sfc: mark some unexported symbols as static
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / net / ethernet / sfc / ptp.c
1 /****************************************************************************
2  * Driver for Solarflare network controllers and boards
3  * Copyright 2011-2013 Solarflare Communications Inc.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
6  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
7  * by the Free Software Foundation, incorporated herein by reference.
8  */
9
10 /* Theory of operation:
11  *
12  * PTP support is assisted by firmware running on the MC, which provides
13  * the hardware timestamping capabilities.  Both transmitted and received
14  * PTP event packets are queued onto internal queues for subsequent processing;
15  * this is because the MC operations are relatively long and would block
16  * block NAPI/interrupt operation.
17  *
18  * Receive event processing:
19  *      The event contains the packet's UUID and sequence number, together
20  *      with the hardware timestamp.  The PTP receive packet queue is searched
21  *      for this UUID/sequence number and, if found, put on a pending queue.
22  *      Packets not matching are delivered without timestamps (MCDI events will
23  *      always arrive after the actual packet).
24  *      It is important for the operation of the PTP protocol that the ordering
25  *      of packets between the event and general port is maintained.
26  *
27  * Work queue processing:
28  *      If work waiting, synchronise host/hardware time
29  *
30  *      Transmit: send packet through MC, which returns the transmission time
31  *      that is converted to an appropriate timestamp.
32  *
33  *      Receive: the packet's reception time is converted to an appropriate
34  *      timestamp.
35  */
36 #include <linux/ip.h>
37 #include <linux/udp.h>
38 #include <linux/time.h>
39 #include <linux/ktime.h>
40 #include <linux/module.h>
41 #include <linux/net_tstamp.h>
42 #include <linux/pps_kernel.h>
43 #include <linux/ptp_clock_kernel.h>
44 #include "net_driver.h"
45 #include "efx.h"
46 #include "mcdi.h"
47 #include "mcdi_pcol.h"
48 #include "io.h"
49 #include "farch_regs.h"
50 #include "nic.h"
51
52 /* Maximum number of events expected to make up a PTP event */
53 #define MAX_EVENT_FRAGS                 3
54
55 /* Maximum delay, ms, to begin synchronisation */
56 #define MAX_SYNCHRONISE_WAIT_MS         2
57
58 /* How long, at most, to spend synchronising */
59 #define SYNCHRONISE_PERIOD_NS           250000
60
61 /* How often to update the shared memory time */
62 #define SYNCHRONISATION_GRANULARITY_NS  200
63
64 /* Minimum permitted length of a (corrected) synchronisation time */
65 #define DEFAULT_MIN_SYNCHRONISATION_NS  120
66
67 /* Maximum permitted length of a (corrected) synchronisation time */
68 #define MAX_SYNCHRONISATION_NS          1000
69
70 /* How many (MC) receive events that can be queued */
71 #define MAX_RECEIVE_EVENTS              8
72
73 /* Length of (modified) moving average. */
74 #define AVERAGE_LENGTH                  16
75
76 /* How long an unmatched event or packet can be held */
77 #define PKT_EVENT_LIFETIME_MS           10
78
79 /* Offsets into PTP packet for identification.  These offsets are from the
80  * start of the IP header, not the MAC header.  Note that neither PTP V1 nor
81  * PTP V2 permit the use of IPV4 options.
82  */
83 #define PTP_DPORT_OFFSET        22
84
85 #define PTP_V1_VERSION_LENGTH   2
86 #define PTP_V1_VERSION_OFFSET   28
87
88 #define PTP_V1_UUID_LENGTH      6
89 #define PTP_V1_UUID_OFFSET      50
90
91 #define PTP_V1_SEQUENCE_LENGTH  2
92 #define PTP_V1_SEQUENCE_OFFSET  58
93
94 /* The minimum length of a PTP V1 packet for offsets, etc. to be valid:
95  * includes IP header.
96  */
97 #define PTP_V1_MIN_LENGTH       64
98
99 #define PTP_V2_VERSION_LENGTH   1
100 #define PTP_V2_VERSION_OFFSET   29
101
102 #define PTP_V2_UUID_LENGTH      8
103 #define PTP_V2_UUID_OFFSET      48
104
105 /* Although PTP V2 UUIDs are comprised a ClockIdentity (8) and PortNumber (2),
106  * the MC only captures the last six bytes of the clock identity. These values
107  * reflect those, not the ones used in the standard.  The standard permits
108  * mapping of V1 UUIDs to V2 UUIDs with these same values.
109  */
110 #define PTP_V2_MC_UUID_LENGTH   6
111 #define PTP_V2_MC_UUID_OFFSET   50
112
113 #define PTP_V2_SEQUENCE_LENGTH  2
114 #define PTP_V2_SEQUENCE_OFFSET  58
115
116 /* The minimum length of a PTP V2 packet for offsets, etc. to be valid:
117  * includes IP header.
118  */
119 #define PTP_V2_MIN_LENGTH       63
120
121 #define PTP_MIN_LENGTH          63
122
123 #define PTP_ADDRESS             0xe0000181      /* 224.0.1.129 */
124 #define PTP_EVENT_PORT          319
125 #define PTP_GENERAL_PORT        320
126
127 /* Annoyingly the format of the version numbers are different between
128  * versions 1 and 2 so it isn't possible to simply look for 1 or 2.
129  */
130 #define PTP_VERSION_V1          1
131
132 #define PTP_VERSION_V2          2
133 #define PTP_VERSION_V2_MASK     0x0f
134
135 enum ptp_packet_state {
136         PTP_PACKET_STATE_UNMATCHED = 0,
137         PTP_PACKET_STATE_MATCHED,
138         PTP_PACKET_STATE_TIMED_OUT,
139         PTP_PACKET_STATE_MATCH_UNWANTED
140 };
141
142 /* NIC synchronised with single word of time only comprising
143  * partial seconds and full nanoseconds: 10^9 ~ 2^30 so 2 bits for seconds.
144  */
145 #define MC_NANOSECOND_BITS      30
146 #define MC_NANOSECOND_MASK      ((1 << MC_NANOSECOND_BITS) - 1)
147 #define MC_SECOND_MASK          ((1 << (32 - MC_NANOSECOND_BITS)) - 1)
148
149 /* Maximum parts-per-billion adjustment that is acceptable */
150 #define MAX_PPB                 1000000
151
152 /* Precalculate scale word to avoid long long division at runtime */
153 /* This is equivalent to 2^66 / 10^9. */
154 #define PPB_SCALE_WORD  ((1LL << (57)) / 1953125LL)
155
156 /* How much to shift down after scaling to convert to FP40 */
157 #define PPB_SHIFT_FP40          26
158 /* ... and FP44. */
159 #define PPB_SHIFT_FP44          22
160
161 #define PTP_SYNC_ATTEMPTS       4
162
163 /**
164  * struct efx_ptp_match - Matching structure, stored in sk_buff's cb area.
165  * @words: UUID and (partial) sequence number
166  * @expiry: Time after which the packet should be delivered irrespective of
167  *            event arrival.
168  * @state: The state of the packet - whether it is ready for processing or
169  *         whether that is of no interest.
170  */
171 struct efx_ptp_match {
172         u32 words[DIV_ROUND_UP(PTP_V1_UUID_LENGTH, 4)];
173         unsigned long expiry;
174         enum ptp_packet_state state;
175 };
176
177 /**
178  * struct efx_ptp_event_rx - A PTP receive event (from MC)
179  * @seq0: First part of (PTP) UUID
180  * @seq1: Second part of (PTP) UUID and sequence number
181  * @hwtimestamp: Event timestamp
182  */
183 struct efx_ptp_event_rx {
184         struct list_head link;
185         u32 seq0;
186         u32 seq1;
187         ktime_t hwtimestamp;
188         unsigned long expiry;
189 };
190
191 /**
192  * struct efx_ptp_timeset - Synchronisation between host and MC
193  * @host_start: Host time immediately before hardware timestamp taken
194  * @major: Hardware timestamp, major
195  * @minor: Hardware timestamp, minor
196  * @host_end: Host time immediately after hardware timestamp taken
197  * @wait: Number of NIC clock ticks between hardware timestamp being read and
198  *          host end time being seen
199  * @window: Difference of host_end and host_start
200  * @valid: Whether this timeset is valid
201  */
202 struct efx_ptp_timeset {
203         u32 host_start;
204         u32 major;
205         u32 minor;
206         u32 host_end;
207         u32 wait;
208         u32 window;     /* Derived: end - start, allowing for wrap */
209 };
210
211 /**
212  * struct efx_ptp_data - Precision Time Protocol (PTP) state
213  * @efx: The NIC context
214  * @channel: The PTP channel (Siena only)
215  * @rx_ts_inline: Flag for whether RX timestamps are inline (else they are
216  *      separate events)
217  * @rxq: Receive SKB queue (awaiting timestamps)
218  * @txq: Transmit SKB queue
219  * @evt_list: List of MC receive events awaiting packets
220  * @evt_free_list: List of free events
221  * @evt_lock: Lock for manipulating evt_list and evt_free_list
222  * @rx_evts: Instantiated events (on evt_list and evt_free_list)
223  * @workwq: Work queue for processing pending PTP operations
224  * @work: Work task
225  * @reset_required: A serious error has occurred and the PTP task needs to be
226  *                  reset (disable, enable).
