]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - include/linux/usb/composite.h
dc512c9432d7609a8e38ed10922009b0f72291a7
[~andy/linux] / include / linux / usb / composite.h
1 /*
2  * composite.h -- framework for usb gadgets which are composite devices
3  *
4  * Copyright (C) 2006-2008 David Brownell
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
19  */
20
21 #ifndef __LINUX_USB_COMPOSITE_H
22 #define __LINUX_USB_COMPOSITE_H
23
24 /*
25  * This framework is an optional layer on top of the USB Gadget interface,
26  * making it easier to build (a) Composite devices, supporting multiple
27  * functions within any single configuration, and (b) Multi-configuration
28  * devices, also supporting multiple functions but without necessarily
29  * having more than one function per configuration.
30  *
31  * Example:  a device with a single configuration supporting both network
32  * link and mass storage functions is a composite device.  Those functions
33  * might alternatively be packaged in individual configurations, but in
34  * the composite model the host can use both functions at the same time.
35  */
36
37 #include <linux/bcd.h>
38 #include <linux/version.h>
39 #include <linux/usb/ch9.h>
40 #include <linux/usb/gadget.h>
41 #include <linux/log2.h>
42
43 /*
44  * USB function drivers should return USB_GADGET_DELAYED_STATUS if they
45  * wish to delay the data/status stages of the control transfer till they
46  * are ready. The control transfer will then be kept from completing till
47  * all the function drivers that requested for USB_GADGET_DELAYED_STAUS
48  * invoke usb_composite_setup_continue().
49  */
50 #define USB_GADGET_DELAYED_STATUS       0x7fff  /* Impossibly large value */
51
52 /* big enough to hold our biggest descriptor */
53 #define USB_COMP_EP0_BUFSIZ     1024
54
55 #define USB_MS_TO_HS_INTERVAL(x)        (ilog2((x * 1000 / 125)) + 1)
56 struct usb_configuration;
57
58 /**
59  * struct usb_function - describes one function of a configuration
60  * @name: For diagnostics, identifies the function.
61  * @strings: tables of strings, keyed by identifiers assigned during bind()
62  *      and by language IDs provided in control requests
63  * @descriptors: Table of full (or low) speed descriptors, using interface and
64  *      string identifiers assigned during @bind().  If this pointer is null,
65  *      the function will not be available at full speed (or at low speed).
66  * @hs_descriptors: Table of high speed descriptors, using interface and
67  *      string identifiers assigned during @bind().  If this pointer is null,
68  *      the function will not be available at high speed.
69  * @ss_descriptors: Table of super speed descriptors, using interface and
70  *      string identifiers assigned during @bind(). If this
71  *      pointer is null after initiation, the function will not
72  *      be available at super speed.
73  * @config: assigned when @usb_add_function() is called; this is the
74  *      configuration with which this function is associated.
75  * @bind: Before the gadget can register, all of its functions bind() to the
76  *      available resources including string and interface identifiers used
77  *      in interface or class descriptors; endpoints; I/O buffers; and so on.
78  * @unbind: Reverses @bind; called as a side effect of unregistering the
79  *      driver which added this function.
80  * @set_alt: (REQUIRED) Reconfigures altsettings; function drivers may
81  *      initialize usb_ep.driver data at this time (when it is used).
82  *      Note that setting an interface to its current altsetting resets
83  *      interface state, and that all interfaces have a disabled state.
84  * @get_alt: Returns the active altsetting.  If this is not provided,
85  *      then only altsetting zero is supported.
86  * @disable: (REQUIRED) Indicates the function should be disabled.  Reasons
87  *      include host resetting or reconfiguring the gadget, and disconnection.
88  * @setup: Used for interface-specific control requests.
89  * @suspend: Notifies functions when the host stops sending USB traffic.
90  * @resume: Notifies functions when the host restarts USB traffic.
91  * @get_status: Returns function status as a reply to
92  *      GetStatus() request when the recepient is Interface.
