;
385
386                 req = container_of(next, struct usb_request, list);
387         }
388         return 0;
389 }
390
391 static int alloc_requests(struct eth_dev *dev, struct gether *link, unsigned n)
392 {
393         int     status;
394
395         spin_lock(&dev->req_lock);
396         status = prealloc(&dev->tx_reqs, link->in_ep, n);
397         if (status < 0)
398                 goto fail;
399         status = prealloc(&dev->rx_reqs, link->out_ep, n);
400         if (status < 0)
401                 goto fail;
402         goto done;
403 fail:
404         DBG(dev, "can't alloc requests\n");
405 done:
406         spin_unlock(&dev->req_lock);
407         return status;
408 }
409
410 static void rx_fill(struct eth_dev *dev, gfp_t gfp_flags)
411 {
412         struct usb_request      *req;
413         unsigned long           flags;
414         int                     req_cnt = 0;
415
416         /* fill unused rxq slots with some skb */
417         spin_lock_irqsave(&dev->req_lock, flags);
418         while (!list_empty(&dev->rx_reqs)) {
419                 /* break the nexus of continuous completion and re-submission*/
420                 if (++req_cnt > qlen(dev->gadget, dev->qmult))
421                         break;
422
423                 req = container_of(dev->rx_reqs.next,
424                                 struct usb_request, list);
425                 list_del_init(&req->list);
426                 spin_unlock_irqrestore(&dev->req_lock, flags);
427
428                 if (rx_submit(dev, req, gfp_flags) < 0) {
429                         spin_lock_irqsave(&dev->req_lock, flags);
430                         list_add(&req->list, &dev->rx_reqs);
431                         spin_unlock_irqrestore(&dev->req_lock, flags);
432                         defer_kevent(dev, WORK_RX_MEMORY);
433                         return;
434                 }
435
436                 spin_lock_irqsave(&dev->req_lock, flags);
437         }
438         spin_unlock_irqrestore(&dev->req_lock, flags);
439 }
440
441 static void process_rx_w(struct work_struct *work)
442 {
443         struct eth_dev  *dev = container_of(work, struct eth_dev, rx_work);
444         struct sk_buff  *skb;
445         int             status = 0;
446
447         if (!dev->port_usb)
448                 return;
449
450         while ((skb = skb_dequeue(&dev->rx_frames))) {
451                 if (status < 0
452                                 || ETH_HLEN > skb->len
453                                 || skb->len > ETH_FRAME_LEN) {
454                         dev->net->stats.rx_errors++;
455                         dev->net->stats.rx_length_errors++;
456                         DBG(dev, "rx length %d\n", skb->len);
457                         dev_kfree_skb_any(skb);
458                         continue;
459                 }
460                 skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev->net);
461                 dev->net->stats.rx_packets++;
462                 dev->net->stats.rx_bytes += skb->len;
463
464                 status = netif_rx_ni(skb);
465         }
466
467         if (netif_running(dev->net))
468                 rx_fill(dev, GFP_KERNEL);
469 }
470
471 static void eth_work(struct work_struct *work)
472 {
473         struct eth_dev  *dev = container_of(work, struct eth_dev, work);
474
475         if (test_and_clear_bit(WORK_RX_MEMORY, &dev->todo)) {
476                 if (netif_running(dev->net))
477                         rx_fill(dev, GFP_KERNEL);
478         }
479
480         if (dev->todo)
481                 DBG(dev, "work done, flags = 0x%lx\n", dev->todo);
482 }
483
484 static void tx_complete(struct usb_ep *ep, struct usb_request *req)
485 {
486         struct sk_buff  *skb = req->context;
487         struct eth_dev  *dev = ep->driver_data;
488         struct net_device *net = dev->net;
489         struct usb_request *new_req;
490         struct usb_ep *in;
491         int length;
492         int retval;
493
494         switch (req->status) {
495         default:
496                 dev->net->stats.tx_errors++;
497                 VDBG(dev, "tx err %d\n", req->status);
498                 /* FALLTHROUGH */
499         case -ECONNRESET:               /* unlink */
500         case -ESHUTDOWN:                /* disconnect etc */
501                 break;
502         case 0:
503                 if (!req->zero)
504                         dev->net->stats.tx_bytes += req->length-1;
505                 else
506                         dev->net->stats.tx_bytes += req->length;
507         }
508         dev->net->stats.tx_packets++;
509
510         spin_lock(&dev->req_lock);
511         list_add_tail(&req->list, &dev->tx_reqs);
512
513         if (dev->port_usb->multi_pkt_xfer) {
514                 dev->no_tx_req_used--;
515                 req->length = 0;
516                 in = dev->port_usb->in_ep;
517
518                 if (!list_empty(&dev->tx_reqs)) {
519                         new_req = container_of(dev->tx_reqs.next,
520                                         struct usb_request, list);
521                         list_del(&new_req->list);
522                         spin_unlock(&dev->req_lock);
523                         if (new_req->length > 0) {
524                                 length = new_req->length;
525
526                                 /* NCM requires no zlp if transfer is
527                                  * dwNtbInMaxSize */
528                                 if (dev->port_usb->is_fixed &&
529                                         length == dev->port_usb->fixed_in_len &&
530                                         (length % in->maxpacket) == 0)
531                                         new_req->zero = 0;
532                                 else
533                                         new_req->zero = 1;
534
535                                 /* use zlp framing on tx for strict CDC-Ether
536                                  * conformance, though any robust network rx
537                                  * path ignores extra padding. and some hardware
538                                  * doesn't like to write zlps.