227  * @rxfilter_event: Receive filter when operating
228  * @rxfilter_general: Receive filter when operating
229  * @config: Current timestamp configuration
230  * @enabled: PTP operation enabled
231  * @mode: Mode in which PTP operating (PTP version)
232  * @ns_to_nic_time: Function to convert from scalar nanoseconds to NIC time
233  * @nic_to_kernel_time: Function to convert from NIC to kernel time
234  * @nic_time.minor_max: Wrap point for NIC minor times
235  * @nic_time.sync_event_diff_min: Minimum acceptable difference between time
236  * in packet prefix and last MCDI time sync event i.e. how much earlier than
237  * the last sync event time a packet timestamp can be.
238  * @nic_time.sync_event_diff_max: Maximum acceptable difference between time
239  * in packet prefix and last MCDI time sync event i.e. how much later than
240  * the last sync event time a packet timestamp can be.
241  * @nic_time.sync_event_minor_shift: Shift required to make minor time from
242  * field in MCDI time sync event.
243  * @min_synchronisation_ns: Minimum acceptable corrected sync window
244  * @capabilities: Capabilities flags from the NIC
245  * @ts_corrections.ptp_tx: Required driver correction of PTP packet transmit
246  *                         timestamps
247  * @ts_corrections.ptp_rx: Required driver correction of PTP packet receive
248  *                         timestamps
249  * @ts_corrections.pps_out: PPS output error (information only)
250  * @ts_corrections.pps_in: Required driver correction of PPS input timestamps
251  * @ts_corrections.general_tx: Required driver correction of general packet
252  *                             transmit timestamps
253  * @ts_corrections.general_rx: Required driver correction of general packet
254  *                             receive timestamps
255  * @evt_frags: Partly assembled PTP events
256  * @evt_frag_idx: Current fragment number
257  * @evt_code: Last event code
258  * @start: Address at which MC indicates ready for synchronisation
259  * @host_time_pps: Host time at last PPS
260  * @adjfreq_ppb_shift: Shift required to convert scaled parts-per-billion
261  * frequency adjustment into a fixed point fractional nanosecond format.
262  * @current_adjfreq: Current ppb adjustment.
263  * @phc_clock: Pointer to registered phc device (if primary function)
264  * @phc_clock_info: Registration structure for phc device
265  * @pps_work: pps work task for handling pps events
266  * @pps_workwq: pps work queue
267  * @nic_ts_enabled: Flag indicating if NIC generated TS events are handled
268  * @txbuf: Buffer for use when transmitting (PTP) packets to MC (avoids
269  *         allocations in main data path).
270  * @good_syncs: Number of successful synchronisations.
271  * @fast_syncs: Number of synchronisations requiring short delay
272  * @bad_syncs: Number of failed synchronisations.
273  * @sync_timeouts: Number of synchronisation timeouts
274  * @no_time_syncs: Number of synchronisations with no good times.
275  * @invalid_sync_windows: Number of sync windows with bad durations.
276  * @undersize_sync_windows: Number of corrected sync windows that are too small
277  * @oversize_sync_windows: Number of corrected sync windows that are too large
278  * @rx_no_timestamp: Number of packets received without a timestamp.
279  * @timeset: Last set of synchronisation statistics.
280  * @xmit_skb: Transmit SKB function.
281  */
282 struct efx_ptp_data {
283         struct efx_nic *efx;
284         struct efx_channel *channel;
285         bool rx_ts_inline;
286         struct sk_buff_head rxq;
287         struct sk_buff_head txq;
288         struct list_head evt_list;
289         struct list_head evt_free_list;
290         spinlock_t evt_lock;
291         struct efx_ptp_event_rx rx_evts[MAX_RECEIVE_EVENTS];
292         struct workqueue_struct *workwq;
293         struct work_struct work;
294         bool reset_required;
295         u32 rxfilter_event;
296         u32 rxfilter_general;
297         bool rxfilter_installed;
298         struct hwtstamp_config config;
299         bool enabled;
300         unsigned int mode;
301         void (*ns_to_nic_time)(s64 ns, u32 *nic_major, u32 *nic_minor);
302         ktime_t (*nic_to_kernel_time)(u32 nic_major, u32 nic_minor,
303                                       s32 correction);
304         struct {
305                 u32 minor_max;
306                 u32 sync_event_diff_min;
307                 u32 sync_event_diff_max;
308                 unsigned int sync_event_minor_shift;
309         } nic_time;
310         unsigned int min_synchronisation_ns;
311         unsigned int capabilities;
312         struct {
313                 s32 ptp_tx;
314                 s32 ptp_rx;
315                 s32 pps_out;
316                 s32 pps_in;
317                 s32 general_tx;
318                 s32 general_rx;
319         } ts_corrections;
320         efx_qword_t evt_frags[MAX_EVENT_FRAGS];
321         int evt_frag_idx;
322         int evt_code;
323         struct efx_buffer start;
324         struct pps_event_time host_time_pps;
325         unsigned int adjfreq_ppb_shift;
326         s64 current_adjfreq;
327         struct ptp_clock *phc_clock;
328         struct ptp_clock_info phc_clock_info;
329         struct work_struct pps_work;
330         struct workqueue_struct *pps_workwq;
331         bool nic_ts_enabled;
332         _MCDI_DECLARE_BUF(txbuf, MC_CMD_PTP_IN_TRANSMIT_LENMAX);
333
334         unsigned int good_syncs;
335         unsigned int fast_syncs;
336         unsigned int bad_syncs;
337         unsigned int sync_timeouts;
338         unsigned int no_time_syncs;
339         unsigned int invalid_sync_windows;
340         unsigned int undersize_sync_windows;
341         unsigned int oversize_sync_windows;
342         unsigned int rx_no_timestamp;
343         struct efx_ptp_timeset
344         timeset[MC_CMD_PTP_OUT_SYNCHRONIZE_TIMESET_MAXNUM];
345         void (*xmit_skb)(struct efx_nic *efx, struct sk_buff *skb);
346 };
347
348 static int efx_phc_adjfreq(struct ptp_clock_info *ptp, s32 delta);
349 static int efx_phc_adjtime(struct ptp_clock_info *ptp, s64 delta);
350 static int efx_phc_gettime(struct ptp_clock_info *ptp, struct timespec64 *ts);
351 static int efx_phc_settime(struct ptp_clock_info *ptp,
352                            const struct timespec64 *e_ts);
353 static int efx_phc_enable(struct ptp_clock_info *ptp,
354                           struct ptp_clock_request *request, int on);
355
356 bool efx_ptp_use_mac_tx_timestamps(struct efx_nic *efx)
357 {
358         struct efx_ef10_nic_data *nic_data = efx->nic_data;
359
360         return ((efx_nic_rev(efx) >= EFX_REV_HUNT_A0) &&
361                 (nic_data->datapath_caps2 &
362                  (1 << MC_CMD_GET_CAPABILITIES_V2_OUT_TX_MAC_TIMESTAMPING_LBN)
363                 ));
364 }
365
366 /* PTP 'extra' channel is still a traffic channel, but we only create TX queues
367  * if PTP uses MAC TX timestamps, not if PTP uses the MC directly to transmit.
368  */
369 static bool efx_ptp_want_txqs(struct efx_channel *channel)
370 {
371         return efx_ptp_use_mac_tx_timestamps(channel->efx);
372 }
373
374 #define PTP_SW_STAT(ext_name, field_name)                               \
375         { #ext_name, 0, offsetof(struct efx_ptp_data, field_name) }
376 #define PTP_MC_STAT(ext_name, mcdi_name)                                \
377         { #ext_name, 32, MC_CMD_PTP_OUT_STATUS_STATS_ ## mcdi_name ## _OFST }
378 static const struct efx_hw_stat_desc efx_ptp_stat_desc[] = {
379         PTP_SW_STAT(ptp_good_syncs, good_syncs),
380         PTP_SW_STAT(ptp_fast_syncs, fast_syncs),
381         PTP_SW_STAT(ptp_bad_syncs, bad_syncs),
382         PTP_SW_STAT(ptp_sync_timeouts, sync_timeouts),
383         PTP_SW_STAT(ptp_no_time_syncs, no_time_syncs),
384         PTP_SW_STAT(ptp_invalid_sync_windows, invalid_sync_windows),
385         PTP_SW_STAT(ptp_undersize_sync_windows, undersize_sync_windows),
386         PTP_SW_STAT(ptp_oversize_sync_windows, oversize_sync_windows),
387         PTP_SW_STAT(ptp_rx_no_timestamp, rx_no_timestamp),
388         PTP_MC_STAT(ptp_tx_timestamp_packets, TX),
389         PTP_MC_STAT(ptp_rx_timestamp_packets, RX),
390         PTP_MC_STAT(ptp_timestamp_packets, TS),
391         PTP_MC_STAT(ptp_filter_matches, FM),
392         PTP_MC_STAT(ptp_non_filter_matches, NFM),
393 };
394 #define PTP_STAT_COUNT ARRAY_SIZE(efx_ptp_stat_desc)
395 static const unsigned long efx_ptp_stat_mask[] = {
396         [0 ... BITS_TO_LONGS(PTP_STAT_COUNT) - 1] = ~0UL,
397 };
398
399 size_t efx_ptp_describe_stats(struct efx_nic *efx, u8 *strings)
400 {
401         if (!efx->ptp_data)
402                 return 0;
403
404         return efx_nic_describe_stats(efx_ptp_stat_desc, PTP_STAT_COUNT,
405                                       efx_ptp_stat_mask, strings);
406 }
407
408 size_t efx_ptp_update_stats(struct efx_nic *efx, u64 *stats)
409 {
410         MCDI_DECLARE_BUF(inbuf, MC_CMD_PTP_IN_STATUS_LEN);
411         MCDI_DECLARE_BUF(outbuf, MC_CMD_PTP_OUT_STATUS_LEN);
412         size_t i;
413         int rc;
414
415         if (!efx->ptp_data)
416                 return 0;
417
418         /* Copy software statistics */
419         for (i = 0; i < PTP_STAT_COUNT; i++) {
420                 if (efx_ptp_stat_desc[i].dma_width)
421                         continue;
422                 stats[i] = *(unsigned int *)((char *)efx->ptp_data +
423                                              efx_ptp_stat_desc[i].offset);
424         }
425
426         /* Fetch MC statistics.  We *must* fill in all statistics or
427          * risk leaking kernel memory to userland, so if the MCDI
428          * request fails we pretend we got zeroes.