93  * @func_suspend: callback to be called when
94  *      SetFeature(FUNCTION_SUSPEND) is reseived
95  *
96  * A single USB function uses one or more interfaces, and should in most
97  * cases support operation at both full and high speeds.  Each function is
98  * associated by @usb_add_function() with a one configuration; that function
99  * causes @bind() to be called so resources can be allocated as part of
100  * setting up a gadget driver.  Those resources include endpoints, which
101  * should be allocated using @usb_ep_autoconfig().
102  *
103  * To support dual speed operation, a function driver provides descriptors
104  * for both high and full speed operation.  Except in rare cases that don't
105  * involve bulk endpoints, each speed needs different endpoint descriptors.
106  *
107  * Function drivers choose their own strategies for managing instance data.
108  * The simplest strategy just declares it "static', which means the function
109  * can only be activated once.  If the function needs to be exposed in more
110  * than one configuration at a given speed, it needs to support multiple
111  * usb_function structures (one for each configuration).
112  *
113  * A more complex strategy might encapsulate a @usb_function structure inside
114  * a driver-specific instance structure to allows multiple activations.  An
115  * example of multiple activations might be a CDC ACM function that supports
116  * two or more distinct instances within the same configuration, providing
117  * several independent logical data links to a USB host.
118  */
119 struct usb_function {
120         const char                      *name;
121         struct usb_gadget_strings       **strings;
122         struct usb_descriptor_header    **fs_descriptors;
123         struct usb_descriptor_header    **hs_descriptors;
124         struct usb_descriptor_header    **ss_descriptors;
125
126         struct usb_configuration        *config;
127
128         /* REVISIT:  bind() functions can be marked __init, which
129          * makes trouble for section mismatch analysis.  See if
130          * we can't restructure things to avoid mismatching.
131          * Related:  unbind() may kfree() but bind() won't...
132          */
133
134         /* configuration management:  bind/unbind */
135         int                     (*bind)(struct usb_configuration *,
136                                         struct usb_function *);
137         void                    (*unbind)(struct usb_configuration *,
138                                         struct usb_function *);
139
140         /* runtime state management */
141         int                     (*set_alt)(struct usb_function *,
142                                         unsigned interface, unsigned alt);
143         int                     (*get_alt)(struct usb_function *,
144                                         unsigned interface);
145         void                    (*disable)(struct usb_function *);
146         int                     (*setup)(struct usb_function *,
147                                         const struct usb_ctrlrequest *);
148         void                    (*suspend)(struct usb_function *);
149         void                    (*resume)(struct usb_function *);
150
151         /* USB 3.0 additions */
152         int                     (*get_status)(struct usb_function *);
153         int                     (*func_suspend)(struct usb_function *,
154                                                 u8 suspend_opt);
155         /* private: */
156         /* internals */
157         struct list_head                list;
158         DECLARE_BITMAP(endpoints, 32);
159 };
160
161 int usb_add_function(struct usb_configuration *, struct usb_function *);
162
163 int usb_function_deactivate(struct usb_function *);
164 int usb_function_activate(struct usb_function *);
165
166 int usb_interface_id(struct usb_configuration *, struct usb_function *);
167
168 int config_ep_by_speed(struct usb_gadget *g, struct usb_function *f,
169                         struct usb_ep *_ep);
170
171 #define MAX_CONFIG_INTERFACES           16      /* arbitrary; max 255 */
172
173 /**
174  * struct usb_configuration - represents one gadget configuration
175  * @label: For diagnostics, describes the configuration.
176  * @strings: Tables of strings, keyed by identifiers assigned during @bind()
177  *      and by language IDs provided in control requests.
178  * @descriptors: Table of descriptors preceding all function descriptors.
179  *      Examples include OTG and vendor-specific descriptors.
180  * @unbind: Reverses @bind; called as a side effect of unregistering the
181  *      driver which added this configuration.