539                                  */
540                                 if (new_req->zero && !dev->zlp &&
541                                                 (length % in->maxpacket) == 0) {
542                                         new_req->zero = 0;
543                                         length++;
544                                 }
545
546                                 new_req->length = length;
547                                 retval = usb_ep_queue(in, new_req, GFP_ATOMIC);
548                                 switch (retval) {
549                                 default:
550                                         DBG(dev, "tx queue err %d\n", retval);
551                                         break;
552                                 case 0:
553                                         spin_lock(&dev->req_lock);
554                                         dev->no_tx_req_used++;
555                                         spin_unlock(&dev->req_lock);
556                                         net->trans_start = jiffies;
557                                 }
558                         } else {
559                                 spin_lock(&dev->req_lock);
560                                 list_add(&new_req->list, &dev->tx_reqs);
561                                 spin_unlock(&dev->req_lock);
562                         }
563                 } else {
564                         spin_unlock(&dev->req_lock);
565                 }
566         } else {
567                 spin_unlock(&dev->req_lock);
568                 dev_kfree_skb_any(skb);
569         }
570
571         if (netif_carrier_ok(dev->net))
572                 netif_wake_queue(dev->net);
573 }
574
575 static inline int is_promisc(u16 cdc_filter)
576 {
577         return cdc_filter & USB_CDC_PACKET_TYPE_PROMISCUOUS;
578 }
579
580 static void alloc_tx_buffer(struct eth_dev *dev)
581 {
582         struct list_head        *act;
583         struct usb_request      *req;
584
585         dev->tx_req_bufsize = (dev->dl_max_pkts_per_xfer *
586                                 (dev->net->mtu
587                                 + sizeof(struct ethhdr)
588                                 /* size of rndis_packet_msg_type */
589                                 + 44
590                                 + 22));
591
592         list_for_each(act, &dev->tx_reqs) {
593                 req = container_of(act, struct usb_request, list);
594                 if (!req->buf)
595                         req->buf = kmalloc(dev->tx_req_bufsize,
596                                                 GFP_ATOMIC);
597         }
598 }
599
600 static netdev_tx_t eth_start_xmit(struct sk_buff *skb,
601                                         struct net_device *net)
602 {
603         struct eth_dev          *dev = netdev_priv(net);
604         int                     length = 0;
605         int                     retval;
606         struct usb_request      *req = NULL;
607         unsigned long           flags;
608         struct usb_ep           *in;
609         u16                     cdc_filter;
610
611         spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags);
612         if (dev->port_usb) {
613                 in = dev->port_usb->in_ep;
614                 cdc_filter = dev->port_usb->cdc_filter;
615         } else {
616                 in = NULL;
617                 cdc_filter = 0;
618         }
619         spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags);
620
621         if (skb && !in) {
622                 dev_kfree_skb_any(skb);
623                 return NETDEV_TX_OK;
624         }
625
626         /* Allocate memory for tx_reqs to support multi packet transfer */
627         if (dev->port_usb->multi_pkt_xfer && !dev->tx_req_bufsize)
628                 alloc_tx_buffer(dev);
629
630         /* apply outgoing CDC or RNDIS filters */
631         if (skb && !is_promisc(cdc_filter)) {
632                 u8              *dest = skb->data;
633
634                 if (is_multicast_ether_addr(dest)) {
635                         u16     type;
636
637                         /* ignores USB_CDC_PACKET_TYPE_MULTICAST and host
638                          * SET_ETHERNET_MULTICAST_FILTERS requests
639                          */
640                         if (is_broadcast_ether_addr(dest))
641                                 type = USB_CDC_PACKET_TYPE_BROADCAST;
642                         else
643                                 type = USB_CDC_PACKET_TYPE_ALL_MULTICAST;
644                         if (!(cdc_filter & type)) {
645                                 dev_kfree_skb_any(skb);
646                                 return NETDEV_TX_OK;
647                         }
648                 }
649                 /* ignores USB_CDC_PACKET_TYPE_DIRECTED */
650         }
651
652         spin_lock_irqsave(&dev->req_lock, flags);
653         /*
654          * this freelist can be empty if an interrupt triggered disconnect()
655          * and reconfigured the gadget (shutting down this queue) after the
656          * network stack decided to xmit but before we got the spinlock.