429          */
430         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_STATUS);
431         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
432         rc = efx_mcdi_rpc(efx, MC_CMD_PTP, inbuf, sizeof(inbuf),
433                           outbuf, sizeof(outbuf), NULL);
434         if (rc)
435                 memset(outbuf, 0, sizeof(outbuf));
436         efx_nic_update_stats(efx_ptp_stat_desc, PTP_STAT_COUNT,
437                              efx_ptp_stat_mask,
438                              stats, _MCDI_PTR(outbuf, 0), false);
439
440         return PTP_STAT_COUNT;
441 }
442
443 /* For Siena platforms NIC time is s and ns */
444 static void efx_ptp_ns_to_s_ns(s64 ns, u32 *nic_major, u32 *nic_minor)
445 {
446         struct timespec64 ts = ns_to_timespec64(ns);
447         *nic_major = (u32)ts.tv_sec;
448         *nic_minor = ts.tv_nsec;
449 }
450
451 static ktime_t efx_ptp_s_ns_to_ktime_correction(u32 nic_major, u32 nic_minor,
452                                                 s32 correction)
453 {
454         ktime_t kt = ktime_set(nic_major, nic_minor);
455         if (correction >= 0)
456                 kt = ktime_add_ns(kt, (u64)correction);
457         else
458                 kt = ktime_sub_ns(kt, (u64)-correction);
459         return kt;
460 }
461
462 /* To convert from s27 format to ns we multiply then divide by a power of 2.
463  * For the conversion from ns to s27, the operation is also converted to a
464  * multiply and shift.
465  */
466 #define S27_TO_NS_SHIFT (27)
467 #define NS_TO_S27_MULT  (((1ULL << 63) + NSEC_PER_SEC / 2) / NSEC_PER_SEC)
468 #define NS_TO_S27_SHIFT (63 - S27_TO_NS_SHIFT)
469 #define S27_MINOR_MAX   (1 << S27_TO_NS_SHIFT)
470
471 /* For Huntington platforms NIC time is in seconds and fractions of a second
472  * where the minor register only uses 27 bits in units of 2^-27s.
473  */
474 static void efx_ptp_ns_to_s27(s64 ns, u32 *nic_major, u32 *nic_minor)
475 {
476         struct timespec64 ts = ns_to_timespec64(ns);
477         u32 maj = (u32)ts.tv_sec;
478         u32 min = (u32)(((u64)ts.tv_nsec * NS_TO_S27_MULT +
479                          (1ULL << (NS_TO_S27_SHIFT - 1))) >> NS_TO_S27_SHIFT);
480
481         /* The conversion can result in the minor value exceeding the maximum.
482          * In this case, round up to the next second.
483          */
484         if (min >= S27_MINOR_MAX) {
485                 min -= S27_MINOR_MAX;
486                 maj++;
487         }
488
489         *nic_major = maj;
490         *nic_minor = min;
491 }
492
493 static inline ktime_t efx_ptp_s27_to_ktime(u32 nic_major, u32 nic_minor)
494 {
495         u32 ns = (u32)(((u64)nic_minor * NSEC_PER_SEC +
496                         (1ULL << (S27_TO_NS_SHIFT - 1))) >> S27_TO_NS_SHIFT);
497         return ktime_set(nic_major, ns);
498 }
499
500 static ktime_t efx_ptp_s27_to_ktime_correction(u32 nic_major, u32 nic_minor,
501                                                s32 correction)
502 {
503         /* Apply the correction and deal with carry */
504         nic_minor += correction;
505         if ((s32)nic_minor < 0) {
506                 nic_minor += S27_MINOR_MAX;
507                 nic_major--;
508         } else if (nic_minor >= S27_MINOR_MAX) {
509                 nic_minor -= S27_MINOR_MAX;
510                 nic_major++;
511         }
512
513         return efx_ptp_s27_to_ktime(nic_major, nic_minor);
514 }
515
516 /* For Medford2 platforms the time is in seconds and quarter nanoseconds. */
517 static void efx_ptp_ns_to_s_qns(s64 ns, u32 *nic_major, u32 *nic_minor)
518 {
519         struct timespec64 ts = ns_to_timespec64(ns);
520
521         *nic_major = (u32)ts.tv_sec;
522         *nic_minor = ts.tv_nsec * 4;
523 }
524
525 static ktime_t efx_ptp_s_qns_to_ktime_correction(u32 nic_major, u32 nic_minor,
526                                                  s32 correction)
527 {
528         ktime_t kt;
529
530         nic_minor = DIV_ROUND_CLOSEST(nic_minor, 4);
531         correction = DIV_ROUND_CLOSEST(correction, 4);
532
533         kt = ktime_set(nic_major, nic_minor);
534
535         if (correction >= 0)
536                 kt = ktime_add_ns(kt, (u64)correction);
537         else
538                 kt = ktime_sub_ns(kt, (u64)-correction);
539         return kt;
540 }
541
542 struct efx_channel *efx_ptp_channel(struct efx_nic *efx)
543 {
544         return efx->ptp_data ? efx->ptp_data->channel : NULL;
545 }
546
547 static u32 last_sync_timestamp_major(struct efx_nic *efx)
548 {
549         struct efx_channel *channel = efx_ptp_channel(efx);
550         u32 major = 0;
551
552         if (channel)
553                 major = channel->sync_timestamp_major;
554         return major;
555 }
556
557 /* The 8000 series and later can provide the time from the MAC, which is only
558  * 48 bits long and provides meta-information in the top 2 bits.
559  */
560 static ktime_t
561 efx_ptp_mac_nic_to_ktime_correction(struct efx_nic *efx,
562                                     struct efx_ptp_data *ptp,
563                                     u32 nic_major, u32 nic_minor,
564                                     s32 correction)
565 {
566         ktime_t kt = { 0 };
567
568         if (!(nic_major & 0x80000000)) {
569                 WARN_ON_ONCE(nic_major >> 16);
570                 /* Use the top bits from the latest sync event. */
571                 nic_major &= 0xffff;
572                 nic_major |= (last_sync_timestamp_major(efx) & 0xffff0000);
573
574                 kt = ptp->nic_to_kernel_time(nic_major, nic_minor,
575                                              correction);
576         }
577         return kt;
578 }
579
580 ktime_t efx_ptp_nic_to_kernel_time(struct efx_tx_queue *tx_queue)
581 {
582         struct efx_nic *efx = tx_queue->efx;
583         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
584         ktime_t kt;
585
586         if (efx_ptp_use_mac_tx_timestamps(efx))
587                 kt = efx_ptp_mac_nic_to_ktime_correction(efx, ptp,
588                                 tx_queue->completed_timestamp_major,
589                                 tx_queue->completed_timestamp_minor,
590                                 ptp->ts_corrections.general_tx);
591         else
592                 kt = ptp->nic_to_kernel_time(
593                                 tx_queue->completed_timestamp_major,
594                                 tx_queue->completed_timestamp_minor,
595                                 ptp->ts_corrections.general_tx);
596         return kt;
597 }
598
599 /* Get PTP attributes and set up time conversions */
600 static int efx_ptp_get_attributes(struct efx_nic *efx)
601 {
602         MCDI_DECLARE_BUF(inbuf, MC_CMD_PTP_IN_GET_ATTRIBUTES_LEN);
603         MCDI_DECLARE_BUF(outbuf, MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_LEN);
604         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
605         int rc;
606         u32 fmt;
607         size_t out_len;
608
609         /* Get the PTP attributes. If the NIC doesn't support the operation we
610          * use the default format for compatibility with older NICs i.e.
611          * seconds and nanoseconds.
