net: Add checking to rcu_dereference() primitives
[linux-2.6.git] / include / net / wimax.h
1 /*
2  * Linux WiMAX
3  * Kernel space API for accessing WiMAX devices
4  *
5  *
6  * Copyright (C) 2007-2008 Intel Corporation <linux-wimax@intel.com>
7  * Inaky Perez-Gonzalez <inaky.perez-gonzalez@intel.com>
8  *
9  * This program is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU General Public License version
11  * 2 as published by the Free Software Foundation.
12  *
13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16  * GNU General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
19  * along with this program; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
21  * 02110-1301, USA.
22  *
23  *
24  * The WiMAX stack provides an API for controlling and managing the
25  * system's WiMAX devices. This API affects the control plane; the
26  * data plane is accessed via the network stack (netdev).
27  *
28  * Parts of the WiMAX stack API and notifications are exported to
29  * user space via Generic Netlink. In user space, libwimax (part of
30  * the wimax-tools package) provides a shim layer for accessing those
31  * calls.
32  *
33  * The API is standarized for all WiMAX devices and different drivers
34  * implement the backend support for it. However, device-specific
35  * messaging pipes are provided that can be used to issue commands and
36  * receive notifications in free form.
37  *
38  * Currently the messaging pipes are the only means of control as it
39  * is not known (due to the lack of more devices in the market) what
40  * will be a good abstraction layer. Expect this to change as more
41  * devices show in the market. This API is designed to be growable in
42  * order to address this problem.
43  *
44  * USAGE
45  *
46  * Embed a `struct wimax_dev` at the beginning of the the device's
47  * private structure, initialize and register it. For details, see
48  * `struct wimax_dev`s documentation.
49  *
50  * Once this is done, wimax-tools's libwimaxll can be used to
51  * communicate with the driver from user space. You user space
52  * application does not have to forcibily use libwimaxll and can talk
53  * the generic netlink protocol directly if desired.
54  *
55  * Remember this is a very low level API that will to provide all of
56  * WiMAX features. Other daemons and services running in user space
57  * are the expected clients of it. They offer a higher level API that
58  * applications should use (an example of this is the Intel's WiMAX
59  * Network Service for the i2400m).
60  *
61  * DESIGN
62  *
63  * Although not set on final stone, this very basic interface is
64  * mostly completed. Remember this is meant to grow as new common
65  * operations are decided upon. New operations will be added to the
66  * interface, intent being on keeping backwards compatibility as much
67  * as possible.
68  *
69  * This layer implements a set of calls to control a WiMAX device,
70  * exposing a frontend to the rest of the kernel and user space (via
71  * generic netlink) and a backend implementation in the driver through
72  * function pointers.
73  *
74  * WiMAX devices have a state, and a kernel-only API allows the
75  * drivers to manipulate that state. State transitions are atomic, and
76  * only some of them are allowed (see `enum wimax_st`).
77  *
78  * Most API calls will set the state automatically; in most cases
79  * drivers have to only report state changes due to external
80  * conditions.
81  *
82  * All API operations are 'atomic', serialized through a mutex in the
83  * `struct wimax_dev`.
84  *
85  * EXPORTING TO USER SPACE THROUGH GENERIC NETLINK
86  *
87  * The API is exported to user space using generic netlink (other
88  * methods can be added as needed).
89  *
90  * There is a Generic Netlink Family named "WiMAX", where interfaces
91  * supporting the WiMAX interface receive commands and broadcast their
92  * signals over a multicast group named "msg".
93  *
94  * Mapping to the source/destination interface is done by an interface
95  * index attribute.
96  *
97  * For user-to-kernel traffic (commands) we use a function call
98  * marshalling mechanism, where a message X with attributes A, B, C
99  * sent from user space to kernel space means executing the WiMAX API
100  * call wimax_X(A, B, C), sending the results back as a message.
101  *
102  * Kernel-to-user (notifications or signals) communication is sent
103  * over multicast groups. This allows to have multiple applications
104  * monitoring them.
105  *
106  * Each command/signal gets assigned it's own attribute policy. This
107  * way the validator will verify that all the attributes in there are
108  * only the ones that should be for each command/signal. Thing of an
109  * attribute mapping to a type+argumentname for each command/signal.
