drm/etnaviv: restore ETNA_PREP_NOSYNC behaviour
[sfrench/cifs-2.6.git] / Documentation / DocBook / writing_musb_glue_layer.tmpl
1 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
2 <!DOCTYPE book PUBLIC "-//OASIS//DTD DocBook XML V4.1.2//EN"
3         "http://www.oasis-open.org/docbook/xml/4.1.2/docbookx.dtd" []>
4
5 <book id="Writing-MUSB-Glue-Layer">
6  <bookinfo>
7   <title>Writing an MUSB Glue Layer</title>
8
9   <authorgroup>
10    <author>
11     <firstname>Apelete</firstname>
12     <surname>Seketeli</surname>
13     <affiliation>
14      <address>
15       <email>apelete at seketeli.net</email>
16      </address>
17     </affiliation>
18    </author>
19   </authorgroup>
20
21   <copyright>
22    <year>2014</year>
23    <holder>Apelete Seketeli</holder>
24   </copyright>
25
26   <legalnotice>
27    <para>
28      This documentation is free software; you can redistribute it
29      and/or modify it under the terms of the GNU General Public
30      License as published by the Free Software Foundation; either
31      version 2 of the License, or (at your option) any later version.
32    </para>
33
34    <para>
35      This documentation is distributed in the hope that it will be
36      useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied
37      warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
38      See the GNU General Public License for more details.
39    </para>
40
41    <para>
42      You should have received a copy of the GNU General Public License
43      along with this documentation; if not, write to the Free Software
44      Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA
45      02111-1307 USA
46    </para>
47
48    <para>
49      For more details see the file COPYING in the Linux kernel source
50      tree.
51    </para>
52   </legalnotice>
53  </bookinfo>
54
55 <toc></toc>
56
57   <chapter id="introduction">
58     <title>Introduction</title>
59     <para>
60       The Linux MUSB subsystem is part of the larger Linux USB
61       subsystem. It provides support for embedded USB Device Controllers
62       (UDC) that do not use Universal Host Controller Interface (UHCI)
63       or Open Host Controller Interface (OHCI).
64     </para>
65     <para>
66       Instead, these embedded UDC rely on the USB On-the-Go (OTG)
67       specification which they implement at least partially. The silicon
68       reference design used in most cases is the Multipoint USB
69       Highspeed Dual-Role Controller (MUSB HDRC) found in the Mentor
70       Graphics Inventra™ design.
71     </para>
72     <para>
73       As a self-taught exercise I have written an MUSB glue layer for
74       the Ingenic JZ4740 SoC, modelled after the many MUSB glue layers
75       in the kernel source tree. This layer can be found at
76       drivers/usb/musb/jz4740.c. In this documentation I will walk
77       through the basics of the jz4740.c glue layer, explaining the
78       different pieces and what needs to be done in order to write your
79       own device glue layer.
80     </para>
81   </chapter>
82
83   <chapter id="linux-musb-basics">
84     <title>Linux MUSB Basics</title>
85     <para>
86       To get started on the topic, please read USB On-the-Go Basics (see
87       Resources) which provides an introduction of USB OTG operation at
88       the hardware level. A couple of wiki pages by Texas Instruments
89       and Analog Devices also provide an overview of the Linux kernel
90       MUSB configuration, albeit focused on some specific devices
91       provided by these companies. Finally, getting acquainted with the
92       USB specification at USB home page may come in handy, with
93       practical instance provided through the Writing USB Device Drivers
94       documentation (again, see Resources).
95     </para>
96     <para>
97       Linux USB stack is a layered architecture in which the MUSB
98       controller hardware sits at the lowest. The MUSB controller driver
99       abstract the MUSB controller hardware to the Linux USB stack.
100     </para>
101     <programlisting>
102       ------------------------
103       |                      | &lt;------- drivers/usb/gadget
104       | Linux USB Core Stack | &lt;------- drivers/usb/host
105       |                      | &lt;------- drivers/usb/core
106       ------------------------
107                  ⬍
108      --------------------------
109      |                        | &lt;------ drivers/usb/musb/musb_gadget.c
110      | MUSB Controller driver | &lt;------ drivers/usb/musb/musb_host.c
111      |                        | &lt;------ drivers/usb/musb/musb_core.c
112      --------------------------
113                  ⬍
114   ---------------------------------
115   | MUSB Platform Specific Driver |
116   |                               | &lt;-- drivers/usb/musb/jz4740.c
117   |       aka &quot;Glue Layer&quot;        |
118   ---------------------------------
119                  ⬍
120   ---------------------------------
121   |   MUSB Controller Hardware    |
122   ---------------------------------
123     </programlisting>
124     <para>
125       As outlined above, the glue layer is actually the platform
126       specific code sitting in between the controller driver and the
127       controller hardware.