612          */
613         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_GET_ATTRIBUTES);
614         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
615         rc = efx_mcdi_rpc_quiet(efx, MC_CMD_PTP, inbuf, sizeof(inbuf),
616                                 outbuf, sizeof(outbuf), &out_len);
617         if (rc == 0) {
618                 fmt = MCDI_DWORD(outbuf, PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_TIME_FORMAT);
619         } else if (rc == -EINVAL) {
620                 fmt = MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_SECONDS_NANOSECONDS;
621         } else if (rc == -EPERM) {
622                 netif_info(efx, probe, efx->net_dev, "no PTP support\n");
623                 return rc;
624         } else {
625                 efx_mcdi_display_error(efx, MC_CMD_PTP, sizeof(inbuf),
626                                        outbuf, sizeof(outbuf), rc);
627                 return rc;
628         }
629
630         switch (fmt) {
631         case MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_SECONDS_27FRACTION:
632                 ptp->ns_to_nic_time = efx_ptp_ns_to_s27;
633                 ptp->nic_to_kernel_time = efx_ptp_s27_to_ktime_correction;
634                 ptp->nic_time.minor_max = 1 << 27;
635                 ptp->nic_time.sync_event_minor_shift = 19;
636                 break;
637         case MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_SECONDS_NANOSECONDS:
638                 ptp->ns_to_nic_time = efx_ptp_ns_to_s_ns;
639                 ptp->nic_to_kernel_time = efx_ptp_s_ns_to_ktime_correction;
640                 ptp->nic_time.minor_max = 1000000000;
641                 ptp->nic_time.sync_event_minor_shift = 22;
642                 break;
643         case MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_SECONDS_QTR_NANOSECONDS:
644                 ptp->ns_to_nic_time = efx_ptp_ns_to_s_qns;
645                 ptp->nic_to_kernel_time = efx_ptp_s_qns_to_ktime_correction;
646                 ptp->nic_time.minor_max = 4000000000UL;
647                 ptp->nic_time.sync_event_minor_shift = 24;
648                 break;
649         default:
650                 return -ERANGE;
651         }
652
653         /* Precalculate acceptable difference between the minor time in the
654          * packet prefix and the last MCDI time sync event. We expect the
655          * packet prefix timestamp to be after of sync event by up to one
656          * sync event interval (0.25s) but we allow it to exceed this by a
657          * fuzz factor of (0.1s)
658          */
659         ptp->nic_time.sync_event_diff_min = ptp->nic_time.minor_max
660                 - (ptp->nic_time.minor_max / 10);
661         ptp->nic_time.sync_event_diff_max = (ptp->nic_time.minor_max / 4)
662                 + (ptp->nic_time.minor_max / 10);
663
664         /* MC_CMD_PTP_OP_GET_ATTRIBUTES has been extended twice from an older
665          * operation MC_CMD_PTP_OP_GET_TIME_FORMAT. The function now may return
666          * a value to use for the minimum acceptable corrected synchronization
667          * window and may return further capabilities.
668          * If we have the extra information store it. For older firmware that
669          * does not implement the extended command use the default value.
670          */
671         if (rc == 0 &&
672             out_len >= MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_CAPABILITIES_OFST)
673                 ptp->min_synchronisation_ns =
674                         MCDI_DWORD(outbuf,
675                                    PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_SYNC_WINDOW_MIN);
676         else
677                 ptp->min_synchronisation_ns = DEFAULT_MIN_SYNCHRONISATION_NS;
678
679         if (rc == 0 &&
680             out_len >= MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_LEN)
681                 ptp->capabilities = MCDI_DWORD(outbuf,
682                                         PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_CAPABILITIES);
683         else
684                 ptp->capabilities = 0;
685
686         /* Set up the shift for conversion between frequency
687          * adjustments in parts-per-billion and the fixed-point
688          * fractional ns format that the adapter uses.
689          */
690         if (ptp->capabilities & (1 << MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_FP44_FREQ_ADJ_LBN))
691                 ptp->adjfreq_ppb_shift = PPB_SHIFT_FP44;
692         else
693                 ptp->adjfreq_ppb_shift = PPB_SHIFT_FP40;
694
695         return 0;
696 }
697
698 /* Get PTP timestamp corrections */
699 static int efx_ptp_get_timestamp_corrections(struct efx_nic *efx)
700 {
701         MCDI_DECLARE_BUF(inbuf, MC_CMD_PTP_IN_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_LEN);
702         MCDI_DECLARE_BUF(outbuf, MC_CMD_PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_V2_LEN);
703         int rc;
704         size_t out_len;
705
706         /* Get the timestamp corrections from the NIC. If this operation is
707          * not supported (older NICs) then no correction is required.
708          */
709         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_OP,
710                        MC_CMD_PTP_OP_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS);
711         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
712
713         rc = efx_mcdi_rpc_quiet(efx, MC_CMD_PTP, inbuf, sizeof(inbuf),
714                                 outbuf, sizeof(outbuf), &out_len);
715         if (rc == 0) {
716                 efx->ptp_data->ts_corrections.ptp_tx = MCDI_DWORD(outbuf,
717                         PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_TRANSMIT);
718                 efx->ptp_data->ts_corrections.ptp_rx = MCDI_DWORD(outbuf,
719                         PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_RECEIVE);
720                 efx->ptp_data->ts_corrections.pps_out = MCDI_DWORD(outbuf,
721                         PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_PPS_OUT);
722                 efx->ptp_data->ts_corrections.pps_in = MCDI_DWORD(outbuf,
723                         PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_PPS_IN);
724
725                 if (out_len >= MC_CMD_PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_V2_LEN) {
726                         efx->ptp_data->ts_corrections.general_tx = MCDI_DWORD(
727                                 outbuf,
728                                 PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_V2_GENERAL_TX);
729                         efx->ptp_data->ts_corrections.general_rx = MCDI_DWORD(
730                                 outbuf,
731                                 PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_V2_GENERAL_RX);
732                 } else {
733                         efx->ptp_data->ts_corrections.general_tx =
734                                 efx->ptp_data->ts_corrections.ptp_tx;
735                         efx->ptp_data->ts_corrections.general_rx =
736                                 efx->ptp_data->ts_corrections.ptp_rx;
737                 }
738         } else if (rc == -EINVAL) {
739                 efx->ptp_data->ts_corrections.ptp_tx = 0;
740                 efx->ptp_data->ts_corrections.ptp_rx = 0;
741                 efx->ptp_data->ts_corrections.pps_out = 0;
742                 efx->ptp_data->ts_corrections.pps_in = 0;
743                 efx->ptp_data->ts_corrections.general_tx = 0;
744                 efx->ptp_data->ts_corrections.general_rx = 0;
745         } else {
746                 efx_mcdi_display_error(efx, MC_CMD_PTP, sizeof(inbuf), outbuf,
747                                        sizeof(outbuf), rc);
748                 return rc;
749         }
750
751         return 0;
752 }
753
754 /* Enable MCDI PTP support. */
755 static int efx_ptp_enable(struct efx_nic *efx)
756 {
757         MCDI_DECLARE_BUF(inbuf, MC_CMD_PTP_IN_ENABLE_LEN);
758         MCDI_DECLARE_BUF_ERR(outbuf);
759         int rc;
760
761         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_ENABLE);
762         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
763         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_ENABLE_QUEUE,
764                        efx->ptp_data->channel ?
765                        efx->ptp_data->channel->channel : 0);
766         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_ENABLE_MODE, efx->ptp_data->mode);
767
768         rc = efx_mcdi_rpc_quiet(efx, MC_CMD_PTP, inbuf, sizeof(inbuf),
769                                 outbuf, sizeof(outbuf), NULL);
770         rc = (rc == -EALREADY) ? 0 : rc;
771         if (rc)
772                 efx_mcdi_display_error(efx, MC_CMD_PTP,
773                                        MC_CMD_PTP_IN_ENABLE_LEN,
774                                        outbuf, sizeof(outbuf), rc);
775         return rc;
776 }
777
778 /* Disable MCDI PTP support.
779  *
780  * Note that this function should never rely on the presence of ptp_data -
781  * may be called before that exists.
782  */
783 static int efx_ptp_disable(struct efx_nic *efx)
784 {
785         MCDI_DECLARE_BUF(inbuf, MC_CMD_PTP_IN_DISABLE_LEN);
786         MCDI_DECLARE_BUF_ERR(outbuf);
787         int rc;
788
789         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_DISABLE);
790         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
791         rc = efx_mcdi_rpc_quiet(efx, MC_CMD_PTP, inbuf, sizeof(inbuf),
792                                 outbuf, sizeof(outbuf), NULL);
793         rc = (rc == -EALREADY) ? 0 : rc;
794         /* If we get ENOSYS, the NIC doesn't support PTP, and thus this function
795          * should only have been called during probe.
796          */
797         if (rc == -ENOSYS || rc == -EPERM)
798                 netif_info(efx, probe, efx->net_dev, "no PTP support\n");
799         else if (rc)
800                 efx_mcdi_display_error(efx, MC_CMD_PTP,
801                                        MC_CMD_PTP_IN_DISABLE_LEN,
802                                        outbuf, sizeof(outbuf), rc);
803         return rc;
804 }
805
806 static void efx_ptp_deliver_rx_queue(struct sk_buff_head *q)
807 {
808         struct sk_buff *skb;
809
810         while ((skb = skb_dequeue(q))) {
811                 local_bh_disable();
812                 netif_receive_skb(skb);
813                 local_bh_enable();
814         }
815 }
816
817 static void efx_ptp_handle_no_channel(struct efx_nic *efx)
818 {
819         netif_err(efx, drv, efx->net_dev,
820                   "ERROR: PTP requires MSI-X and 1 additional interrupt"
821                   "vector. PTP disabled\n");
822 }
823
824 /* Repeatedly send the host time to the MC which will capture the hardware
825  * time.