657          */
658         if (list_empty(&dev->tx_reqs)) {
659                 spin_unlock_irqrestore(&dev->req_lock, flags);
660                 return NETDEV_TX_BUSY;
661         }
662
663         req = container_of(dev->tx_reqs.next, struct usb_request, list);
664         list_del(&req->list);
665
666         /* temporarily stop TX queue when the freelist empties */
667         if (list_empty(&dev->tx_reqs))
668                 netif_stop_queue(net);
669         spin_unlock_irqrestore(&dev->req_lock, flags);
670
671         /* no buffer copies needed, unless the network stack did it
672          * or the hardware can't use skb buffers.
673          * or there's not enough space for extra headers we need
674          */
675         if (dev->wrap) {
676                 unsigned long   flags;
677
678                 spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags);
679                 if (dev->port_usb)
680                         skb = dev->wrap(dev->port_usb, skb);
681                 spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags);
682                 if (!skb) {
683                         /* Multi frame CDC protocols may store the frame for
684                          * later which is not a dropped frame.
685                          */
686                         if (dev->port_usb->supports_multi_frame)
687                                 goto multiframe;
688                         goto drop;
689                 }
690         }
691
692         spin_lock_irqsave(&dev->req_lock, flags);
693         dev->tx_skb_hold_count++;
694         spin_unlock_irqrestore(&dev->req_lock, flags);
695
696         if (dev->port_usb->multi_pkt_xfer) {
697                 memcpy(req->buf + req->length, skb->data, skb->len);
698                 req->length = req->length + skb->len;
699                 length = req->length;
700                 dev_kfree_skb_any(skb);
701
702                 spin_lock_irqsave(&dev->req_lock, flags);
703                 if (dev->tx_skb_hold_count < dev->dl_max_pkts_per_xfer) {
704                         if (dev->no_tx_req_used > TX_REQ_THRESHOLD) {
705                                 list_add(&req->list, &dev->tx_reqs);
706                                 spin_unlock_irqrestore(&dev->req_lock, flags);
707                                 goto success;
708                         }
709                 }
710
711                 dev->no_tx_req_used++;
712                 spin_unlock_irqrestore(&dev->req_lock, flags);
713
714                 spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags);
715                 dev->tx_skb_hold_count = 0;
716                 spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags);
717         } else {
718                 length = skb->len;
719                 req->buf = skb->data;
720                 req->context = skb;
721         }
722
723         req->complete = tx_complete;
724
725         /* NCM requires no zlp if transfer is dwNtbInMaxSize */
726         if (dev->port_usb->is_fixed &&
727             length == dev->port_usb->fixed_in_len &&
728             (length % in->maxpacket) == 0)
729                 req->zero = 0;
730         else
731                 req->zero = 1;
732
733         /* use zlp framing on tx for strict CDC-Ether conformance,
734          * though any robust network rx path ignores extra padding.
735          * and some hardware doesn't like to write zlps.