128     </para>
129     <para>
130       Just like a Linux USB driver needs to register itself with the
131       Linux USB subsystem, the MUSB glue layer needs first to register
132       itself with the MUSB controller driver. This will allow the
133       controller driver to know about which device the glue layer
134       supports and which functions to call when a supported device is
135       detected or released; remember we are talking about an embedded
136       controller chip here, so no insertion or removal at run-time.
137     </para>
138     <para>
139       All of this information is passed to the MUSB controller driver
140       through a platform_driver structure defined in the glue layer as:
141     </para>
142     <programlisting linenumbering="numbered">
143 static struct platform_driver jz4740_driver = {
144         .probe          = jz4740_probe,
145         .remove         = jz4740_remove,
146         .driver         = {
147                 .name   = "musb-jz4740",
148         },
149 };
150     </programlisting>
151     <para>
152       The probe and remove function pointers are called when a matching
153       device is detected and, respectively, released. The name string
154       describes the device supported by this glue layer. In the current
155       case it matches a platform_device structure declared in
156       arch/mips/jz4740/platform.c. Note that we are not using device
157       tree bindings here.
158     </para>
159     <para>
160       In order to register itself to the controller driver, the glue
161       layer goes through a few steps, basically allocating the
162       controller hardware resources and initialising a couple of
163       circuits. To do so, it needs to keep track of the information used
164       throughout these steps. This is done by defining a private
165       jz4740_glue structure:
166     </para>
167     <programlisting linenumbering="numbered">
168 struct jz4740_glue {
169         struct device           *dev;
170         struct platform_device  *musb;
171         struct clk              *clk;
172 };
173     </programlisting>
174     <para>
175       The dev and musb members are both device structure variables. The
176       first one holds generic information about the device, since it's
177       the basic device structure, and the latter holds information more
178       closely related to the subsystem the device is registered to. The
179       clk variable keeps information related to the device clock
180       operation.
181     </para>
182     <para>
183       Let's go through the steps of the probe function that leads the
184       glue layer to register itself to the controller driver.
185     </para>
186     <para>
187       N.B.: For the sake of readability each function will be split in
188       logical parts, each part being shown as if it was independent from
189       the others.
190     </para>
191     <programlisting linenumbering="numbered">
192 static int jz4740_probe(struct platform_device *pdev)
193 {
194         struct platform_device          *musb;
195         struct jz4740_glue              *glue;
196         struct clk                      *clk;
197         int                             ret;
198
199         glue = devm_kzalloc(&amp;pdev->dev, sizeof(*glue), GFP_KERNEL);
200         if (!glue)
201                 return -ENOMEM;
202
203         musb = platform_device_alloc("musb-hdrc", PLATFORM_DEVID_AUTO);
204         if (!musb) {
205                 dev_err(&amp;pdev->dev, "failed to allocate musb device\n");
206                 return -ENOMEM;
207         }
208
209         clk = devm_clk_get(&amp;pdev->dev, "udc");
210         if (IS_ERR(clk)) {
211                 dev_err(&amp;pdev->dev, "failed to get clock\n");
212                 ret = PTR_ERR(clk);
213                 goto err_platform_device_put;
214         }
215
216         ret = clk_prepare_enable(clk);
217         if (ret) {
218                 dev_err(&amp;pdev->dev, "failed to enable clock\n");
219                 goto err_platform_device_put;
220         }
221
222         musb->dev.parent                = &amp;pdev->dev;
223
224         glue->dev                       = &amp;pdev->dev;
225         glue->musb                      = musb;
226         glue->clk                       = clk;
227
228         return 0;
229
230 err_platform_device_put:
231         platform_device_put(musb);
232         return ret;
233 }
234     </programlisting>
235     <para>
236       The first few lines of the probe function allocate and assign the
237       glue, musb and clk variables. The GFP_KERNEL flag (line 8) allows
238       the allocation process to sleep and wait for memory, thus being
239       usable in a blocking situation. The PLATFORM_DEVID_AUTO flag (line
240       12) allows automatic allocation and management of device IDs in
241       order to avoid device namespace collisions with explicit IDs. With
242       devm_clk_get() (line 18) the glue layer allocates the clock -- the
243       <literal>devm_</literal> prefix indicates that clk_get() is
244       managed: it automatically frees the allocated clock resource data
245       when the device is released -- and enable it.