826  */
827 static void efx_ptp_send_times(struct efx_nic *efx,
828                                struct pps_event_time *last_time)
829 {
830         struct pps_event_time now;
831         struct timespec64 limit;
832         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
833         int *mc_running = ptp->start.addr;
834
835         pps_get_ts(&now);
836         limit = now.ts_real;
837         timespec64_add_ns(&limit, SYNCHRONISE_PERIOD_NS);
838
839         /* Write host time for specified period or until MC is done */
840         while ((timespec64_compare(&now.ts_real, &limit) < 0) &&
841                READ_ONCE(*mc_running)) {
842                 struct timespec64 update_time;
843                 unsigned int host_time;
844
845                 /* Don't update continuously to avoid saturating the PCIe bus */
846                 update_time = now.ts_real;
847                 timespec64_add_ns(&update_time, SYNCHRONISATION_GRANULARITY_NS);
848                 do {
849                         pps_get_ts(&now);
850                 } while ((timespec64_compare(&now.ts_real, &update_time) < 0) &&
851                          READ_ONCE(*mc_running));
852
853                 /* Synchronise NIC with single word of time only */
854                 host_time = (now.ts_real.tv_sec << MC_NANOSECOND_BITS |
855                              now.ts_real.tv_nsec);
856                 /* Update host time in NIC memory */
857                 efx->type->ptp_write_host_time(efx, host_time);
858         }
859         *last_time = now;
860 }
861
862 /* Read a timeset from the MC's results and partial process. */
863 static void efx_ptp_read_timeset(MCDI_DECLARE_STRUCT_PTR(data),
864                                  struct efx_ptp_timeset *timeset)
865 {
866         unsigned start_ns, end_ns;
867
868         timeset->host_start = MCDI_DWORD(data, PTP_OUT_SYNCHRONIZE_HOSTSTART);
869         timeset->major = MCDI_DWORD(data, PTP_OUT_SYNCHRONIZE_MAJOR);
870         timeset->minor = MCDI_DWORD(data, PTP_OUT_SYNCHRONIZE_MINOR);
871         timeset->host_end = MCDI_DWORD(data, PTP_OUT_SYNCHRONIZE_HOSTEND),
872         timeset->wait = MCDI_DWORD(data, PTP_OUT_SYNCHRONIZE_WAITNS);
873
874         /* Ignore seconds */
875         start_ns = timeset->host_start & MC_NANOSECOND_MASK;
876         end_ns = timeset->host_end & MC_NANOSECOND_MASK;
877         /* Allow for rollover */
878         if (end_ns < start_ns)
879                 end_ns += NSEC_PER_SEC;
880         /* Determine duration of operation */
881         timeset->window = end_ns - start_ns;
882 }
883
884 /* Process times received from MC.
885  *
886  * Extract times from returned results, and establish the minimum value
887  * seen.  The minimum value represents the "best" possible time and events
888  * too much greater than this are rejected - the machine is, perhaps, too
889  * busy. A number of readings are taken so that, hopefully, at least one good
890  * synchronisation will be seen in the results.
891  */
892 static int
893 efx_ptp_process_times(struct efx_nic *efx, MCDI_DECLARE_STRUCT_PTR(synch_buf),
894                       size_t response_length,
895                       const struct pps_event_time *last_time)
896 {
897         unsigned number_readings =
898                 MCDI_VAR_ARRAY_LEN(response_length,
899                                    PTP_OUT_SYNCHRONIZE_TIMESET);
900         unsigned i;
901         unsigned ngood = 0;
902         unsigned last_good = 0;
903         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
904         u32 last_sec;
905         u32 start_sec;
906         struct timespec64 delta;
907         ktime_t mc_time;
908
909         if (number_readings == 0)
910                 return -EAGAIN;
911
912         /* Read the set of results and find the last good host-MC
913          * synchronization result. The MC times when it finishes reading the
914          * host time so the corrected window time should be fairly constant
915          * for a given platform. Increment stats for any results that appear
916          * to be erroneous.
917          */
918         for (i = 0; i < number_readings; i++) {
919                 s32 window, corrected;
920                 struct timespec64 wait;
921
922                 efx_ptp_read_timeset(
923                         MCDI_ARRAY_STRUCT_PTR(synch_buf,
924                                               PTP_OUT_SYNCHRONIZE_TIMESET, i),
925                         &ptp->timeset[i]);
926
927                 wait = ktime_to_timespec64(
928                         ptp->nic_to_kernel_time(0, ptp->timeset[i].wait, 0));
929                 window = ptp->timeset[i].window;
930                 corrected = window - wait.tv_nsec;
931
932                 /* We expect the uncorrected synchronization window to be at
933                  * least as large as the interval between host start and end
934                  * times. If it is smaller than this then this is mostly likely
935                  * to be a consequence of the host's time being adjusted.
936                  * Check that the corrected sync window is in a reasonable
937                  * range. If it is out of range it is likely to be because an
938                  * interrupt or other delay occurred between reading the system
939                  * time and writing it to MC memory.
940                  */
941                 if (window < SYNCHRONISATION_GRANULARITY_NS) {
942                         ++ptp->invalid_sync_windows;
943                 } else if (corrected >= MAX_SYNCHRONISATION_NS) {
944                         ++ptp->oversize_sync_windows;
945                 } else if (corrected < ptp->min_synchronisation_ns) {
946                         ++ptp->undersize_sync_windows;
947                 } else {
948                         ngood++;
949                         last_good = i;
950                 }
951         }
952
953         if (ngood == 0) {
954                 netif_warn(efx, drv, efx->net_dev,
955                            "PTP no suitable synchronisations\n");
956                 return -EAGAIN;
957         }
958
959         /* Calculate delay from last good sync (host time) to last_time.
960          * It is possible that the seconds rolled over between taking
961          * the start reading and the last value written by the host.  The
962          * timescales are such that a gap of more than one second is never
963          * expected.  delta is *not* normalised.
964          */
965         start_sec = ptp->timeset[last_good].host_start >> MC_NANOSECOND_BITS;
966         last_sec = last_time->ts_real.tv_sec & MC_SECOND_MASK;
967         if (start_sec != last_sec &&
968             ((start_sec + 1) & MC_SECOND_MASK) != last_sec) {
969                 netif_warn(efx, hw, efx->net_dev,
970                            "PTP bad synchronisation seconds\n");
971                 return -EAGAIN;
972         }
973         delta.tv_sec = (last_sec - start_sec) & 1;
974         delta.tv_nsec =
975                 last_time->ts_real.tv_nsec -
976                 (ptp->timeset[last_good].host_start & MC_NANOSECOND_MASK);
977
978         /* Convert the NIC time at last good sync into kernel time.
979          * No correction is required - this time is the output of a
980          * firmware process.
981          */
982         mc_time = ptp->nic_to_kernel_time(ptp->timeset[last_good].major,
983                                           ptp->timeset[last_good].minor, 0);
984
985         /* Calculate delay from NIC top of second to last_time */
986         delta.tv_nsec += ktime_to_timespec64(mc_time).tv_nsec;
987
988         /* Set PPS timestamp to match NIC top of second */
989         ptp->host_time_pps = *last_time;
990         pps_sub_ts(&ptp->host_time_pps, delta);
991
992         return 0;
993 }
994
995 /* Synchronize times between the host and the MC */
996 static int efx_ptp_synchronize(struct efx_nic *efx, unsigned int num_readings)
997 {
998         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
999         MCDI_DECLARE_BUF(synch_buf, MC_CMD_PTP_OUT_SYNCHRONIZE_LENMAX);
1000         size_t response_length;
1001         int rc;
1002         unsigned long timeout;
1003         struct pps_event_time last_time = {};
1004         unsigned int loops = 0;
1005         int *start = ptp->start.addr;
1006
1007         MCDI_SET_DWORD(synch_buf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_SYNCHRONIZE);
1008         MCDI_SET_DWORD(synch_buf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
1009         MCDI_SET_DWORD(synch_buf, PTP_IN_SYNCHRONIZE_NUMTIMESETS,
1010                        num_readings);
1011         MCDI_SET_QWORD(synch_buf, PTP_IN_SYNCHRONIZE_START_ADDR,
1012                        ptp->start.dma_addr);
1013
1014         /* Clear flag that signals MC ready */
1015         WRITE_ONCE(*start, 0);
1016         rc = efx_mcdi_rpc_start(efx, MC_CMD_PTP, synch_buf,
1017                                 MC_CMD_PTP_IN_SYNCHRONIZE_LEN);
1018         EFX_WARN_ON_ONCE_PARANOID(rc);
1019
1020         /* Wait for start from MCDI (or timeout) */
1021         timeout = jiffies + msecs_to_jiffies(MAX_SYNCHRONISE_WAIT_MS);
1022         while (!READ_ONCE(*start) && (time_before(jiffies, timeout))) {
1023                 udelay(20);     /* Usually start MCDI execution quickly */
1024                 loops++;
1025         }
1026
1027         if (loops <= 1)
1028                 ++ptp->fast_syncs;
1029         if (!time_before(jiffies, timeout))
1030                 ++ptp->sync_timeouts;
1031
1032         if (READ_ONCE(*start))
1033                 efx_ptp_send_times(efx, &last_time);
1034
1035         /* Collect results */
1036         rc = efx_mcdi_rpc_finish(efx, MC_CMD_PTP,
1037                                  MC_CMD_PTP_IN_SYNCHRONIZE_LEN,
1038                                  synch_buf, sizeof(synch_buf),
1039                                  &response_length);
1040         if (rc == 0) {
1041                 rc = efx_ptp_process_times(efx, synch_buf, response_length,
1042                                            &last_time);
1043                 if (rc == 0)
1044                         ++ptp->good_syncs;
1045                 else
1046                         ++ptp->no_time_syncs;
1047         }
1048
1049         /* Increment the bad syncs counter if the synchronize fails, whatever
1050          * the reason.