182  * @setup: Used to delegate control requests that aren't handled by standard
183  *      device infrastructure or directed at a specific interface.
184  * @bConfigurationValue: Copied into configuration descriptor.
185  * @iConfiguration: Copied into configuration descriptor.
186  * @bmAttributes: Copied into configuration descriptor.
187  * @MaxPower: Power consumtion in mA. Used to compute bMaxPower in the
188  *      configuration descriptor after considering the bus speed.
189  * @cdev: assigned by @usb_add_config() before calling @bind(); this is
190  *      the device associated with this configuration.
191  *
192  * Configurations are building blocks for gadget drivers structured around
193  * function drivers.  Simple USB gadgets require only one function and one
194  * configuration, and handle dual-speed hardware by always providing the same
195  * functionality.  Slightly more complex gadgets may have more than one
196  * single-function configuration at a given speed; or have configurations
197  * that only work at one speed.
198  *
199  * Composite devices are, by definition, ones with configurations which
200  * include more than one function.
201  *
202  * The lifecycle of a usb_configuration includes allocation, initialization
203  * of the fields described above, and calling @usb_add_config() to set up
204  * internal data and bind it to a specific device.  The configuration's
205  * @bind() method is then used to initialize all the functions and then
206  * call @usb_add_function() for them.
207  *
208  * Those functions would normally be independent of each other, but that's
209  * not mandatory.  CDC WMC devices are an example where functions often
210  * depend on other functions, with some functions subsidiary to others.
211  * Such interdependency may be managed in any way, so long as all of the
212  * descriptors complete by the time the composite driver returns from
213  * its bind() routine.
214  */
215 struct usb_configuration {
216         const char                      *label;
217         struct usb_gadget_strings       **strings;
218         const struct usb_descriptor_header **descriptors;
219
220         /* REVISIT:  bind() functions can be marked __init, which
221          * makes trouble for section mismatch analysis.  See if
222          * we can't restructure things to avoid mismatching...
223          */
224
225         /* configuration management: unbind/setup */
226         void                    (*unbind)(struct usb_configuration *);
227         int                     (*setup)(struct usb_configuration *,
228                                         const struct usb_ctrlrequest *);
229
230         /* fields in the config descriptor */
231         u8                      bConfigurationValue;
232         u8                      iConfiguration;
233         u8                      bmAttributes;
234         u16                     MaxPower;
235
236         struct usb_composite_dev        *cdev;
237
238         /* private: */
239         /* internals */
240         struct list_head        list;
241         struct list_head        functions;
242         u8                      next_interface_id;
243         unsigned                superspeed:1;
244         unsigned                highspeed:1;
245         unsigned                fullspeed:1;
246         struct usb_function     *interface[MAX_CONFIG_INTERFACES];
247 };
248
249 int usb_add_config(struct usb_composite_dev *,
250                 struct usb_configuration *,
251                 int (*)(struct usb_configuration *));
252
253 void usb_remove_config(struct usb_composite_dev *,
254                 struct usb_configuration *);
255
256 /* predefined index for usb_composite_driver */
257 enum {
258         USB_GADGET_MANUFACTURER_IDX     = 0,
259         USB_GADGET_PRODUCT_IDX,
260         USB_GADGET_SERIAL_IDX,
261         USB_GADGET_FIRST_AVAIL_IDX,
262 };
263
264 /**
265  * struct usb_composite_driver - groups configurations into a gadget
266  * @name: For diagnostics, identifies the driver.
267  * @dev: Template descriptor for the device, including default device
268  *      identifiers.
269  * @strings: tables of strings, keyed by identifiers assigned during @bind
270  *      and language IDs provided in control requests. Note: The first entries
271  *      are predefined. The first entry that may be used is
272  *      USB_GADGET_FIRST_AVAIL_IDX
273  * @max_speed: Highest speed the driver supports.
274  * @needs_serial: set to 1 if the gadget needs userspace to provide
275  *      a serial number.  If one is not provided, warning will be printed.
