sys/dev/usb/net/usb_ethernet.c

   1 /* $FreeBSD$ */
   2 /*-
   3  * Copyright (c) 2009 Andrew Thompson (thompsa@FreeBSD.org)
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 #include <sys/stdint.h>
  28 #include <sys/stddef.h>
  29 #include <sys/param.h>
  30 #include <sys/queue.h>
  31 #include <sys/types.h>
  32 #include <sys/systm.h>
  33 #include <sys/kernel.h>
  34 #include <sys/bus.h>
  35 #include <sys/linker_set.h>
  36 #include <sys/module.h>
  37 #include <sys/lock.h>
  38 #include <sys/mutex.h>
  39 #include <sys/condvar.h>
  40 #include <sys/sysctl.h>
  41 #include <sys/sx.h>
  42 #include <sys/unistd.h>
  43 #include <sys/callout.h>
  44 #include <sys/malloc.h>
  45 #include <sys/priv.h>
  46
  47 #include <dev/usb/usb.h>
  48 #include <dev/usb/usbdi.h>
  49
  50 #include <dev/usb/usb_process.h>
  51 #include <dev/usb/net/usb_ethernet.h>
  52
  53 SYSCTL_NODE(_net, OID_AUTO, ue, CTLFLAG_RD, 0, "USB Ethernet parameters");
  54
  55 #define UE_LOCK(_ue)            mtx_lock((_ue)->ue_mtx)
  56 #define UE_UNLOCK(_ue)          mtx_unlock((_ue)->ue_mtx)
  57 #define UE_LOCK_ASSERT(_ue, t)  mtx_assert((_ue)->ue_mtx, t)
  58
  59 MODULE_DEPEND(uether, usb, 1, 1, 1);
  60 MODULE_DEPEND(uether, miibus, 1, 1, 1);
  61
  62 static struct unrhdr *ueunit;
  63
  64 static usb_proc_callback_t ue_attach_post_task;
  65 static usb_proc_callback_t ue_promisc_task;
  66 static usb_proc_callback_t ue_setmulti_task;
  67 static usb_proc_callback_t ue_ifmedia_task;
  68 static usb_proc_callback_t ue_tick_task;
  69 static usb_proc_callback_t ue_start_task;
  70 static usb_proc_callback_t ue_stop_task;
  71
  72 static void     ue_init(void *);
  73 static void     ue_start(struct ifnet *);
  74 static int      ue_ifmedia_upd(struct ifnet *);
  75 static void     ue_watchdog(void *);
  76
  77 /*
  78  * Return values:
  79  *    0: success
  80  * Else: device has been detached
  81  */
  82 uint8_t
  83 uether_pause(struct usb_ether *ue, unsigned int _ticks)
  84 {
  85         if (usb_proc_is_gone(&ue->ue_tq)) {
  86                 /* nothing to do */
  87                 return (1);
  88         }
  89         usb_pause_mtx(ue->ue_mtx, _ticks);
  90         return (0);
  91 }
  92
  93 static void
  94 ue_queue_command(struct usb_ether *ue,
  95     usb_proc_callback_t *fn,
  96     struct usb_proc_msg *t0, struct usb_proc_msg *t1)
  97 {
  98         struct usb_ether_cfg_task *task;
  99
 100         UE_LOCK_ASSERT(ue, MA_OWNED);
 101
 102         if (usb_proc_is_gone(&ue->ue_tq)) {
 103                 return;         /* nothing to do */
 104         }
 105         /*
 106          * NOTE: The task cannot get executed before we drop the
 107          * "sc_mtx" mutex. It is safe to update fields in the message
 108          * structure after that the message got queued.
 109          */
 110         task = (struct usb_ether_cfg_task *)
 111           usb_proc_msignal(&ue->ue_tq, t0, t1);
 112
 113         /* Setup callback and self pointers */
 114         task->hdr.pm_callback = fn;
 115         task->ue = ue;
 116
 117         /*
 118          * Start and stop must be synchronous!