1051          */
1052         if (rc != 0)
1053                 ++ptp->bad_syncs;
1054
1055         return rc;
1056 }
1057
1058 /* Transmit a PTP packet via the dedicated hardware timestamped queue. */
1059 static void efx_ptp_xmit_skb_queue(struct efx_nic *efx, struct sk_buff *skb)
1060 {
1061         struct efx_ptp_data *ptp_data = efx->ptp_data;
1062         struct efx_tx_queue *tx_queue;
1063         u8 type = skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL ? EFX_TXQ_TYPE_OFFLOAD : 0;
1064
1065         tx_queue = &ptp_data->channel->tx_queue[type];
1066         if (tx_queue && tx_queue->timestamping) {
1067                 efx_enqueue_skb(tx_queue, skb);
1068         } else {
1069                 WARN_ONCE(1, "PTP channel has no timestamped tx queue\n");
1070                 dev_kfree_skb_any(skb);
1071         }
1072 }
1073
1074 /* Transmit a PTP packet, via the MCDI interface, to the wire. */
1075 static void efx_ptp_xmit_skb_mc(struct efx_nic *efx, struct sk_buff *skb)
1076 {
1077         struct efx_ptp_data *ptp_data = efx->ptp_data;
1078         struct skb_shared_hwtstamps timestamps;
1079         int rc = -EIO;
1080         MCDI_DECLARE_BUF(txtime, MC_CMD_PTP_OUT_TRANSMIT_LEN);
1081         size_t len;
1082
1083         MCDI_SET_DWORD(ptp_data->txbuf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_TRANSMIT);
1084         MCDI_SET_DWORD(ptp_data->txbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
1085         MCDI_SET_DWORD(ptp_data->txbuf, PTP_IN_TRANSMIT_LENGTH, skb->len);
1086         if (skb_shinfo(skb)->nr_frags != 0) {
1087                 rc = skb_linearize(skb);
1088                 if (rc != 0)
1089                         goto fail;
1090         }
1091
1092         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL) {
1093                 rc = skb_checksum_help(skb);
1094                 if (rc != 0)
1095                         goto fail;
1096         }
1097         skb_copy_from_linear_data(skb,
1098                                   MCDI_PTR(ptp_data->txbuf,
1099                                            PTP_IN_TRANSMIT_PACKET),
1100                                   skb->len);
1101         rc = efx_mcdi_rpc(efx, MC_CMD_PTP,
1102                           ptp_data->txbuf, MC_CMD_PTP_IN_TRANSMIT_LEN(skb->len),
1103                           txtime, sizeof(txtime), &len);
1104         if (rc != 0)
1105                 goto fail;
1106
1107         memset(&timestamps, 0, sizeof(timestamps));
1108         timestamps.hwtstamp = ptp_data->nic_to_kernel_time(
1109                 MCDI_DWORD(txtime, PTP_OUT_TRANSMIT_MAJOR),
1110                 MCDI_DWORD(txtime, PTP_OUT_TRANSMIT_MINOR),
1111                 ptp_data->ts_corrections.ptp_tx);
1112
1113         skb_tstamp_tx(skb, &timestamps);
1114
1115         rc = 0;
1116
1117 fail:
1118         dev_kfree_skb_any(skb);
1119
1120         return;
1121 }
1122
1123 static void efx_ptp_drop_time_expired_events(struct efx_nic *efx)
1124 {
1125         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1126         struct list_head *cursor;
1127         struct list_head *next;
1128
1129         if (ptp->rx_ts_inline)
1130                 return;
1131
1132         /* Drop time-expired events */
1133         spin_lock_bh(&ptp->evt_lock);
1134         if (!list_empty(&ptp->evt_list)) {
1135                 list_for_each_safe(cursor, next, &ptp->evt_list) {
1136                         struct efx_ptp_event_rx *evt;
1137
1138                         evt = list_entry(cursor, struct efx_ptp_event_rx,
1139                                          link);
1140                         if (time_after(jiffies, evt->expiry)) {
1141                                 list_move(&evt->link, &ptp->evt_free_list);
1142                                 netif_warn(efx, hw, efx->net_dev,
1143                                            "PTP rx event dropped\n");
1144                         }
1145                 }
1146         }
1147         spin_unlock_bh(&ptp->evt_lock);
1148 }
1149
1150 static enum ptp_packet_state efx_ptp_match_rx(struct efx_nic *efx,
1151                                               struct sk_buff *skb)
1152 {
1153         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1154         bool evts_waiting;
1155         struct list_head *cursor;
1156         struct list_head *next;
1157         struct efx_ptp_match *match;
1158         enum ptp_packet_state rc = PTP_PACKET_STATE_UNMATCHED;
1159
1160         WARN_ON_ONCE(ptp->rx_ts_inline);
1161
1162         spin_lock_bh(&ptp->evt_lock);
1163         evts_waiting = !list_empty(&ptp->evt_list);
1164         spin_unlock_bh(&ptp->evt_lock);
1165
1166         if (!evts_waiting)
1167                 return PTP_PACKET_STATE_UNMATCHED;
1168
1169         match = (struct efx_ptp_match *)skb->cb;
1170         /* Look for a matching timestamp in the event queue */
1171         spin_lock_bh(&ptp->evt_lock);
1172         list_for_each_safe(cursor, next, &ptp->evt_list) {
1173                 struct efx_ptp_event_rx *evt;
1174
1175                 evt = list_entry(cursor, struct efx_ptp_event_rx, link);
1176                 if ((evt->seq0 == match->words[0]) &&
1177                     (evt->seq1 == match->words[1])) {
1178                         struct skb_shared_hwtstamps *timestamps;
1179
1180                         /* Match - add in hardware timestamp */
1181                         timestamps = skb_hwtstamps(skb);
1182                         timestamps->hwtstamp = evt->hwtimestamp;
1183
1184                         match->state = PTP_PACKET_STATE_MATCHED;
1185                         rc = PTP_PACKET_STATE_MATCHED;
1186                         list_move(&evt->link, &ptp->evt_free_list);
1187                         break;
1188                 }
1189         }
1190         spin_unlock_bh(&ptp->evt_lock);
1191
1192         return rc;
1193 }
1194
1195 /* Process any queued receive events and corresponding packets
1196  *
1197  * q is returned with all the packets that are ready for delivery.
1198  */
1199 static void efx_ptp_process_events(struct efx_nic *efx, struct sk_buff_head *q)
1200 {
1201         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1202         struct sk_buff *skb;
1203
1204         while ((skb = skb_dequeue(&ptp->rxq))) {
1205                 struct efx_ptp_match *match;
1206
1207                 match = (struct efx_ptp_match *)skb->cb;
1208                 if (match->state == PTP_PACKET_STATE_MATCH_UNWANTED) {
1209                         __skb_queue_tail(q, skb);
1210                 } else if (efx_ptp_match_rx(efx, skb) ==
1211                            PTP_PACKET_STATE_MATCHED) {
1212                         __skb_queue_tail(q, skb);
1213                 } else if (time_after(jiffies, match->expiry)) {
1214                         match->state = PTP_PACKET_STATE_TIMED_OUT;
1215                         ++ptp->rx_no_timestamp;
1216                         __skb_queue_tail(q, skb);
1217                 } else {
1218                         /* Replace unprocessed entry and stop */
1219                         skb_queue_head(&ptp->rxq, skb);
1220                         break;
1221                 }
1222         }
1223 }
1224
1225 /* Complete processing of a received packet */
1226 static inline void efx_ptp_process_rx(struct efx_nic *efx, struct sk_buff *skb)
1227 {
1228         local_bh_disable();
1229         netif_receive_skb(skb);
1230         local_bh_enable();
1231 }
1232
1233 static void efx_ptp_remove_multicast_filters(struct efx_nic *efx)
1234 {
1235         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1236
1237         if (ptp->rxfilter_installed) {
1238                 efx_filter_remove_id_safe(efx, EFX_FILTER_PRI_REQUIRED,
1239                                           ptp->rxfilter_general);
1240                 efx_filter_remove_id_safe(efx, EFX_FILTER_PRI_REQUIRED,
1241                                           ptp->rxfilter_event);
1242                 ptp->rxfilter_installed = false;
1243         }
1244 }
1245
1246 static int efx_ptp_insert_multicast_filters(struct efx_nic *efx)
1247 {
1248         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1249         struct efx_filter_spec rxfilter;
1250         int rc;
1251
1252         if (!ptp->channel || ptp->rxfilter_installed)
1253                 return 0;
1254
1255         /* Must filter on both event and general ports to ensure
1256          * that there is no packet re-ordering.