110  *
111  * If we had a single policy for *all* commands/signals, after running
112  * the validator we'd have to check "does this attribute belong in
113  * here"?  for each one. It can be done manually, but it's just easier
114  * to have the validator do that job with multiple policies. As well,
115  * it makes it easier to later expand each command/signal signature
116  * without affecting others and keeping the namespace more or less
117  * sane. Not that it is too complicated, but it makes it even easier.
118  *
119  * No state information is maintained in the kernel for each user
120  * space connection (the connection is stateless).
121  *
122  * TESTING FOR THE INTERFACE AND VERSIONING
123  *
124  * If network interface X is a WiMAX device, there will be a Generic
125  * Netlink family named "WiMAX X" and the device will present a
126  * "wimax" directory in it's network sysfs directory
127  * (/sys/class/net/DEVICE/wimax) [used by HAL].
128  *
129  * The inexistence of any of these means the device does not support
130  * this WiMAX API.
131  *
132  * By querying the generic netlink controller, versioning information
133  * and the multicast groups available can be found. Applications using
134  * the interface can either rely on that or use the generic netlink
135  * controller to figure out which generic netlink commands/signals are
136  * supported.
137  *
138  * NOTE: this versioning is a last resort to avoid hard
139  *    incompatibilities. It is the intention of the design of this
140  *    stack not to introduce backward incompatible changes.
141  *
142  * The version code has to fit in one byte (restrictions imposed by
143  * generic netlink); we use `version / 10` for the major version and
144  * `version % 10` for the minor. This gives 9 minors for each major
145  * and 25 majors.
146  *
147  * The version change protocol is as follow:
148  *
149  * - Major versions: needs to be increased if an existing message/API
150  *   call is changed or removed. Doesn't need to be changed if a new
151  *   message is added.
152  *
153  * - Minor version: needs to be increased if new messages/API calls are
154  *   being added or some other consideration that doesn't impact the
155  *   user-kernel interface too much (like some kind of bug fix) and
156  *   that is kind of left up in the air to common sense.
157  *
158  * User space code should not try to work if the major version it was
159  * compiled for differs from what the kernel offers. As well, if the
160  * minor version of the kernel interface is lower than the one user
161  * space is expecting (the one it was compiled for), the kernel
162  * might be missing API calls; user space shall be ready to handle
163  * said condition. Use the generic netlink controller operations to
164  * find which ones are supported and which not.
165  *
166  * libwimaxll:wimaxll_open() takes care of checking versions.
167  *
168  * THE OPERATIONS:
169  *
170  * Each operation is defined in its on file (drivers/net/wimax/op-*.c)
171  * for clarity. The parts needed for an operation are:
172  *
173  *  - a function pointer in `struct wimax_dev`: optional, as the
174  *    operation might be implemented by the stack and not by the
175  *    driver.
176  *
177  *    All function pointers are named wimax_dev->op_*(), and drivers
178  *    must implement them except where noted otherwise.
179  *
180  *  - When exported to user space, a `struct nla_policy` to define the
181  *    attributes of the generic netlink command and a `struct genl_ops`
182  *    to define the operation.
183  *
184  * All the declarations for the operation codes (WIMAX_GNL_OP_<NAME>)
185  * and generic netlink attributes (WIMAX_GNL_<NAME>_*) are declared in
186  * include/linux/wimax.h; this file is intended to be cloned by user
187  * space to gain access to those declarations.
188  *
189  * A few caveats to remember:
190  *
191  *  - Need to define attribute numbers starting in 1; otherwise it
192  *    fails.
193  *
194  *  - the `struct genl_family` requires a maximum attribute id; when
195  *    defining the `struct nla_policy` for each message, it has to have
196  *    an array size of WIMAX_GNL_ATTR_MAX+1.
197  *
198  * The op_*() function pointers will not be called if the wimax_dev is
199  * in a state <= %WIMAX_ST_UNINITIALIZED. The exception is:
200  *
201  * - op_reset: can be called at any time after wimax_dev_add() has
202  *   been called.
203  *
204  * THE PIPE INTERFACE:
205  *
206  * This interface is kept intentionally simple. The driver can send
207  * and receive free-form messages to/from user space through a
208  * pipe. See drivers/net/wimax/op-msg.c for details.
209  *
210  * The kernel-to-user messages are sent with
211  * wimax_msg(). user-to-kernel messages are delivered via
212  * wimax_dev->op_msg_from_user().