 119          */
 120         if ((fn == ue_start_task) || (fn == ue_stop_task))
 121                 usb_proc_mwait(&ue->ue_tq, t0, t1);
 122 }
 123
 124 struct ifnet *
 125 uether_getifp(struct usb_ether *ue)
 126 {
 127         return (ue->ue_ifp);
 128 }
 129
 130 struct mii_data *
 131 uether_getmii(struct usb_ether *ue)
 132 {
 133         return (device_get_softc(ue->ue_miibus));
 134 }
 135
 136 void *
 137 uether_getsc(struct usb_ether *ue)
 138 {
 139         return (ue->ue_sc);
 140 }
 141
 142 static int
 143 ue_sysctl_parent(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 144 {
 145         struct usb_ether *ue = arg1;
 146         const char *name;
 147
 148         name = device_get_nameunit(ue->ue_dev);
 149         return SYSCTL_OUT(req, name, strlen(name));
 150 }
 151
 152 int
 153 uether_ifattach(struct usb_ether *ue)
 154 {
 155         int error;
 156
 157         /* check some critical parameters */
 158         if ((ue->ue_dev == NULL) ||
 159             (ue->ue_udev == NULL) ||
 160             (ue->ue_mtx == NULL) ||
 161             (ue->ue_methods == NULL))
 162                 return (EINVAL);
 163
 164         error = usb_proc_create(&ue->ue_tq, ue->ue_mtx,
 165             device_get_nameunit(ue->ue_dev), USB_PRI_MED);
 166         if (error) {
 167                 device_printf(ue->ue_dev, "could not setup taskqueue\n");
 168                 goto error;
 169         }
 170
 171         /* fork rest of the attach code */
 172         UE_LOCK(ue);
 173         ue_queue_command(ue, ue_attach_post_task,
 174             &ue->ue_sync_task[0].hdr,
 175             &ue->ue_sync_task[1].hdr);
 176         UE_UNLOCK(ue);
 177
 178 error:
 179         return (error);
 180 }
 181
 182 static void
 183 ue_attach_post_task(struct usb_proc_msg *_task)
 184 {
 185         struct usb_ether_cfg_task *task =
 186             (struct usb_ether_cfg_task *)_task;
 187         struct usb_ether *ue = task->ue;
 188         struct ifnet *ifp;
 189         int error;
 190         char num[14];                   /* sufficient for 32 bits */
 191
 192         /* first call driver's post attach routine */
 193         ue->ue_methods->ue_attach_post(ue);
 194
 195         UE_UNLOCK(ue);
 196
 197         ue->ue_unit = alloc_unr(ueunit);
 198         usb_callout_init_mtx(&ue->ue_watchdog, ue->ue_mtx, 0);
 199         sysctl_ctx_init(&ue->ue_sysctl_ctx);
 200
 201         ifp = if_alloc(IFT_ETHER);
 202         if (ifp == NULL) {
 203                 device_printf(ue->ue_dev, "could not allocate ifnet\n");
 204                 goto error;
 205         }
 206
 207         ifp->if_softc = ue;
 208         if_initname(ifp, "ue", ue->ue_unit);
 209         ifp->if_mtu = ETHERMTU;
 210         ifp->if_flags = IFF_BROADCAST | IFF_SIMPLEX | IFF_MULTICAST;
 211         if (ue->ue_methods->ue_ioctl != NULL)
 212                 ifp->if_ioctl = ue->ue_methods->ue_ioctl;
 213         else
 214                 ifp->if_ioctl = uether_ioctl;
 215         ifp->if_start = ue_start;
 216         ifp->if_init = ue_init;
 217         IFQ_SET_MAXLEN(&ifp->if_snd, IFQ_MAXLEN);
 218         ifp->if_snd.ifq_drv_maxlen = IFQ_MAXLEN;
 219         IFQ_SET_READY(&ifp->if_snd);
 220         ue->ue_ifp = ifp;
 221
 222         if (ue->ue_methods->ue_mii_upd != NULL &&
 223             ue->ue_methods->ue_mii_sts != NULL) {
 224                 mtx_lock(&Giant);       /* device_xxx() depends on this */
 225                 error = mii_phy_probe(ue->ue_dev, &ue->ue_miibus,
 226                     ue_ifmedia_upd, ue->ue_methods->ue_mii_sts);
 227                 mtx_unlock(&Giant);
 228                 if (error) {
 229                         device_printf(ue->ue_dev, "MII without any PHY\n");
 230                         goto error;
 231                 }