736          */
737         if (req->zero && !dev->zlp && (length % in->maxpacket) == 0) {
738                 req->zero = 0;
739                 length++;
740         }
741
742         req->length = length;
743
744         /* throttle highspeed IRQ rate back slightly */
745         if (gadget_is_dualspeed(dev->gadget) &&
746                          (dev->gadget->speed == USB_SPEED_HIGH) &&
747                          !list_empty(&dev->tx_reqs)) {
748                 dev->tx_qlen++;
749                 if (dev->tx_qlen == (dev->qmult/2)) {
750                         req->no_interrupt = 0;
751                         dev->tx_qlen = 0;
752                 } else {
753                         req->no_interrupt = 1;
754                 }
755         } else {
756                 req->no_interrupt = 0;
757         }
758
759         retval = usb_ep_queue(in, req, GFP_ATOMIC);
760         switch (retval) {
761         default:
762                 DBG(dev, "tx queue err %d\n", retval);
763                 break;
764         case 0:
765                 net->trans_start = jiffies;
766         }
767
768         if (retval) {
769                 if (!dev->port_usb->multi_pkt_xfer)
770                         dev_kfree_skb_any(skb);
771 drop:
772                 dev->net->stats.tx_dropped++;
773 multiframe:
774                 spin_lock_irqsave(&dev->req_lock, flags);
775                 if (list_empty(&dev->tx_reqs))
776                         netif_start_queue(net);
777                 list_add(&req->list, &dev->tx_reqs);
778                 spin_unlock_irqrestore(&dev->req_lock, flags);
779         }
780 success:
781         return NETDEV_TX_OK;
782 }
783
784 /*-------------------------------------------------------------------------*/
785
786 static void eth_start(struct eth_dev *dev, gfp_t gfp_flags)
787 {
788         DBG(dev, "%s\n", __func__);
789
790         /* fill the rx queue */
791         rx_fill(dev, gfp_flags);
792
793         /* and open the tx floodgates */
794         dev->tx_qlen = 0;
795         netif_wake_queue(dev->net);
796 }
797
798 static int eth_open(struct net_device *net)
799 {
800         struct eth_dev  *dev = netdev_priv(net);
801         struct gether   *link;
802
803         DBG(dev, "%s\n", __func__);
804         if (netif_carrier_ok(dev->net))
805                 eth_start(dev, GFP_KERNEL);
806
807         spin_lock_irq(&dev->lock);
808         link = dev->port_usb;
809         if (link && link->open)
810                 link->open(link);
811         spin_unlock_irq(&dev->lock);
812
813         return 0;
814 }
815
816 static int eth_stop(struct net_device *net)
817 {
818         struct eth_dev  *dev = netdev_priv(net);
819         unsigned long   flags;
820
821         VDBG(dev, "%s\n", __func__);
822         netif_stop_queue(net);
823
824         DBG(dev, "stop stats: rx/tx %ld/%ld, errs %ld/%ld\n",
825                 dev->net->stats.rx_packets, dev->net->stats.tx_packets,
826                 dev->net->stats.rx_errors, dev->net->stats.tx_errors
827                 );
828
829         /* ensure there are no more active requests */
830         spin_lock_irqsave(&dev->lock, flags);
831         if (dev->port_usb) {
832                 struct gether   *link = dev->port_usb;
833                 const struct usb_endpoint_descriptor *in;
834                 const struct usb_endpoint_descriptor *out;
835
836                 if (link->close)
837                         link->close(link);
838
839                 /* NOTE:  we have no abort-queue primitive we could use
840                  * to cancel all pending I/O.  Instead, we disable then
841                  * reenable the endpoints ... this idiom may leave toggle
842                  * wrong, but that's a self-correcting error.
843                  *
844                  * REVISIT:  we *COULD* just let the transfers complete at
845                  * their own pace; the network stack can handle old packets.
846                  * For the moment we leave this here, since it works.