246     </para>
247     <para>
248       Then comes the registration steps:
249     </para>
250     <programlisting linenumbering="numbered">
251 static int jz4740_probe(struct platform_device *pdev)
252 {
253         struct musb_hdrc_platform_data  *pdata = &amp;jz4740_musb_platform_data;
254
255         pdata->platform_ops             = &amp;jz4740_musb_ops;
256
257         platform_set_drvdata(pdev, glue);
258
259         ret = platform_device_add_resources(musb, pdev->resource,
260                                             pdev->num_resources);
261         if (ret) {
262                 dev_err(&amp;pdev->dev, "failed to add resources\n");
263                 goto err_clk_disable;
264         }
265
266         ret = platform_device_add_data(musb, pdata, sizeof(*pdata));
267         if (ret) {
268                 dev_err(&amp;pdev->dev, "failed to add platform_data\n");
269                 goto err_clk_disable;
270         }
271
272         return 0;
273
274 err_clk_disable:
275         clk_disable_unprepare(clk);
276 err_platform_device_put:
277         platform_device_put(musb);
278         return ret;
279 }
280     </programlisting>
281     <para>
282       The first step is to pass the device data privately held by the
283       glue layer on to the controller driver through
284       platform_set_drvdata() (line 7). Next is passing on the device
285       resources information, also privately held at that point, through
286       platform_device_add_resources() (line 9).
287     </para>
288     <para>
289       Finally comes passing on the platform specific data to the
290       controller driver (line 16). Platform data will be discussed in
291       <link linkend="device-platform-data">Chapter 4</link>, but here
292       we are looking at the platform_ops function pointer (line 5) in
293       musb_hdrc_platform_data structure (line 3).  This function
294       pointer allows the MUSB controller driver to know which function
295       to call for device operation:
296     </para>
297     <programlisting linenumbering="numbered">
298 static const struct musb_platform_ops jz4740_musb_ops = {
299         .init           = jz4740_musb_init,
300         .exit           = jz4740_musb_exit,
301 };
302     </programlisting>
303     <para>
304       Here we have the minimal case where only init and exit functions
305       are called by the controller driver when needed. Fact is the
306       JZ4740 MUSB controller is a basic controller, lacking some
307       features found in other controllers, otherwise we may also have
308       pointers to a few other functions like a power management function
309       or a function to switch between OTG and non-OTG modes, for
310       instance.
311     </para>
312     <para>
313       At that point of the registration process, the controller driver
314       actually calls the init function:
315     </para>
316     <programlisting linenumbering="numbered">
317 static int jz4740_musb_init(struct musb *musb)
318 {
319         musb->xceiv = usb_get_phy(USB_PHY_TYPE_USB2);
320         if (!musb->xceiv) {
321                 pr_err("HS UDC: no transceiver configured\n");
322                 return -ENODEV;
323         }
324
325         /* Silicon does not implement ConfigData register.
326          * Set dyn_fifo to avoid reading EP config from hardware.
327          */
328         musb->dyn_fifo = true;
329
330         musb->isr = jz4740_musb_interrupt;
331
332         return 0;
333 }
334     </programlisting>
335     <para>
336       The goal of jz4740_musb_init() is to get hold of the transceiver
337       driver data of the MUSB controller hardware and pass it on to the
338       MUSB controller driver, as usual. The transceiver is the circuitry
339       inside the controller hardware responsible for sending/receiving
340       the USB data. Since it is an implementation of the physical layer
341       of the OSI model, the transceiver is also referred to as PHY.