 232         }
 233
 234         if_printf(ifp, "<USB Ethernet> on %s\n", device_get_nameunit(ue->ue_dev));
 235         ether_ifattach(ifp, ue->ue_eaddr);
 236
 237         snprintf(num, sizeof(num), "%u", ue->ue_unit);
 238         ue->ue_sysctl_oid = SYSCTL_ADD_NODE(&ue->ue_sysctl_ctx,
 239             &SYSCTL_NODE_CHILDREN(_net, ue),
 240             OID_AUTO, num, CTLFLAG_RD, NULL, "");
 241         SYSCTL_ADD_PROC(&ue->ue_sysctl_ctx,
 242             SYSCTL_CHILDREN(ue->ue_sysctl_oid), OID_AUTO,
 243             "%parent", CTLFLAG_RD, ue, 0,
 244             ue_sysctl_parent, "A", "parent device");
 245
 246         UE_LOCK(ue);
 247         return;
 248
 249 error:
 250         free_unr(ueunit, ue->ue_unit);
 251         if (ue->ue_ifp != NULL) {
 252                 if_free(ue->ue_ifp);
 253                 ue->ue_ifp = NULL;
 254         }
 255         UE_LOCK(ue);
 256         return;
 257 }
 258
 259 void
 260 uether_ifdetach(struct usb_ether *ue)
 261 {
 262         struct ifnet *ifp;
 263
 264         /* wait for any post attach or other command to complete */
 265         usb_proc_drain(&ue->ue_tq);
 266
 267         /* read "ifnet" pointer after taskqueue drain */
 268         ifp = ue->ue_ifp;
 269
 270         if (ifp != NULL) {
 271
 272                 /* we are not running any more */
 273                 UE_LOCK(ue);
 274                 ifp->if_drv_flags &= ~IFF_DRV_RUNNING;
 275                 UE_UNLOCK(ue);
 276
 277                 /* drain any callouts */
 278                 usb_callout_drain(&ue->ue_watchdog);
 279
 280                 /* detach miibus */
 281                 if (ue->ue_miibus != NULL) {
 282                         mtx_lock(&Giant);       /* device_xxx() depends on this */
 283                         device_delete_child(ue->ue_dev, ue->ue_miibus);
 284                         mtx_unlock(&Giant);
 285                 }
 286
 287                 /* detach ethernet */
 288                 ether_ifdetach(ifp);
 289
 290                 /* free interface instance */
 291                 if_free(ifp);
 292
 293                 /* free sysctl */
 294                 sysctl_ctx_free(&ue->ue_sysctl_ctx);
 295
 296                 /* free unit */
 297                 free_unr(ueunit, ue->ue_unit);
 298         }
 299
 300         /* free taskqueue, if any */
 301         usb_proc_free(&ue->ue_tq);
 302 }
 303
 304 uint8_t
 305 uether_is_gone(struct usb_ether *ue)
 306 {
 307         return (usb_proc_is_gone(&ue->ue_tq));
 308 }
 309
 310 static void
 311 ue_init(void *arg)
 312 {
 313         struct usb_ether *ue = arg;
 314
 315         UE_LOCK(ue);
 316         ue_queue_command(ue, ue_start_task,
 317             &ue->ue_sync_task[0].hdr,
 318             &ue->ue_sync_task[1].hdr);
 319         UE_UNLOCK(ue);
 320 }
 321
 322 static void
 323 ue_start_task(struct usb_proc_msg *_task)
 324 {
 325         struct usb_ether_cfg_task *task =
 326             (struct usb_ether_cfg_task *)_task;
 327         struct usb_ether *ue = task->ue;
 328         struct ifnet *ifp = ue->ue_ifp;
 329
 330         UE_LOCK_ASSERT(ue, MA_OWNED);
 331
 332         ue->ue_methods->ue_init(ue);
 333
 334         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0)
 335                 return;
 336
 337         if (ue->ue_methods->ue_tick != NULL)
 338                 usb_callout_reset(&ue->ue_watchdog, hz, ue_watchdog, ue);
 339 }
 340
 341 static void
 342 ue_stop_task(struct usb_proc_msg *_task)
 343 {
 344         struct usb_ether_cfg_task *task =
 345             (struct usb_ether_cfg_task *)_task;
 346         struct usb_ether *ue = task->ue;
 347
 348         UE_LOCK_ASSERT(ue, MA_OWNED);
 349
 350         usb_callout_stop(&ue->ue_watchdog);
 351
 352         ue->ue_methods->ue_stop(ue);
 353 }
 354
 355 static void