276  * @bind: (REQUIRED) Used to allocate resources that are shared across the
277  *      whole device, such as string IDs, and add its configurations using
278  *      @usb_add_config(). This may fail by returning a negative errno
279  *      value; it should return zero on successful initialization.
280  * @unbind: Reverses @bind; called as a side effect of unregistering
281  *      this driver.
282  * @disconnect: optional driver disconnect method
283  * @suspend: Notifies when the host stops sending USB traffic,
284  *      after function notifications
285  * @resume: Notifies configuration when the host restarts USB traffic,
286  *      before function notifications
287  *
288  * Devices default to reporting self powered operation.  Devices which rely
289  * on bus powered operation should report this in their @bind method.
290  *
291  * Before returning from @bind, various fields in the template descriptor
292  * may be overridden.  These include the idVendor/idProduct/bcdDevice values
293  * normally to bind the appropriate host side driver, and the three strings
294  * (iManufacturer, iProduct, iSerialNumber) normally used to provide user
295  * meaningful device identifiers.  (The strings will not be defined unless
296  * they are defined in @dev and @strings.)  The correct ep0 maxpacket size
297  * is also reported, as defined by the underlying controller driver.
298  */
299 struct usb_composite_driver {
300         const char                              *name;
301         const struct usb_device_descriptor      *dev;
302         struct usb_gadget_strings               **strings;
303         enum usb_device_speed                   max_speed;
304         unsigned                needs_serial:1;
305
306         int                     (*bind)(struct usb_composite_dev *cdev);
307         int                     (*unbind)(struct usb_composite_dev *);
308
309         void                    (*disconnect)(struct usb_composite_dev *);
310
311         /* global suspend hooks */
312         void                    (*suspend)(struct usb_composite_dev *);
313         void                    (*resume)(struct usb_composite_dev *);
314         struct usb_gadget_driver                gadget_driver;
315 };
316
317 extern int usb_composite_probe(struct usb_composite_driver *driver);
318 extern void usb_composite_unregister(struct usb_composite_driver *driver);
319 extern void usb_composite_setup_continue(struct usb_composite_dev *cdev);
320
321
322 /**
323  * struct usb_composite_device - represents one composite usb gadget
324  * @gadget: read-only, abstracts the gadget's usb peripheral controller
325  * @req: used for control responses; buffer is pre-allocated
326  * @config: the currently active configuration
327  *
328  * One of these devices is allocated and initialized before the
329  * associated device driver's bind() is called.
330  *
331  * OPEN ISSUE:  it appears that some WUSB devices will need to be
332  * built by combining a normal (wired) gadget with a wireless one.
333  * This revision of the gadget framework should probably try to make
334  * sure doing that won't hurt too much.
335  *
336  * One notion for how to handle Wireless USB devices involves:
337  * (a) a second gadget here, discovery mechanism TBD, but likely
338  *     needing separate "register/unregister WUSB gadget" calls;
339  * (b) updates to usb_gadget to include flags "is it wireless",
340  *     "is it wired", plus (presumably in a wrapper structure)
341  *     bandgroup and PHY info;
342  * (c) presumably a wireless_ep wrapping a usb_ep, and reporting
343  *     wireless-specific parameters like maxburst and maxsequence;
344  * (d) configurations that are specific to wireless links;
345  * (e) function drivers that understand wireless configs and will
346  *     support wireless for (additional) function instances;
347  * (f) a function to support association setup (like CBAF), not
348  *     necessarily requiring a wireless adapter;
349  * (g) composite device setup that can create one or more wireless
350  *     configs, including appropriate association setup support;
351  * (h) more, TBD.