342     </para>
343     <para>
344       Getting hold of the MUSB PHY driver data is done with
345       usb_get_phy() which returns a pointer to the structure
346       containing the driver instance data. The next couple of
347       instructions (line 12 and 14) are used as a quirk and to setup
348       IRQ handling respectively. Quirks and IRQ handling will be
349       discussed later in <link linkend="device-quirks">Chapter
350       5</link> and <link linkend="handling-irqs">Chapter 3</link>.
351     </para>
352     <programlisting linenumbering="numbered">
353 static int jz4740_musb_exit(struct musb *musb)
354 {
355         usb_put_phy(musb->xceiv);
356
357         return 0;
358 }
359     </programlisting>
360     <para>
361       Acting as the counterpart of init, the exit function releases the
362       MUSB PHY driver when the controller hardware itself is about to be
363       released.
364     </para>
365     <para>
366       Again, note that init and exit are fairly simple in this case due
367       to the basic set of features of the JZ4740 controller hardware.
368       When writing an musb glue layer for a more complex controller
369       hardware, you might need to take care of more processing in those
370       two functions.
371     </para>
372     <para>
373       Returning from the init function, the MUSB controller driver jumps
374       back into the probe function:
375     </para>
376     <programlisting linenumbering="numbered">
377 static int jz4740_probe(struct platform_device *pdev)
378 {
379         ret = platform_device_add(musb);
380         if (ret) {
381                 dev_err(&amp;pdev->dev, "failed to register musb device\n");
382                 goto err_clk_disable;
383         }
384
385         return 0;
386
387 err_clk_disable:
388         clk_disable_unprepare(clk);
389 err_platform_device_put:
390         platform_device_put(musb);
391         return ret;
392 }
393     </programlisting>
394     <para>
395       This is the last part of the device registration process where the
396       glue layer adds the controller hardware device to Linux kernel
397       device hierarchy: at this stage, all known information about the
398       device is passed on to the Linux USB core stack.
399     </para>
400     <programlisting linenumbering="numbered">
401 static int jz4740_remove(struct platform_device *pdev)
402 {
403         struct jz4740_glue      *glue = platform_get_drvdata(pdev);
404
405         platform_device_unregister(glue->musb);
406         clk_disable_unprepare(glue->clk);
407
408         return 0;
409 }
410     </programlisting>
411     <para>
412       Acting as the counterpart of probe, the remove function unregister
413       the MUSB controller hardware (line 5) and disable the clock (line
414       6), allowing it to be gated.
415     </para>
416   </chapter>
417
418   <chapter id="handling-irqs">
419     <title>Handling IRQs</title>
420     <para>
421       Additionally to the MUSB controller hardware basic setup and
422       registration, the glue layer is also responsible for handling the
423       IRQs:
424     </para>
425     <programlisting linenumbering="numbered">
426 static irqreturn_t jz4740_musb_interrupt(int irq, void *__hci)
427 {
428         unsigned long   flags;
429         irqreturn_t     retval = IRQ_NONE;
430         struct musb     *musb = __hci;
431
432         spin_lock_irqsave(&amp;musb->lock, flags);
433
434         musb->int_usb = musb_readb(musb->mregs, MUSB_INTRUSB);
435         musb->int_tx = musb_readw(musb->mregs, MUSB_INTRTX);
436         musb->int_rx = musb_readw(musb->mregs, MUSB_INTRRX);
437
438         /*
439          * The controller is gadget only, the state of the host mode IRQ bits is
440          * undefined. Mask them to make sure that the musb driver core will
441          * never see them set
442          */
443         musb->int_usb &amp;= MUSB_INTR_SUSPEND | MUSB_INTR_RESUME |
444             MUSB_INTR_RESET | MUSB_INTR_SOF;
445
446         if (musb->int_usb || musb->int_tx || musb->int_rx)
447                 retval = musb_interrupt(musb);
448
449         spin_unlock_irqrestore(&amp;musb->lock, flags);
450
451         return retval;
452 }
453     </programlisting>
454     <para>
455       Here the glue layer mostly has to read the relevant hardware
456       registers and pass their values on to the controller driver which
457       will handle the actual event that triggered the IRQ.
458     </para>
459     <para>
460       The interrupt handler critical section is protected by the
461       spin_lock_irqsave() and counterpart spin_unlock_irqrestore()
462       functions (line 7 and 24 respectively), which prevent the
463       interrupt handler code to be run by two different threads at the
464       same time.