 356 ue_start(struct ifnet *ifp)
 357 {
 358         struct usb_ether *ue = ifp->if_softc;
 359
 360         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0)
 361                 return;
 362
 363         UE_LOCK(ue);
 364         ue->ue_methods->ue_start(ue);
 365         UE_UNLOCK(ue);
 366 }
 367
 368 static void
 369 ue_promisc_task(struct usb_proc_msg *_task)
 370 {
 371         struct usb_ether_cfg_task *task =
 372             (struct usb_ether_cfg_task *)_task;
 373         struct usb_ether *ue = task->ue;
 374
 375         ue->ue_methods->ue_setpromisc(ue);
 376 }
 377
 378 static void
 379 ue_setmulti_task(struct usb_proc_msg *_task)
 380 {
 381         struct usb_ether_cfg_task *task =
 382             (struct usb_ether_cfg_task *)_task;
 383         struct usb_ether *ue = task->ue;
 384
 385         ue->ue_methods->ue_setmulti(ue);
 386 }
 387
 388 static int
 389 ue_ifmedia_upd(struct ifnet *ifp)
 390 {
 391         struct usb_ether *ue = ifp->if_softc;
 392
 393         /* Defer to process context */
 394         UE_LOCK(ue);
 395         ue_queue_command(ue, ue_ifmedia_task,
 396             &ue->ue_media_task[0].hdr,
 397             &ue->ue_media_task[1].hdr);
 398         UE_UNLOCK(ue);
 399
 400         return (0);
 401 }
 402
 403 static void
 404 ue_ifmedia_task(struct usb_proc_msg *_task)
 405 {
 406         struct usb_ether_cfg_task *task =
 407             (struct usb_ether_cfg_task *)_task;
 408         struct usb_ether *ue = task->ue;
 409         struct ifnet *ifp = ue->ue_ifp;
 410
 411         ue->ue_methods->ue_mii_upd(ifp);
 412 }
 413
 414 static void
 415 ue_watchdog(void *arg)
 416 {
 417         struct usb_ether *ue = arg;
 418         struct ifnet *ifp = ue->ue_ifp;
 419
 420         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0)
 421                 return;
 422
 423         ue_queue_command(ue, ue_tick_task,
 424             &ue->ue_tick_task[0].hdr,
 425             &ue->ue_tick_task[1].hdr);
 426
 427         usb_callout_reset(&ue->ue_watchdog, hz, ue_watchdog, ue);
 428 }
 429
 430 static void
 431 ue_tick_task(struct usb_proc_msg *_task)
 432 {
 433         struct usb_ether_cfg_task *task =
 434             (struct usb_ether_cfg_task *)_task;
 435         struct usb_ether *ue = task->ue;
 436         struct ifnet *ifp = ue->ue_ifp;
 437
 438         if ((ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING) == 0)
 439                 return;
 440
 441         ue->ue_methods->ue_tick(ue);
 442 }
 443
 444 int
 445 uether_ioctl(struct ifnet *ifp, u_long command, caddr_t data)
 446 {
 447         struct usb_ether *ue = ifp->if_softc;
 448         struct ifreq *ifr = (struct ifreq *)data;
 449         struct mii_data *mii;
 450         int error = 0;
 451
 452         switch (command) {
 453         case SIOCSIFFLAGS:
 454                 UE_LOCK(ue);
 455                 if (ifp->if_flags & IFF_UP) {
 456                         if (ifp->if_drv_flags & IFF_DRV_RUNNING)
 457                                 ue_queue_command(ue, ue_promisc_task,
 458                                     &ue->ue_promisc_task[0].hdr,
 459                                     &ue->ue_promisc_task[1].hdr);
 460                         else
 461                                 ue_queue_command(ue, ue_start_task,
 462                                     &ue->ue_sync_task[0].hdr,
 463                                     &ue->ue_sync_task[1].hdr);
 464                 } else {
 465                         ue_queue_command(ue, ue_stop_task,
 466                             &ue->ue_sync_task[0].hdr,
 467                             &ue->ue_sync_task[1].hdr);
 468                 }
 469                 UE_UNLOCK(ue);
 470                 break;
 471         case SIOCADDMULTI:
 472         case SIOCDELMULTI:
 473                 UE_LOCK(ue);
 474                 ue_queue_command(ue, ue_setmulti_task,
 475                     &ue->ue_multi_task[0].hdr,
 476                     &ue->ue_multi_task[1].hdr);
 477                 UE_UNLOCK(ue);
 478                 break;
 479         case SIOCGIFMEDIA:
 480         case SIOCSIFMEDIA:
 481                 if (ue->ue_miibus != NULL) {
 482                         mii = device_get_softc(ue->ue_miibus);
 483                         error = ifmedia_ioctl(ifp, ifr, &mii->mii_media, command);
 484                 } else
 485                         error = ether_ioctl(ifp, command, data);
 486                 break;
 487         default:
 488                 error = ether_ioctl(ifp, command, data);
 489                 break;
 490         }
 491         return (error);
 492 }
 493
 494 static int
 495 uether_modevent(module_t mod, int type, void *data)
 496 {
 497
 498         switch (type) {
 499         case MOD_LOAD:
 500                 ueunit = new_unrhdr(0, INT_MAX, NULL);
 501                 break;
 502         case MOD_UNLOAD:
 503                 break;
 504         default:
 505                 return (EOPNOTSUPP);
 506         }
 507         return (0);
 508 }
 509 static moduledata_t uether_mod = {
 510         "uether",
 511         uether_modevent,
 512         0
 513 };
 514
 515 struct mbuf *
 516 uether_newbuf(void)
 517 {
 518         struct mbuf *m_new;
 519
 520         m_new = m_getcl(M_DONTWAIT, MT_DATA, M_PKTHDR);
 521         if (m_new == NULL)
 522                 return (NULL);
 523         m_new->m_len = m_new->m_pkthdr.len = MCLBYTES;
 524
 525         m_adj(m_new, ETHER_ALIGN);
 526         return (m_new);
 527 }
 528
 529 int
 530 uether_rxmbuf(struct usb_ether *ue, struct mbuf *m,
 531     unsigned int len)
 532 {
 533         struct ifnet *ifp = ue->ue_ifp;
 534
 535         UE_LOCK_ASSERT(ue, MA_OWNED);
 536
 537         /* finalize mbuf */
 538         ifp->if_ipackets++;
 539         m->m_pkthdr.rcvif = ifp;
 540         m->m_pkthdr.len = m->m_len = len;
 541
 542         /* enqueue for later when the lock can be released */
 543         _IF_ENQUEUE(&ue->ue_rxq, m);
 544         return (0);
 545 }
 546
 547 int
 548 uether_rxbuf(struct usb_ether *ue, struct usb_page_cache *pc,
 549     unsigned int offset, unsigned int len)
 550 {
 551         struct ifnet *ifp = ue->ue_ifp;
 552         struct mbuf *m;
 553
 554         UE_LOCK_ASSERT(ue, MA_OWNED);
 555
 556         if (len < ETHER_HDR_LEN || len > MCLBYTES - ETHER_ALIGN)
 557                 return (1);
 558
 559         m = uether_newbuf();
 560         if (m == NULL) {
 561                 ifp->if_ierrors++;
 562                 return (ENOMEM);
 563         }
 564
 565         usbd_copy_out(pc, offset, mtod(m, uint8_t *), len);
 566
 567         /* finalize mbuf */
 568         ifp->if_ipackets++;
 569         m->m_pkthdr.rcvif = ifp;
 570         m->m_pkthdr.len = m->m_len = len;
 571
 572         /* enqueue for later when the lock can be released */
 573         _IF_ENQUEUE(&ue->ue_rxq, m);
 574         return (0);
 575 }
 576
 577 void
 578 uether_rxflush(struct usb_ether *ue)
 579 {
 580         struct ifnet *ifp = ue->ue_ifp;
 581         struct mbuf *m;
 582
 583         UE_LOCK_ASSERT(ue, MA_OWNED);
 584
 585         for (;;) {
 586                 _IF_DEQUEUE(&ue->ue_rxq, m);
 587                 if (m == NULL)
 588                         break;
 589
 590                 /*
 591                  * The USB xfer has been resubmitted so its safe to unlock now.
 592                  */
 593                 UE_UNLOCK(ue);
 594                 ifp->if_input(ifp, m);
 595                 UE_LOCK(ue);
 596         }
 597 }
 598
 599 DECLARE_MODULE(uether, uether_mod, SI_SUB_PSEUDO, SI_ORDER_ANY);
 600 MODULE_VERSION(uether, 1);