213  *
214  * RFKILL:
215  *
216  * RFKILL support is built into the wimax_dev layer; the driver just
217  * needs to call wimax_report_rfkill_{hw,sw}() to inform of changes in
218  * the hardware or software RF kill switches. When the stack wants to
219  * turn the radio off, it will call wimax_dev->op_rfkill_sw_toggle(),
220  * which the driver implements.
221  *
222  * User space can set the software RF Kill switch by calling
223  * wimax_rfkill().
224  *
225  * The code for now only supports devices that don't require polling;
226  * If the device needs to be polled, create a self-rearming delayed
227  * work struct for polling or look into adding polled support to the
228  * WiMAX stack.
229  *
230  * When initializing the hardware (_probe), after calling
231  * wimax_dev_add(), query the device for it's RF Kill switches status
232  * and feed it back to the WiMAX stack using
233  * wimax_report_rfkill_{hw,sw}(). If any switch is missing, always
234  * report it as ON.
235  *
236  * NOTE: the wimax stack uses an inverted terminology to that of the
237  * RFKILL subsystem:
238  *
239  *  - ON: radio is ON, RFKILL is DISABLED or OFF.
240  *  - OFF: radio is OFF, RFKILL is ENABLED or ON.
241  *
242  * MISCELLANEOUS OPS:
243  *
244  * wimax_reset() can be used to reset the device to power on state; by
245  * default it issues a warm reset that maintains the same device
246  * node. If that is not possible, it falls back to a cold reset
247  * (device reconnect). The driver implements the backend to this
248  * through wimax_dev->op_reset().
249  */
250
251 #ifndef __NET__WIMAX_H__
252 #define __NET__WIMAX_H__
253 #ifdef __KERNEL__
254
255 #include <linux/wimax.h>
256 #include <net/genetlink.h>
257 #include <linux/netdevice.h>
258
259 struct net_device;
260 struct genl_info;
261 struct wimax_dev;
262
263 /**
264  * struct wimax_dev - Generic WiMAX device
265  *
266  * @net_dev: [fill] Pointer to the &struct net_device this WiMAX
267  *     device implements.
268  *
269  * @op_msg_from_user: [fill] Driver-specific operation to
270  *     handle a raw message from user space to the driver. The
271  *     driver can send messages to user space using with
272  *     wimax_msg_to_user().
273  *
274  * @op_rfkill_sw_toggle: [fill] Driver-specific operation to act on
275  *     userspace (or any other agent) requesting the WiMAX device to
276  *     change the RF Kill software switch (WIMAX_RF_ON or
277  *     WIMAX_RF_OFF).
278  *     If such hardware support is not present, it is assumed the
279  *     radio cannot be switched off and it is always on (and the stack
280  *     will error out when trying to switch it off). In such case,
281  *     this function pointer can be left as NULL.
282  *
283  * @op_reset: [fill] Driver specific operation to reset the
284  *     device.
285  *     This operation should always attempt first a warm reset that
286  *     does not disconnect the device from the bus and return 0.
287  *     If that fails, it should resort to some sort of cold or bus
288  *     reset (even if it implies a bus disconnection and device
289  *     dissapearance). In that case, -ENODEV should be returned to
290  *     indicate the device is gone.
291  *     This operation has to be synchronous, and return only when the
292  *     reset is complete. In case of having had to resort to bus/cold
293  *     reset implying a device disconnection, the call is allowed to
294  *     return inmediately.
295  *     NOTE: wimax_dev->mutex is NOT locked when this op is being
296  *     called; however, wimax_dev->mutex_reset IS locked to ensure
297  *     serialization of calls to wimax_reset().
298  *     See wimax_reset()'s documentation.
299  *
300  * @name: [fill] A way to identify this device. We need to register a
301  *     name with many subsystems (rfkill, workqueue creation, etc).
302  *     We can't use the network device name as that
303  *     might change and in some instances we don't know it yet (until
304  *     we don't call register_netdev()). So we generate an unique one
305  *     using the driver name and device bus id, place it here and use
306  *     it across the board. Recommended naming:
307  *     DRIVERNAME-BUSNAME:BUSID (dev->bus->name, dev->bus_id).
308  *
309  * @id_table_node: [private] link to the list of wimax devices kept by
310  *     id-table.c. Protected by it's own spinlock.
311  *
312  * @mutex: [private] Serializes all concurrent access and execution of
313  *     operations.