847                  */
848                 in = link->in_ep->desc;
849                 out = link->out_ep->desc;
850                 usb_ep_disable(link->in_ep);
851                 usb_ep_disable(link->out_ep);
852                 if (netif_carrier_ok(net)) {
853                         DBG(dev, "host still using in/out endpoints\n");
854                         link->in_ep->desc = in;
855                         link->out_ep->desc = out;
856                         usb_ep_enable(link->in_ep);
857                         usb_ep_enable(link->out_ep);
858                 }
859         }
860         spin_unlock_irqrestore(&dev->lock, flags);
861
862         return 0;
863 }
864
865 /*-------------------------------------------------------------------------*/
866
867 static int get_ether_addr(const char *str, u8 *dev_addr)
868 {
869         if (str) {
870                 unsigned        i;
871
872                 for (i = 0; i < 6; i++) {
873                         unsigned char num;
874
875                         if ((*str == '.') || (*str == ':'))
876                                 str++;
877                         num = hex_to_bin(*str++) << 4;
878                         num |= hex_to_bin(*str++);
879                         dev_addr [i] = num;
880                 }
881                 if (is_valid_ether_addr(dev_addr))
882                         return 0;
883         }
884         eth_random_addr(dev_addr);
885         return 1;
886 }
887
888 static int get_ether_addr_str(u8 dev_addr[ETH_ALEN], char *str, int len)
889 {
890         if (len < 18)
891                 return -EINVAL;
892
893         snprintf(str, len, "%pM", dev_addr);
894         return 18;
895 }
896
897 static const struct net_device_ops eth_netdev_ops = {
898         .ndo_open               = eth_open,
899         .ndo_stop               = eth_stop,
900         .ndo_start_xmit         = eth_start_xmit,
901         .ndo_change_mtu         = ueth_change_mtu,
902         .ndo_set_mac_address    = eth_mac_addr,
903         .ndo_validate_addr      = eth_validate_addr,
904 };
905
906 static struct device_type gadget_type = {
907         .name   = "gadget",
908 };
909
910 /**
911  * gether_setup_name - initialize one ethernet-over-usb link
912  * @g: gadget to associated with these links
913  * @ethaddr: NULL, or a buffer in which the ethernet address of the
914  *      host side of the link is recorded
915  * @netname: name for network device (for example, "usb")
916  * Context: may sleep
917  *
918  * This sets up the single network link that may be exported by a
919  * gadget driver using this framework.  The link layer addresses are
920  * set up using module parameters.
921  *
922  * Returns an eth_dev pointer on success, or an ERR_PTR on failure.
923  */
924 struct eth_dev *gether_setup_name(struct usb_gadget *g,
925                 const char *dev_addr, const char *host_addr,
926                 u8 ethaddr[ETH_ALEN], unsigned qmult, const char *netname)
927 {
928         struct eth_dev          *dev;
929         struct net_device       *net;
930         int                     status;
931
932         net = alloc_etherdev(sizeof *dev);
933         if (!net)
934                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
935
936         dev = netdev_priv(net);
937         spin_lock_init(&dev->lock);
938         spin_lock_init(&dev->req_lock);
939         INIT_WORK(&dev->work, eth_work);
940         INIT_WORK(&dev->rx_work, process_rx_w);
941         INIT_LIST_HEAD(&dev->tx_reqs);
942         INIT_LIST_HEAD(&dev->rx_reqs);
943
944         skb_queue_head_init(&dev->rx_frames);
945
946         /* network device setup */
947         dev->net = net;
948         dev->qmult = qmult;
949         snprintf(net->name, sizeof(net->name), "%s%%d", netname);
950
951         if (get_ether_addr(dev_addr, net->dev_addr))
952                 dev_warn(&g->dev,
953                         "using random %s ethernet address\n", "self");
954         if (get_ether_addr(host_addr, dev->host_mac))
955                 dev_warn(&g->dev,
956                         "using random %s ethernet address\n", "host");
957
958         if (ethaddr)
959                 memcpy(ethaddr, dev->host_mac, ETH_ALEN);
960
961         net->netdev_ops = &eth_netdev_ops;
962
963         net->ethtool_ops = &ops;
964
965         dev->gadget = g;
966         SET_NETDEV_DEV(net, &g->dev);
967         SET_NETDEV_DEVTYPE(net, &gadget_type);
968
969         status = register_netdev(net);
970         if (status < 0) {
971                 dev_dbg(&g->dev, "register_netdev failed, %d\n", status);
972                 free_netdev(net);
973                 dev = ERR_PTR(status);
974         } else {
975                 INFO(dev, "MAC %pM\n", net->dev_addr);
976                 INFO(dev, "HOST MAC %pM\n", dev->host_mac);
977
978                 /*
979                  * two kinds of host-initiated state changes:
980                  *  - iff DATA transfer is active, carrier is "on"
981                  *  - tx queueing enabled if open *and* carrier is "on"
982                  */
983                 netif_carrier_off(net);
984         }
985
986         return dev;
987 }
988 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_setup_name);