465     </para>
466     <para>
467       Then the relevant interrupt registers are read (line 9 to 11):
468     </para>
469     <itemizedlist>
470       <listitem>
471         <para>
472           MUSB_INTRUSB: indicates which USB interrupts are currently
473           active,
474         </para>
475       </listitem>
476       <listitem>
477         <para>
478           MUSB_INTRTX: indicates which of the interrupts for TX
479           endpoints are currently active,
480         </para>
481       </listitem>
482       <listitem>
483         <para>
484           MUSB_INTRRX: indicates which of the interrupts for TX
485           endpoints are currently active.
486         </para>
487       </listitem>
488     </itemizedlist>
489     <para>
490       Note that musb_readb() is used to read 8-bit registers at most,
491       while musb_readw() allows us to read at most 16-bit registers.
492       There are other functions that can be used depending on the size
493       of your device registers. See musb_io.h for more information.
494     </para>
495     <para>
496       Instruction on line 18 is another quirk specific to the JZ4740
497       USB device controller, which will be discussed later in <link
498       linkend="device-quirks">Chapter 5</link>.
499     </para>
500     <para>
501       The glue layer still needs to register the IRQ handler though.
502       Remember the instruction on line 14 of the init function:
503     </para>
504     <programlisting linenumbering="numbered">
505 static int jz4740_musb_init(struct musb *musb)
506 {
507         musb->isr = jz4740_musb_interrupt;
508
509         return 0;
510 }
511     </programlisting>
512     <para>
513       This instruction sets a pointer to the glue layer IRQ handler
514       function, in order for the controller hardware to call the handler
515       back when an IRQ comes from the controller hardware. The interrupt
516       handler is now implemented and registered.
517     </para>
518   </chapter>
519
520   <chapter id="device-platform-data">
521     <title>Device Platform Data</title>
522     <para>
523       In order to write an MUSB glue layer, you need to have some data
524       describing the hardware capabilities of your controller hardware,
525       which is called the platform data.
526     </para>
527     <para>
528       Platform data is specific to your hardware, though it may cover a
529       broad range of devices, and is generally found somewhere in the
530       arch/ directory, depending on your device architecture.
531     </para>
532     <para>
533       For instance, platform data for the JZ4740 SoC is found in
534       arch/mips/jz4740/platform.c. In the platform.c file each device of
535       the JZ4740 SoC is described through a set of structures.
536     </para>
537     <para>
538       Here is the part of arch/mips/jz4740/platform.c that covers the
539       USB Device Controller (UDC):
540     </para>
541     <programlisting linenumbering="numbered">
542 /* USB Device Controller */
543 struct platform_device jz4740_udc_xceiv_device = {
544         .name = "usb_phy_gen_xceiv",
545         .id   = 0,
546 };
547
548 static struct resource jz4740_udc_resources[] = {
549         [0] = {
550                 .start = JZ4740_UDC_BASE_ADDR,
551                 .end   = JZ4740_UDC_BASE_ADDR + 0x10000 - 1,
552                 .flags = IORESOURCE_MEM,
553         },
554         [1] = {
555                 .start = JZ4740_IRQ_UDC,
556                 .end   = JZ4740_IRQ_UDC,
557                 .flags = IORESOURCE_IRQ,
558                 .name  = "mc",
559         },
560 };
561
562 struct platform_device jz4740_udc_device = {
563         .name = "musb-jz4740",
564         .id   = -1,
565         .dev  = {
566                 .dma_mask          = &amp;jz4740_udc_device.dev.coherent_dma_mask,
567                 .coherent_dma_mask = DMA_BIT_MASK(32),
568         },
569         .num_resources = ARRAY_SIZE(jz4740_udc_resources),
570         .resource      = jz4740_udc_resources,
571 };
572     </programlisting>
573     <para>
574       The jz4740_udc_xceiv_device platform device structure (line 2)
575       describes the UDC transceiver with a name and id number.