1257          */
1258         efx_filter_init_rx(&rxfilter, EFX_FILTER_PRI_REQUIRED, 0,
1259                            efx_rx_queue_index(
1260                                    efx_channel_get_rx_queue(ptp->channel)));
1261         rc = efx_filter_set_ipv4_local(&rxfilter, IPPROTO_UDP,
1262                                        htonl(PTP_ADDRESS),
1263                                        htons(PTP_EVENT_PORT));
1264         if (rc != 0)
1265                 return rc;
1266
1267         rc = efx_filter_insert_filter(efx, &rxfilter, true);
1268         if (rc < 0)
1269                 return rc;
1270         ptp->rxfilter_event = rc;
1271
1272         efx_filter_init_rx(&rxfilter, EFX_FILTER_PRI_REQUIRED, 0,
1273                            efx_rx_queue_index(
1274                                    efx_channel_get_rx_queue(ptp->channel)));
1275         rc = efx_filter_set_ipv4_local(&rxfilter, IPPROTO_UDP,
1276                                        htonl(PTP_ADDRESS),
1277                                        htons(PTP_GENERAL_PORT));
1278         if (rc != 0)
1279                 goto fail;
1280
1281         rc = efx_filter_insert_filter(efx, &rxfilter, true);
1282         if (rc < 0)
1283                 goto fail;
1284         ptp->rxfilter_general = rc;
1285
1286         ptp->rxfilter_installed = true;
1287         return 0;
1288
1289 fail:
1290         efx_filter_remove_id_safe(efx, EFX_FILTER_PRI_REQUIRED,
1291                                   ptp->rxfilter_event);
1292         return rc;
1293 }
1294
1295 static int efx_ptp_start(struct efx_nic *efx)
1296 {
1297         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1298         int rc;
1299
1300         ptp->reset_required = false;
1301
1302         rc = efx_ptp_insert_multicast_filters(efx);
1303         if (rc)
1304                 return rc;
1305
1306         rc = efx_ptp_enable(efx);
1307         if (rc != 0)
1308                 goto fail;
1309
1310         ptp->evt_frag_idx = 0;
1311         ptp->current_adjfreq = 0;
1312
1313         return 0;
1314
1315 fail:
1316         efx_ptp_remove_multicast_filters(efx);
1317         return rc;
1318 }
1319
1320 static int efx_ptp_stop(struct efx_nic *efx)
1321 {
1322         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1323         struct list_head *cursor;
1324         struct list_head *next;
1325         int rc;
1326
1327         if (ptp == NULL)
1328                 return 0;
1329
1330         rc = efx_ptp_disable(efx);
1331
1332         efx_ptp_remove_multicast_filters(efx);
1333
1334         /* Make sure RX packets are really delivered */
1335         efx_ptp_deliver_rx_queue(&efx->ptp_data->rxq);
1336         skb_queue_purge(&efx->ptp_data->txq);
1337
1338         /* Drop any pending receive events */
1339         spin_lock_bh(&efx->ptp_data->evt_lock);
1340         list_for_each_safe(cursor, next, &efx->ptp_data->evt_list) {
1341                 list_move(cursor, &efx->ptp_data->evt_free_list);
1342         }
1343         spin_unlock_bh(&efx->ptp_data->evt_lock);
1344
1345         return rc;
1346 }
1347
1348 static int efx_ptp_restart(struct efx_nic *efx)
1349 {
1350         if (efx->ptp_data && efx->ptp_data->enabled)
1351                 return efx_ptp_start(efx);
1352         return 0;
1353 }
1354
1355 static void efx_ptp_pps_worker(struct work_struct *work)
1356 {
1357         struct efx_ptp_data *ptp =
1358                 container_of(work, struct efx_ptp_data, pps_work);
1359         struct efx_nic *efx = ptp->efx;
1360         struct ptp_clock_event ptp_evt;
1361
1362         if (efx_ptp_synchronize(efx, PTP_SYNC_ATTEMPTS))
1363                 return;
1364
1365         ptp_evt.type = PTP_CLOCK_PPSUSR;
1366         ptp_evt.pps_times = ptp->host_time_pps;
1367         ptp_clock_event(ptp->phc_clock, &ptp_evt);
1368 }
1369
1370 static void efx_ptp_worker(struct work_struct *work)
1371 {
1372         struct efx_ptp_data *ptp_data =
1373                 container_of(work, struct efx_ptp_data, work);
1374         struct efx_nic *efx = ptp_data->efx;
1375         struct sk_buff *skb;
1376         struct sk_buff_head tempq;
1377
1378         if (ptp_data->reset_required) {
1379                 efx_ptp_stop(efx);
1380                 efx_ptp_start(efx);
1381                 return;
1382         }
1383
1384         efx_ptp_drop_time_expired_events(efx);
1385
1386         __skb_queue_head_init(&tempq);
1387         efx_ptp_process_events(efx, &tempq);
1388
1389         while ((skb = skb_dequeue(&ptp_data->txq)))
1390                 ptp_data->xmit_skb(efx, skb);
1391
1392         while ((skb = __skb_dequeue(&tempq)))
1393                 efx_ptp_process_rx(efx, skb);
1394 }
1395
1396 static const struct ptp_clock_info efx_phc_clock_info = {
1397         .owner          = THIS_MODULE,
1398         .name           = "sfc",
1399         .max_adj        = MAX_PPB,
1400         .n_alarm        = 0,
1401         .n_ext_ts       = 0,
1402         .n_per_out      = 0,
1403         .n_pins         = 0,
1404         .pps            = 1,
1405         .adjfreq        = efx_phc_adjfreq,
1406         .adjtime        = efx_phc_adjtime,
1407         .gettime64      = efx_phc_gettime,
1408         .settime64      = efx_phc_settime,
1409         .enable         = efx_phc_enable,
1410 };
1411
1412 /* Initialise PTP state. */
1413 int efx_ptp_probe(struct efx_nic *efx, struct efx_channel *channel)
1414 {
1415         struct efx_ptp_data *ptp;
1416         int rc = 0;
1417         unsigned int pos;
1418
1419         ptp = kzalloc(sizeof(struct efx_ptp_data), GFP_KERNEL);
1420         efx->ptp_data = ptp;
1421         if (!efx->ptp_data)
1422                 return -ENOMEM;
1423
1424         ptp->efx = efx;
1425         ptp->channel = channel;
1426         ptp->rx_ts_inline = efx_nic_rev(efx) >= EFX_REV_HUNT_A0;
1427
1428         rc = efx_nic_alloc_buffer(efx, &ptp->start, sizeof(int), GFP_KERNEL);
1429         if (rc != 0)
1430                 goto fail1;
1431
1432         skb_queue_head_init(&ptp->rxq);
1433         skb_queue_head_init(&ptp->txq);
1434         ptp->workwq = create_singlethread_workqueue("sfc_ptp");
1435         if (!ptp->workwq) {
1436                 rc = -ENOMEM;
1437                 goto fail2;
1438         }
1439
1440         if (efx_ptp_use_mac_tx_timestamps(efx)) {
1441                 ptp->xmit_skb = efx_ptp_xmit_skb_queue;
1442                 /* Request sync events on this channel. */
1443                 channel->sync_events_state = SYNC_EVENTS_QUIESCENT;
1444         } else {
1445                 ptp->xmit_skb = efx_ptp_xmit_skb_mc;
1446         }
1447
1448         INIT_WORK(&ptp->work, efx_ptp_worker);
1449         ptp->config.flags = 0;
1450         ptp->config.tx_type = HWTSTAMP_TX_OFF;
1451         ptp->config.rx_filter = HWTSTAMP_FILTER_NONE;
1452         INIT_LIST_HEAD(&ptp->evt_list);
1453         INIT_LIST_HEAD(&ptp->evt_free_list);
1454         spin_lock_init(&ptp->evt_lock);
1455         for (pos = 0; pos < MAX_RECEIVE_EVENTS; pos++)
1456                 list_add(&ptp->rx_evts[pos].link, &ptp->evt_free_list);
1457
1458         /* Get the NIC PTP attributes and set up time conversions */
1459         rc = efx_ptp_get_attributes(efx);
1460         if (rc < 0)
1461                 goto fail3;
1462
1463         /* Get the timestamp corrections */
1464         rc = efx_ptp_get_timestamp_corrections(efx);
1465         if (rc < 0)
1466                 goto fail3;
1467
1468         if (efx->mcdi->fn_flags &
1469             (1 << MC_CMD_DRV_ATTACH_EXT_OUT_FLAG_PRIMARY)) {
1470                 ptp->phc_clock_info = efx_phc_clock_info;
1471                 ptp->phc_clock = ptp_clock_register(&ptp->phc_clock_info,
1472                                                     &efx->pci_dev->dev);
1473                 if (IS_ERR(ptp->phc_clock)) {
1474                         rc = PTR_ERR(ptp->phc_clock);
1475                         goto fail3;
1476                 } else if (ptp->phc_clock) {
1477                         INIT_WORK(&ptp->pps_work, efx_ptp_pps_worker);
1478                         ptp->pps_workwq = create_singlethread_workqueue("sfc_pps");
1479                         if (!ptp->pps_workwq) {
1480                                 rc = -ENOMEM;
1481                                 goto fail4;
1482                         }
1483                 }
1484         }
1485         ptp->nic_ts_enabled = false;
1486
1487         return 0;
1488 fail4:
1489         ptp_clock_unregister(efx->ptp_data->phc_clock);
1490
1491 fail3:
1492         destroy_workqueue(efx->ptp_data->workwq);
1493
1494 fail2:
1495         efx_nic_free_buffer(efx, &ptp->start);
1496
1497 fail1:
1498         kfree(efx->ptp_data);
1499         efx->ptp_data = NULL;
1500
1501         return rc;
1502 }
1503
1504 /* Initialise PTP channel.