314  *
315  * @mutex_reset: [private] Serializes reset operations. Needs to be a
316  *     different mutex because as part of the reset operation, the
317  *     driver has to call back into the stack to do things such as
318  *     state change, that require wimax_dev->mutex.
319  *
320  * @state: [private] Current state of the WiMAX device.
321  *
322  * @rfkill: [private] integration into the RF-Kill infrastructure.
323  *
324  * @rf_sw: [private] State of the software radio switch (OFF/ON)
325  *
326  * @rf_hw: [private] State of the hardware radio switch (OFF/ON)
327  *
328  * @debugfs_dentry: [private] Used to hook up a debugfs entry. This
329  *     shows up in the debugfs root as wimax\:DEVICENAME.
330  *
331  * Description:
332  * This structure defines a common interface to access all WiMAX
333  * devices from different vendors and provides a common API as well as
334  * a free-form device-specific messaging channel.
335  *
336  * Usage:
337  *  1. Embed a &struct wimax_dev at *the beginning* the network
338  *     device structure so that netdev_priv() points to it.
339  *
340  *  2. memset() it to zero
341  *
342  *  3. Initialize with wimax_dev_init(). This will leave the WiMAX
343  *     device in the %__WIMAX_ST_NULL state.
344  *
345  *  4. Fill all the fields marked with [fill]; once called
346  *     wimax_dev_add(), those fields CANNOT be modified.
347  *
348  *  5. Call wimax_dev_add() *after* registering the network
349  *     device. This will leave the WiMAX device in the %WIMAX_ST_DOWN
350  *     state.
351  *     Protect the driver's net_device->open() against succeeding if
352  *     the wimax device state is lower than %WIMAX_ST_DOWN.
353  *
354  *  6. Select when the device is going to be turned on/initialized;
355  *     for example, it could be initialized on 'ifconfig up' (when the
356  *     netdev op 'open()' is called on the driver).
357  *
358  * When the device is initialized (at `ifconfig up` time, or right
359  * after calling wimax_dev_add() from _probe(), make sure the
360  * following steps are taken
361  *
362  *  a. Move the device to %WIMAX_ST_UNINITIALIZED. This is needed so
363  *     some API calls that shouldn't work until the device is ready
364  *     can be blocked.
365  *
366  *  b. Initialize the device. Make sure to turn the SW radio switch
367  *     off and move the device to state %WIMAX_ST_RADIO_OFF when
368  *     done. When just initialized, a device should be left in RADIO
369  *     OFF state until user space devices to turn it on.
370  *
371  *  c. Query the device for the state of the hardware rfkill switch
372  *     and call wimax_rfkill_report_hw() and wimax_rfkill_report_sw()
373  *     as needed. See below.
374  *
375  * wimax_dev_rm() undoes before unregistering the network device. Once
376  * wimax_dev_add() is called, the driver can get called on the
377  * wimax_dev->op_* function pointers
378  *
379  * CONCURRENCY:
380  *
381  * The stack provides a mutex for each device that will disallow API
382  * calls happening concurrently; thus, op calls into the driver
383  * through the wimax_dev->op*() function pointers will always be
384  * serialized and *never* concurrent.
385  *
386  * For locking, take wimax_dev->mutex is taken; (most) operations in
387  * the API have to check for wimax_dev_is_ready() to return 0 before
388  * continuing (this is done internally).
389  *
390  * REFERENCE COUNTING:
391  *
392  * The WiMAX device is reference counted by the associated network
393  * device. The only operation that can be used to reference the device
394  * is wimax_dev_get_by_genl_info(), and the reference it acquires has
395  * to be released with dev_put(wimax_dev->net_dev).
396  *
397  * RFKILL:
398  *
399  * At startup, both HW and SW radio switchess are assumed to be off.
400  *
401  * At initialization time [after calling wimax_dev_add()], have the
402  * driver query the device for the status of the software and hardware
403  * RF kill switches and call wimax_report_rfkill_hw() and
404  * wimax_rfkill_report_sw() to indicate their state. If any is
405  * missing, just call it to indicate it is ON (radio always on).
406  *
407  * Whenever the driver detects a change in the state of the RF kill
408  * switches, it should call wimax_report_rfkill_hw() or
409  * wimax_report_rfkill_sw() to report it to the stack.