989
990 struct net_device *gether_setup_name_default(const char *netname)
991 {
992         struct net_device       *net;
993         struct eth_dev          *dev;
994
995         net = alloc_etherdev(sizeof(*dev));
996         if (!net)
997                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
998
999         dev = netdev_priv(net);
1000         spin_lock_init(&dev->lock);
1001         spin_lock_init(&dev->req_lock);
1002         INIT_WORK(&dev->work, eth_work);
1003         INIT_WORK(&dev->rx_work, process_rx_w);
1004         INIT_LIST_HEAD(&dev->tx_reqs);
1005         INIT_LIST_HEAD(&dev->rx_reqs);
1006
1007         skb_queue_head_init(&dev->rx_frames);
1008
1009         /* network device setup */
1010         dev->net = net;
1011         dev->qmult = QMULT_DEFAULT;
1012         snprintf(net->name, sizeof(net->name), "%s%%d", netname);
1013
1014         eth_random_addr(dev->dev_mac);
1015         pr_warn("using random %s ethernet address\n", "self");
1016         eth_random_addr(dev->host_mac);
1017         pr_warn("using random %s ethernet address\n", "host");
1018
1019         net->netdev_ops = &eth_netdev_ops;
1020
1021         net->ethtool_ops = &ops;
1022         SET_NETDEV_DEVTYPE(net, &gadget_type);
1023
1024         return net;
1025 }
1026 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_setup_name_default);
1027
1028 int gether_register_netdev(struct net_device *net)
1029 {
1030         struct eth_dev *dev;
1031         struct usb_gadget *g;
1032         struct sockaddr sa;
1033         int status;
1034
1035         if (!net->dev.parent)
1036                 return -EINVAL;
1037         dev = netdev_priv(net);
1038         g = dev->gadget;
1039         status = register_netdev(net);
1040         if (status < 0) {
1041                 dev_dbg(&g->dev, "register_netdev failed, %d\n", status);
1042                 return status;
1043         } else {
1044                 INFO(dev, "HOST MAC %pM\n", dev->host_mac);
1045
1046                 /* two kinds of host-initiated state changes:
1047                  *  - iff DATA transfer is active, carrier is "on"
1048                  *  - tx queueing enabled if open *and* carrier is "on"
1049                  */
1050                 netif_carrier_off(net);
1051         }
1052         sa.sa_family = net->type;
1053         memcpy(sa.sa_data, dev->dev_mac, ETH_ALEN);
1054         rtnl_lock();
1055         status = dev_set_mac_address(net, &sa);
1056         rtnl_unlock();
1057         if (status)
1058                 pr_warn("cannot set self ethernet address: %d\n", status);
1059         else
1060                 INFO(dev, "MAC %pM\n", dev->dev_mac);
1061
1062         return status;
1063 }
1064 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_register_netdev);
1065
1066 void gether_set_gadget(struct net_device *net, struct usb_gadget *g)
1067 {
1068         struct eth_dev *dev;
1069
1070         dev = netdev_priv(net);
1071         dev->gadget = g;
1072         SET_NETDEV_DEV(net, &g->dev);
1073 }
1074 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_set_gadget);
1075
1076 int gether_set_dev_addr(struct net_device *net, const char *dev_addr)
1077 {
1078         struct eth_dev *dev;
1079         u8 new_addr[ETH_ALEN];
1080
1081         dev = netdev_priv(net);
1082         if (get_ether_addr(dev_addr, new_addr))
1083                 return -EINVAL;
1084         memcpy(dev->dev_mac, new_addr, ETH_ALEN);
1085         return 0;
1086 }
1087 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_set_dev_addr);
1088
1089 int gether_get_dev_addr(struct net_device *net, char *dev_addr, int len)
1090 {
1091         struct eth_dev *dev;
1092
1093         dev = netdev_priv(net);
1094         return get_ether_addr_str(dev->dev_mac, dev_addr, len);
1095 }
1096 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_get_dev_addr);
1097
1098 int gether_set_host_addr(struct net_device *net, const char *host_addr)
1099 {
1100         struct eth_dev *dev;
1101         u8 new_addr[ETH_ALEN];
1102
1103         dev = netdev_priv(net);
1104         if (get_ether_addr(host_addr, new_addr))
1105                 return -EINVAL;
1106         memcpy(dev->host_mac, new_addr, ETH_ALEN);
1107         return 0;
1108 }
1109 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_set_host_addr);
1110
1111 int gether_get_host_addr(struct net_device *net, char *host_addr, int len)
1112 {
1113         struct eth_dev *dev;
1114
1115         dev = netdev_priv(net);
1116         return get_ether_addr_str(dev->host_mac, host_addr, len);
1117 }
1118 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_get_host_addr);
1119
1120 int gether_get_host_addr_cdc(struct net_device *net, char *host_addr, int len)
1121 {
1122         struct eth_dev *dev;
1123
1124         if (len < 13)
1125                 return -EINVAL;
1126
1127         dev = netdev_priv(net);
1128         snprintf(host_addr, len, "%pm", dev->host_mac);
1129
1130         return strlen(host_addr);
1131 }
1132 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_get_host_addr_cdc);
1133
1134 void gether_get_host_addr_u8(struct net_device *net, u8 host_mac[ETH_ALEN])
1135 {
1136         struct eth_dev *dev;
1137
1138         dev = netdev_priv(net);