576     </para>
577     <para>
578       At the time of this writing, note that
579       &quot;usb_phy_gen_xceiv&quot; is the specific name to be used for
580       all transceivers that are either built-in with reference USB IP or
581       autonomous and doesn't require any PHY programming. You will need
582       to set CONFIG_NOP_USB_XCEIV=y in the kernel configuration to make
583       use of the corresponding transceiver driver. The id field could be
584       set to -1 (equivalent to PLATFORM_DEVID_NONE), -2 (equivalent to
585       PLATFORM_DEVID_AUTO) or start with 0 for the first device of this
586       kind if we want a specific id number.
587     </para>
588     <para>
589       The jz4740_udc_resources resource structure (line 7) defines the
590       UDC registers base addresses.
591     </para>
592     <para>
593       The first array (line 9 to 11) defines the UDC registers base
594       memory addresses: start points to the first register memory
595       address, end points to the last register memory address and the
596       flags member defines the type of resource we are dealing with. So
597       IORESOURCE_MEM is used to define the registers memory addresses.
598       The second array (line 14 to 17) defines the UDC IRQ registers
599       addresses. Since there is only one IRQ register available for the
600       JZ4740 UDC, start and end point at the same address. The
601       IORESOURCE_IRQ flag tells that we are dealing with IRQ resources,
602       and the name &quot;mc&quot; is in fact hard-coded in the MUSB core
603       in order for the controller driver to retrieve this IRQ resource
604       by querying it by its name.
605     </para>
606     <para>
607       Finally, the jz4740_udc_device platform device structure (line 21)
608       describes the UDC itself.
609     </para>
610     <para>
611       The &quot;musb-jz4740&quot; name (line 22) defines the MUSB
612       driver that is used for this device; remember this is in fact
613       the name that we used in the jz4740_driver platform driver
614       structure in <link linkend="linux-musb-basics">Chapter
615       2</link>. The id field (line 23) is set to -1 (equivalent to
616       PLATFORM_DEVID_NONE) since we do not need an id for the device:
617       the MUSB controller driver was already set to allocate an
618       automatic id in <link linkend="linux-musb-basics">Chapter
619       2</link>. In the dev field we care for DMA related information
620       here. The dma_mask field (line 25) defines the width of the DMA
621       mask that is going to be used, and coherent_dma_mask (line 26)
622       has the same purpose but for the alloc_coherent DMA mappings: in
623       both cases we are using a 32 bits mask. Then the resource field
624       (line 29) is simply a pointer to the resource structure defined
625       before, while the num_resources field (line 28) keeps track of
626       the number of arrays defined in the resource structure (in this
627       case there were two resource arrays defined before).
628     </para>
629     <para>
630       With this quick overview of the UDC platform data at the arch/
631       level now done, let's get back to the MUSB glue layer specific
632       platform data in drivers/usb/musb/jz4740.c:
633     </para>
634     <programlisting linenumbering="numbered">
635 static struct musb_hdrc_config jz4740_musb_config = {
636         /* Silicon does not implement USB OTG. */
637         .multipoint = 0,
638         /* Max EPs scanned, driver will decide which EP can be used. */
639         .num_eps    = 4,
640         /* RAMbits needed to configure EPs from table */
641         .ram_bits   = 9,
642         .fifo_cfg = jz4740_musb_fifo_cfg,
643         .fifo_cfg_size = ARRAY_SIZE(jz4740_musb_fifo_cfg),
644 };
645
646 static struct musb_hdrc_platform_data jz4740_musb_platform_data = {
647         .mode   = MUSB_PERIPHERAL,
648         .config = &amp;jz4740_musb_config,
649 };
650     </programlisting>
651     <para>
652       First the glue layer configures some aspects of the controller
653       driver operation related to the controller hardware specifics.
654       This is done through the jz4740_musb_config musb_hdrc_config
655       structure.
656     </para>
657     <para>
658       Defining the OTG capability of the controller hardware, the
659       multipoint member (line 3) is set to 0 (equivalent to false)
660       since the JZ4740 UDC is not OTG compatible. Then num_eps (line
661       5) defines the number of USB endpoints of the controller
662       hardware, including endpoint 0: here we have 3 endpoints +
663       endpoint 0. Next is ram_bits (line 7) which is the width of the
664       RAM address bus for the MUSB controller hardware. This
665       information is needed when the controller driver cannot
666       automatically configure endpoints by reading the relevant
667       controller hardware registers. This issue will be discussed when
668       we get to device quirks in <link linkend="device-quirks">Chapter
669       5</link>. Last two fields (line 8 and 9) are also about device
670       quirks: fifo_cfg points to the USB endpoints configuration table
671       and fifo_cfg_size keeps track of the size of the number of
672       entries in that configuration table. More on that later in <link
673       linkend="device-quirks">Chapter 5</link>.