352  */
353 struct usb_composite_dev {
354         struct usb_gadget               *gadget;
355         struct usb_request              *req;
356
357         struct usb_configuration        *config;
358
359         /* private: */
360         /* internals */
361         unsigned int                    suspended:1;
362         struct usb_device_descriptor    desc;
363         struct list_head                configs;
364         struct usb_composite_driver     *driver;
365         u8                              next_string_id;
366         char                            *def_manufacturer;
367
368         /* the gadget driver won't enable the data pullup
369          * while the deactivation count is nonzero.
370          */
371         unsigned                        deactivations;
372
373         /* the composite driver won't complete the control transfer's
374          * data/status stages till delayed_status is zero.
375          */
376         int                             delayed_status;
377
378         /* protects deactivations and delayed_status counts*/
379         spinlock_t                      lock;
380 };
381
382 extern int usb_string_id(struct usb_composite_dev *c);
383 extern int usb_string_ids_tab(struct usb_composite_dev *c,
384                               struct usb_string *str);
385 extern int usb_string_ids_n(struct usb_composite_dev *c, unsigned n);
386
387 /*
388  * Some systems will need runtime overrides for the  product identifiers
389  * published in the device descriptor, either numbers or strings or both.
390  * String parameters are in UTF-8 (superset of ASCII's 7 bit characters).
391  */
392 struct usb_composite_overwrite {
393         u16     idVendor;
394         u16     idProduct;
395         u16     bcdDevice;
396         char    *serial_number;
397         char    *manufacturer;
398         char    *product;
399 };
400 #define USB_GADGET_COMPOSITE_OPTIONS()                                  \
401         static struct usb_composite_overwrite coverwrite;               \
402                                                                         \
403         module_param_named(idVendor, coverwrite.idVendor, ushort, S_IRUGO); \
404         MODULE_PARM_DESC(idVendor, "USB Vendor ID");                    \
405                                                                         \
406         module_param_named(idProduct, coverwrite.idProduct, ushort, S_IRUGO); \
407         MODULE_PARM_DESC(idProduct, "USB Product ID");                  \
408                                                                         \
409         module_param_named(bcdDevice, coverwrite.bcdDevice, ushort, S_IRUGO); \
410         MODULE_PARM_DESC(bcdDevice, "USB Device version (BCD)");        \
411                                                                         \
412         module_param_named(iSerialNumber, coverwrite.serial_number, charp, \
413                         S_IRUGO); \
414         MODULE_PARM_DESC(iSerialNumber, "SerialNumber string");         \
415                                                                         \
416         module_param_named(iManufacturer, coverwrite.manufacturer, charp, \
417                         S_IRUGO); \
418         MODULE_PARM_DESC(iManufacturer, "USB Manufacturer string");     \
419                                                                         \
420         module_param_named(iProduct, coverwrite.product, charp, S_IRUGO); \
421         MODULE_PARM_DESC(iProduct, "USB Product string")
422
423 void usb_composite_overwrite_options(struct usb_composite_dev *cdev,
424                 struct usb_composite_overwrite *covr);
425
426 static inline u16 get_default_bcdDevice(void)
427 {
428         u16 bcdDevice;
429
430         bcdDevice = bin2bcd((LINUX_VERSION_CODE >> 16 & 0xff)) << 8;
431         bcdDevice |= bin2bcd((LINUX_VERSION_CODE >> 8 & 0xff));
432         return bcdDevice;
433 }
434
435 /* messaging utils */
436 #define DBG(d, fmt, args...) \
437         dev_dbg(&(d)->gadget->dev , fmt , ## args)
438 #define VDBG(d, fmt, args...) \
439         dev_vdbg(&(d)->gadget->dev , fmt , ## args)
440 #define ERROR(d, fmt, args...) \
441         dev_err(&(d)->gadget->dev , fmt , ## args)
442 #define WARNING(d, fmt, args...) \
443         dev_warn(&(d)->gadget->dev , fmt , ## args)
444 #define INFO(d, fmt, args...) \
445         dev_info(&(d)->gadget->dev , fmt , ## args)
446
447 #endif  /* __LINUX_USB_COMPOSITE_H */