1139         memcpy(host_mac, dev->host_mac, ETH_ALEN);
1140 }
1141 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_get_host_addr_u8);
1142
1143 void gether_set_qmult(struct net_device *net, unsigned qmult)
1144 {
1145         struct eth_dev *dev;
1146
1147         dev = netdev_priv(net);
1148         dev->qmult = qmult;
1149 }
1150 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_set_qmult);
1151
1152 unsigned gether_get_qmult(struct net_device *net)
1153 {
1154         struct eth_dev *dev;
1155
1156         dev = netdev_priv(net);
1157         return dev->qmult;
1158 }
1159 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_get_qmult);
1160
1161 int gether_get_ifname(struct net_device *net, char *name, int len)
1162 {
1163         rtnl_lock();
1164         strlcpy(name, netdev_name(net), len);
1165         rtnl_unlock();
1166         return strlen(name);
1167 }
1168 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_get_ifname);
1169
1170 /**
1171  * gether_cleanup - remove Ethernet-over-USB device
1172  * Context: may sleep
1173  *
1174  * This is called to free all resources allocated by @gether_setup().
1175  */
1176 void gether_cleanup(struct eth_dev *dev)
1177 {
1178         if (!dev)
1179                 return;
1180
1181         unregister_netdev(dev->net);
1182         flush_work(&dev->work);
1183         free_netdev(dev->net);
1184 }
1185 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_cleanup);
1186
1187 /**
1188  * gether_connect - notify network layer that USB link is active
1189  * @link: the USB link, set up with endpoints, descriptors matching
1190  *      current device speed, and any framing wrapper(s) set up.
1191  * Context: irqs blocked
1192  *
1193  * This is called to activate endpoints and let the network layer know
1194  * the connection is active ("carrier detect").  It may cause the I/O
1195  * queues to open and start letting network packets flow, but will in
1196  * any case activate the endpoints so that they respond properly to the
1197  * USB host.
1198  *
1199  * Verify net_device pointer returned using IS_ERR().  If it doesn't
1200  * indicate some error code (negative errno), ep->driver_data values
1201  * have been overwritten.
1202  */
1203 struct net_device *gether_connect(struct gether *link)
1204 {
1205         struct eth_dev          *dev = link->ioport;
1206         int                     result = 0;
1207
1208         if (!dev)
1209                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1210
1211         link->in_ep->driver_data = dev;
1212         result = usb_ep_enable(link->in_ep);
1213         if (result != 0) {
1214                 DBG(dev, "enable %s --> %d\n",
1215                         link->in_ep->name, result);
1216                 goto fail0;
1217         }
1218
1219         link->out_ep->driver_data = dev;
1220         result = usb_ep_enable(link->out_ep);
1221         if (result != 0) {
1222                 DBG(dev, "enable %s --> %d\n",
1223                         link->out_ep->name, result);
1224                 goto fail1;
1225         }
1226
1227         if (result == 0)
1228                 result = alloc_requests(dev, link, qlen(dev->gadget,
1229                                         dev->qmult));
1230
1231         if (result == 0) {
1232                 dev->zlp = link->is_zlp_ok;
1233                 DBG(dev, "qlen %d\n", qlen(dev->gadget, dev->qmult));
1234
1235                 dev->header_len = link->header_len;
1236                 dev->unwrap = link->unwrap;
1237                 dev->wrap = link->wrap;
1238                 dev->ul_max_pkts_per_xfer = link->ul_max_pkts_per_xfer;
1239                 dev->dl_max_pkts_per_xfer = link->dl_max_pkts_per_xfer;
1240
1241                 spin_lock(&dev->lock);
1242                 dev->tx_skb_hold_count = 0;
1243                 dev->no_tx_req_used = 0;
1244                 dev->tx_req_bufsize = 0;
1245                 dev->port_usb = link;
1246                 if (netif_running(dev->net)) {
1247                         if (link->open)
1248                                 link->open(link);
1249                 } else {
1250                         if (link->close)
1251                                 link->close(link);
1252                 }
1253                 spin_unlock(&dev->lock);
1254
1255                 netif_carrier_on(dev->net);
1256                 if (netif_running(dev->net))
1257                         eth_start(dev, GFP_ATOMIC);
1258
1259         /* on error, disable any endpoints  */
1260         } else {
1261                 (void) usb_ep_disable(link->out_ep);
1262 fail1:
1263                 (void) usb_ep_disable(link->in_ep);
1264         }
1265 fail0:
1266         /* caller is responsible for cleanup on error */
1267         if (result < 0)
1268                 return ERR_PTR(result);
1269         return dev->net;
1270 }
1271 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_connect);
1272
1273 /**
1274  * gether_disconnect - notify network layer that USB link is inactive
1275  * @link: the USB link, on which gether_connect() was called
1276  * Context: irqs blocked
1277  *
1278  * This is called to deactivate endpoints and let the network layer know
1279  * the connection went inactive ("no carrier").