674     </para>
675     <para>
676       Then this configuration is embedded inside
677       jz4740_musb_platform_data musb_hdrc_platform_data structure (line
678       11): config is a pointer to the configuration structure itself,
679       and mode tells the controller driver if the controller hardware
680       may be used as MUSB_HOST only, MUSB_PERIPHERAL only or MUSB_OTG
681       which is a dual mode.
682     </para>
683     <para>
684       Remember that jz4740_musb_platform_data is then used to convey
685       platform data information as we have seen in the probe function
686       in <link linkend="linux-musb-basics">Chapter 2</link>
687     </para>
688   </chapter>
689
690   <chapter id="device-quirks">
691     <title>Device Quirks</title>
692     <para>
693       Completing the platform data specific to your device, you may also
694       need to write some code in the glue layer to work around some
695       device specific limitations. These quirks may be due to some
696       hardware bugs, or simply be the result of an incomplete
697       implementation of the USB On-the-Go specification.
698     </para>
699     <para>
700       The JZ4740 UDC exhibits such quirks, some of which we will discuss
701       here for the sake of insight even though these might not be found
702       in the controller hardware you are working on.
703     </para>
704     <para>
705       Let's get back to the init function first:
706     </para>
707     <programlisting linenumbering="numbered">
708 static int jz4740_musb_init(struct musb *musb)
709 {
710         musb->xceiv = usb_get_phy(USB_PHY_TYPE_USB2);
711         if (!musb->xceiv) {
712                 pr_err("HS UDC: no transceiver configured\n");
713                 return -ENODEV;
714         }
715
716         /* Silicon does not implement ConfigData register.
717          * Set dyn_fifo to avoid reading EP config from hardware.
718          */
719         musb->dyn_fifo = true;
720
721         musb->isr = jz4740_musb_interrupt;
722
723         return 0;
724 }
725     </programlisting>
726     <para>
727       Instruction on line 12 helps the MUSB controller driver to work
728       around the fact that the controller hardware is missing registers
729       that are used for USB endpoints configuration.
730     </para>
731     <para>
732       Without these registers, the controller driver is unable to read
733       the endpoints configuration from the hardware, so we use line 12
734       instruction to bypass reading the configuration from silicon, and
735       rely on a hard-coded table that describes the endpoints
736       configuration instead:
737     </para>
738     <programlisting linenumbering="numbered">
739 static struct musb_fifo_cfg jz4740_musb_fifo_cfg[] = {
740 { .hw_ep_num = 1, .style = FIFO_TX, .maxpacket = 512, },
741 { .hw_ep_num = 1, .style = FIFO_RX, .maxpacket = 512, },
742 { .hw_ep_num = 2, .style = FIFO_TX, .maxpacket = 64, },
743 };
744     </programlisting>
745     <para>
746       Looking at the configuration table above, we see that each
747       endpoints is described by three fields: hw_ep_num is the endpoint
748       number, style is its direction (either FIFO_TX for the controller
749       driver to send packets in the controller hardware, or FIFO_RX to
750       receive packets from hardware), and maxpacket defines the maximum
751       size of each data packet that can be transmitted over that
752       endpoint. Reading from the table, the controller driver knows that
753       endpoint 1 can be used to send and receive USB data packets of 512
754       bytes at once (this is in fact a bulk in/out endpoint), and
755       endpoint 2 can be used to send data packets of 64 bytes at once
756       (this is in fact an interrupt endpoint).
757     </para>
758     <para>
759       Note that there is no information about endpoint 0 here: that one
760       is implemented by default in every silicon design, with a
761       predefined configuration according to the USB specification. For
762       more examples of endpoint configuration tables, see musb_core.c.