410  */
411 struct wimax_dev {
412         struct net_device *net_dev;
413         struct list_head id_table_node;
414         struct mutex mutex;             /* Protects all members and API calls */
415         struct mutex mutex_reset;
416         enum wimax_st state;
417
418         int (*op_msg_from_user)(struct wimax_dev *wimax_dev,
419                                 const char *,
420                                 const void *, size_t,
421                                 const struct genl_info *info);
422         int (*op_rfkill_sw_toggle)(struct wimax_dev *wimax_dev,
423                                    enum wimax_rf_state);
424         int (*op_reset)(struct wimax_dev *wimax_dev);
425
426         struct rfkill *rfkill;
427         struct input_dev *rfkill_input;
428         unsigned rf_hw;
429         unsigned rf_sw;
430         char name[32];
431
432         struct dentry *debugfs_dentry;
433 };
434
435
436
437 /*
438  * WiMAX stack public API for device drivers
439  * -----------------------------------------
440  *
441  * These functions are not exported to user space.
442  */
443 extern void wimax_dev_init(struct wimax_dev *);
444 extern int wimax_dev_add(struct wimax_dev *, struct net_device *);
445 extern void wimax_dev_rm(struct wimax_dev *);
446
447 static inline
448 struct wimax_dev *net_dev_to_wimax(struct net_device *net_dev)
449 {
450         return netdev_priv(net_dev);
451 }
452
453 static inline
454 struct device *wimax_dev_to_dev(struct wimax_dev *wimax_dev)
455 {
456         return wimax_dev->net_dev->dev.parent;
457 }
458
459 extern void wimax_state_change(struct wimax_dev *, enum wimax_st);
460 extern enum wimax_st wimax_state_get(struct wimax_dev *);
461
462 /*
463  * Radio Switch state reporting.
464  *
465  * enum wimax_rf_state is declared in linux/wimax.h so the exports
466  * to user space can use it.
467  */
468 extern void wimax_report_rfkill_hw(struct wimax_dev *, enum wimax_rf_state);
469 extern void wimax_report_rfkill_sw(struct wimax_dev *, enum wimax_rf_state);
470
471
472 /*
473  * Free-form messaging to/from user space
474  *
475  * Sending a message:
476  *
477  *   wimax_msg(wimax_dev, pipe_name, buf, buf_size, GFP_KERNEL);
478  *
479  * Broken up:
480  *
481  *   skb = wimax_msg_alloc(wimax_dev, pipe_name, buf_size, GFP_KERNEL);
482  *   ...fill up skb...
483  *   wimax_msg_send(wimax_dev, pipe_name, skb);
484  *
485  * Be sure not to modify skb->data in the middle (ie: don't use
486  * skb_push()/skb_pull()/skb_reserve() on the skb).
487  *
488  * "pipe_name" is any string, than can be interpreted as the name of
489  * the pipe or destinatary; the interpretation of it is driver
490  * specific, so the recipient can multiplex it as wished. It can be
491  * NULL, it won't be used - an example is using a "diagnostics" tag to
492  * send diagnostics information that a device-specific diagnostics
493  * tool would be interested in.
494  */
495 extern struct sk_buff *wimax_msg_alloc(struct wimax_dev *, const char *,
496                                        const void *, size_t, gfp_t);
497 extern int wimax_msg_send(struct wimax_dev *, struct sk_buff *);
498 extern int wimax_msg(struct wimax_dev *, const char *,
499                      const void *, size_t, gfp_t);
500
501 extern const void *wimax_msg_data_len(struct sk_buff *, size_t *);
502 extern const void *wimax_msg_data(struct sk_buff *);
503 extern ssize_t wimax_msg_len(struct sk_buff *);
504
505
506 /*
507  * WiMAX stack user space API
508  * --------------------------
509  *
510  * This API is what gets exported to user space for general
511  * operations. As well, they can be called from within the kernel,
512  * (with a properly referenced `struct wimax_dev`).
513  *
514  * Properly referenced means: the 'struct net_device' that embeds the
515  * device's control structure and (as such) the 'struct wimax_dev' is
516  * referenced by the caller.
517  */
518 extern int wimax_rfkill(struct wimax_dev *, enum wimax_rf_state);
519 extern int wimax_reset(struct wimax_dev *);
520
521 #else
522 /* You might be looking for linux/wimax.h */
523 #error This file should not be included from user space.
524 #endif /* #ifdef __KERNEL__ */
525 #endif /* #ifndef __NET__WIMAX_H__ */