1280  *
1281  * On return, the state is as if gether_connect() had never been called.
1282  * The endpoints are inactive, and accordingly without active USB I/O.
1283  * Pointers to endpoint descriptors and endpoint private data are nulled.
1284  */
1285 void gether_disconnect(struct gether *link)
1286 {
1287         struct eth_dev          *dev = link->ioport;
1288         struct usb_request      *req;
1289         struct sk_buff          *skb;
1290
1291         WARN_ON(!dev);
1292         if (!dev)
1293                 return;
1294
1295         DBG(dev, "%s\n", __func__);
1296
1297         netif_stop_queue(dev->net);
1298         netif_carrier_off(dev->net);
1299
1300         /* disable endpoints, forcing (synchronous) completion
1301          * of all pending i/o.  then free the request objects
1302          * and forget about the endpoints.
1303          */
1304         usb_ep_disable(link->in_ep);
1305         spin_lock(&dev->req_lock);
1306         while (!list_empty(&dev->tx_reqs)) {
1307                 req = container_of(dev->tx_reqs.next,
1308                                         struct usb_request, list);
1309                 list_del(&req->list);
1310
1311                 spin_unlock(&dev->req_lock);
1312                 if (link->multi_pkt_xfer)
1313                         kfree(req->buf);
1314                 usb_ep_free_request(link->in_ep, req);
1315                 spin_lock(&dev->req_lock);
1316         }
1317         spin_unlock(&dev->req_lock);
1318         link->in_ep->desc = NULL;
1319
1320         usb_ep_disable(link->out_ep);
1321         spin_lock(&dev->req_lock);
1322         while (!list_empty(&dev->rx_reqs)) {
1323                 req = container_of(dev->rx_reqs.next,
1324                                         struct usb_request, list);
1325                 list_del(&req->list);
1326
1327                 spin_unlock(&dev->req_lock);
1328                 usb_ep_free_request(link->out_ep, req);
1329                 spin_lock(&dev->req_lock);
1330         }
1331         spin_unlock(&dev->req_lock);
1332
1333         spin_lock(&dev->rx_frames.lock);
1334         while ((skb = __skb_dequeue(&dev->rx_frames)))
1335                 dev_kfree_skb_any(skb);
1336         spin_unlock(&dev->rx_frames.lock);
1337
1338         link->out_ep->desc = NULL;
1339
1340         /* finish forgetting about this USB link episode */
1341         dev->header_len = 0;
1342         dev->unwrap = NULL;
1343         dev->wrap = NULL;
1344
1345         spin_lock(&dev->lock);
1346         dev->port_usb = NULL;
1347         spin_unlock(&dev->lock);
1348 }
1349 EXPORT_SYMBOL_GPL(gether_disconnect);
1350
1351 static int __init gether_init(void)
1352 {
1353         uether_wq  = create_singlethread_workqueue("uether");
1354         if (!uether_wq) {
1355                 pr_err("%s: Unable to create workqueue: uether\n", __func__);
1356                 return -ENOMEM;
1357         }
1358         return 0;
1359 }
1360 module_init(gether_init);
1361
1362 static void __exit gether_exit(void)
1363 {
1364         destroy_workqueue(uether_wq);
1365
1366 }
1367 module_exit(gether_exit);
1368 MODULE_AUTHOR("David Brownell");
1369 MODULE_DESCRIPTION("ethernet over USB driver");
1370 MODULE_LICENSE("GPL v2");