763     </para>
764     <para>
765       Let's now get back to the interrupt handler function:
766     </para>
767     <programlisting linenumbering="numbered">
768 static irqreturn_t jz4740_musb_interrupt(int irq, void *__hci)
769 {
770         unsigned long   flags;
771         irqreturn_t     retval = IRQ_NONE;
772         struct musb     *musb = __hci;
773
774         spin_lock_irqsave(&amp;musb->lock, flags);
775
776         musb->int_usb = musb_readb(musb->mregs, MUSB_INTRUSB);
777         musb->int_tx = musb_readw(musb->mregs, MUSB_INTRTX);
778         musb->int_rx = musb_readw(musb->mregs, MUSB_INTRRX);
779
780         /*
781          * The controller is gadget only, the state of the host mode IRQ bits is
782          * undefined. Mask them to make sure that the musb driver core will
783          * never see them set
784          */
785         musb->int_usb &amp;= MUSB_INTR_SUSPEND | MUSB_INTR_RESUME |
786             MUSB_INTR_RESET | MUSB_INTR_SOF;
787
788         if (musb->int_usb || musb->int_tx || musb->int_rx)
789                 retval = musb_interrupt(musb);
790
791         spin_unlock_irqrestore(&amp;musb->lock, flags);
792
793         return retval;
794 }
795     </programlisting>
796     <para>
797       Instruction on line 18 above is a way for the controller driver to
798       work around the fact that some interrupt bits used for USB host
799       mode operation are missing in the MUSB_INTRUSB register, thus left
800       in an undefined hardware state, since this MUSB controller
801       hardware is used in peripheral mode only. As a consequence, the
802       glue layer masks these missing bits out to avoid parasite
803       interrupts by doing a logical AND operation between the value read
804       from MUSB_INTRUSB and the bits that are actually implemented in
805       the register.
806     </para>
807     <para>
808       These are only a couple of the quirks found in the JZ4740 USB
809       device controller. Some others were directly addressed in the MUSB
810       core since the fixes were generic enough to provide a better
811       handling of the issues for others controller hardware eventually.
812     </para>
813   </chapter>
814
815   <chapter id="conclusion">
816     <title>Conclusion</title>
817     <para>
818       Writing a Linux MUSB glue layer should be a more accessible task,
819       as this documentation tries to show the ins and outs of this
820       exercise.
821     </para>
822     <para>
823       The JZ4740 USB device controller being fairly simple, I hope its
824       glue layer serves as a good example for the curious mind. Used
825       with the current MUSB glue layers, this documentation should
826       provide enough guidance to get started; should anything gets out
827       of hand, the linux-usb mailing list archive is another helpful
828       resource to browse through.
829     </para>
830   </chapter>
831
832   <chapter id="acknowledgements">
833     <title>Acknowledgements</title>
834     <para>
835       Many thanks to Lars-Peter Clausen and Maarten ter Huurne for
836       answering my questions while I was writing the JZ4740 glue layer
837       and for helping me out getting the code in good shape.
838     </para>
839     <para>
840       I would also like to thank the Qi-Hardware community at large for
841       its cheerful guidance and support.
842     </para>
843   </chapter>
844
845   <chapter id="resources">
846     <title>Resources</title>
847     <para>
848       USB Home Page:
849       <ulink url="http://www.usb.org">http://www.usb.org</ulink>
850     </para>
851     <para>
852       linux-usb Mailing List Archives:
853       <ulink url="http://marc.info/?l=linux-usb">http://marc.info/?l=linux-usb</ulink>
854     </para>
855     <para>
856       USB On-the-Go Basics:
857       <ulink url="http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/1822">http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/1822</ulink>
858     </para>
859     <para>
860       Writing USB Device Drivers:
861       <ulink url="https://www.kernel.org/doc/htmldocs/writing_usb_driver/index.html">https://www.kernel.org/doc/htmldocs/writing_usb_driver/index.html</ulink>
862     </para>
863     <para>
864       Texas Instruments USB Configuration Wiki Page:
865       <ulink url="http://processors.wiki.ti.com/index.php/Usbgeneralpage">http://processors.wiki.ti.com/index.php/Usbgeneralpage</ulink>
866     </para>
867     <para>
868       Analog Devices Blackfin MUSB Configuration:
869       <ulink url="http://docs.blackfin.uclinux.org/doku.php?id=linux-kernel:drivers:musb">http://docs.blackfin.uclinux.org/doku.php?id=linux-kernel:drivers:musb</ulink>
870     </para>
871   </chapter>
872
873 </book>