1505  *
1506  * Setting core_index to zero causes the queue to be initialised and doesn't
1507  * overlap with 'rxq0' because ptp.c doesn't use skb_record_rx_queue.
1508  */
1509 static int efx_ptp_probe_channel(struct efx_channel *channel)
1510 {
1511         struct efx_nic *efx = channel->efx;
1512         int rc;
1513
1514         channel->irq_moderation_us = 0;
1515         channel->rx_queue.core_index = 0;
1516
1517         rc = efx_ptp_probe(efx, channel);
1518         /* Failure to probe PTP is not fatal; this channel will just not be
1519          * used for anything.
1520          * In the case of EPERM, efx_ptp_probe will print its own message (in
1521          * efx_ptp_get_attributes()), so we don't need to.
1522          */
1523         if (rc && rc != -EPERM)
1524                 netif_warn(efx, drv, efx->net_dev,
1525                            "Failed to probe PTP, rc=%d\n", rc);
1526         return 0;
1527 }
1528
1529 void efx_ptp_remove(struct efx_nic *efx)
1530 {
1531         if (!efx->ptp_data)
1532                 return;
1533
1534         (void)efx_ptp_disable(efx);
1535
1536         cancel_work_sync(&efx->ptp_data->work);
1537         cancel_work_sync(&efx->ptp_data->pps_work);
1538
1539         skb_queue_purge(&efx->ptp_data->rxq);
1540         skb_queue_purge(&efx->ptp_data->txq);
1541
1542         if (efx->ptp_data->phc_clock) {
1543                 destroy_workqueue(efx->ptp_data->pps_workwq);
1544                 ptp_clock_unregister(efx->ptp_data->phc_clock);
1545         }
1546
1547         destroy_workqueue(efx->ptp_data->workwq);
1548
1549         efx_nic_free_buffer(efx, &efx->ptp_data->start);
1550         kfree(efx->ptp_data);
1551         efx->ptp_data = NULL;
1552 }
1553
1554 static void efx_ptp_remove_channel(struct efx_channel *channel)
1555 {
1556         efx_ptp_remove(channel->efx);
1557 }
1558
1559 static void efx_ptp_get_channel_name(struct efx_channel *channel,
1560                                      char *buf, size_t len)
1561 {
1562         snprintf(buf, len, "%s-ptp", channel->efx->name);
1563 }
1564
1565 /* Determine whether this packet should be processed by the PTP module
1566  * or transmitted conventionally.
1567  */
1568 bool efx_ptp_is_ptp_tx(struct efx_nic *efx, struct sk_buff *skb)
1569 {
1570         return efx->ptp_data &&
1571                 efx->ptp_data->enabled &&
1572                 skb->len >= PTP_MIN_LENGTH &&
1573                 skb->len <= MC_CMD_PTP_IN_TRANSMIT_PACKET_MAXNUM &&
1574                 likely(skb->protocol == htons(ETH_P_IP)) &&
1575                 skb_transport_header_was_set(skb) &&
1576                 skb_network_header_len(skb) >= sizeof(struct iphdr) &&
1577                 ip_hdr(skb)->protocol == IPPROTO_UDP &&
1578                 skb_headlen(skb) >=
1579                 skb_transport_offset(skb) + sizeof(struct udphdr) &&
1580                 udp_hdr(skb)->dest == htons(PTP_EVENT_PORT);
1581 }
1582
1583 /* Receive a PTP packet.  Packets are queued until the arrival of
1584  * the receive timestamp from the MC - this will probably occur after the
1585  * packet arrival because of the processing in the MC.
1586  */
1587 static bool efx_ptp_rx(struct efx_channel *channel, struct sk_buff *skb)
1588 {
1589         struct efx_nic *efx = channel->efx;
1590         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1591         struct efx_ptp_match *match = (struct efx_ptp_match *)skb->cb;
1592         u8 *match_data_012, *match_data_345;
1593         unsigned int version;
1594         u8 *data;
1595
1596         match->expiry = jiffies + msecs_to_jiffies(PKT_EVENT_LIFETIME_MS);
1597
1598         /* Correct version? */
1599         if (ptp->mode == MC_CMD_PTP_MODE_V1) {
1600                 if (!pskb_may_pull(skb, PTP_V1_MIN_LENGTH)) {
1601                         return false;
1602                 }
1603                 data = skb->data;
1604                 version = ntohs(*(__be16 *)&data[PTP_V1_VERSION_OFFSET]);
1605                 if (version != PTP_VERSION_V1) {
1606                         return false;
1607                 }
1608
1609                 /* PTP V1 uses all six bytes of the UUID to match the packet
1610                  * to the timestamp
1611                  */
1612                 match_data_012 = data + PTP_V1_UUID_OFFSET;
1613                 match_data_345 = data + PTP_V1_UUID_OFFSET + 3;
1614         } else {
1615                 if (!pskb_may_pull(skb, PTP_V2_MIN_LENGTH)) {
1616                         return false;
1617                 }
1618                 data = skb->data;
1619                 version = data[PTP_V2_VERSION_OFFSET];
1620                 if ((version & PTP_VERSION_V2_MASK) != PTP_VERSION_V2) {
1621                         return false;
1622                 }
1623
1624                 /* The original V2 implementation uses bytes 2-7 of
1625                  * the UUID to match the packet to the timestamp. This
1626                  * discards two of the bytes of the MAC address used
1627                  * to create the UUID (SF bug 33070).  The PTP V2
1628                  * enhanced mode fixes this issue and uses bytes 0-2
1629                  * and byte 5-7 of the UUID.
1630                  */
1631                 match_data_345 = data + PTP_V2_UUID_OFFSET + 5;
1632                 if (ptp->mode == MC_CMD_PTP_MODE_V2) {
1633                         match_data_012 = data + PTP_V2_UUID_OFFSET + 2;
1634                 } else {
1635                         match_data_012 = data + PTP_V2_UUID_OFFSET + 0;
1636                         BUG_ON(ptp->mode != MC_CMD_PTP_MODE_V2_ENHANCED);
1637                 }
1638         }
1639
1640         /* Does this packet require timestamping? */
1641         if (ntohs(*(__be16 *)&data[PTP_DPORT_OFFSET]) == PTP_EVENT_PORT) {
1642                 match->state = PTP_PACKET_STATE_UNMATCHED;
1643
1644                 /* We expect the sequence number to be in the same position in
1645                  * the packet for PTP V1 and V2
1646                  */
1647                 BUILD_BUG_ON(PTP_V1_SEQUENCE_OFFSET != PTP_V2_SEQUENCE_OFFSET);
1648                 BUILD_BUG_ON(PTP_V1_SEQUENCE_LENGTH != PTP_V2_SEQUENCE_LENGTH);
1649
1650                 /* Extract UUID/Sequence information */
1651                 match->words[0] = (match_data_012[0]         |
1652                                    (match_data_012[1] << 8)  |
1653                                    (match_data_012[2] << 16) |
1654                                    (match_data_345[0] << 24));
1655                 match->words[1] = (match_data_345[1]         |
1656                                    (match_data_345[2] << 8)  |
1657                                    (data[PTP_V1_SEQUENCE_OFFSET +
1658                                          PTP_V1_SEQUENCE_LENGTH - 1] <<
1659                                     16));
1660         } else {
1661                 match->state = PTP_PACKET_STATE_MATCH_UNWANTED;
1662         }
1663
1664         skb_queue_tail(&ptp->rxq, skb);
1665         queue_work(ptp->workwq, &ptp->work);
1666
1667         return true;
1668 }
1669
1670 /* Transmit a PTP packet.  This has to be transmitted by the MC
1671  * itself, through an MCDI call.  MCDI calls aren't permitted
1672  * in the transmit path so defer the actual transmission to a suitable worker.
1673  */
1674 int efx_ptp_tx(struct efx_nic *efx, struct sk_buff *skb)
1675 {
1676         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1677
1678         skb_queue_tail(&ptp->txq, skb);
1679
1680         if ((udp_hdr(skb)->dest == htons(PTP_EVENT_PORT)) &&
1681             (skb->len <= MC_CMD_PTP_IN_TRANSMIT_PACKET_MAXNUM))
1682                 efx_xmit_hwtstamp_pending(skb);
1683         queue_work(ptp->workwq, &ptp->work);
1684
1685         return NETDEV_TX_OK;
1686 }
1687
1688 int efx_ptp_get_mode(struct efx_nic *efx)
1689 {
1690         return efx->ptp_data->mode;
1691 }
1692
1693 int efx_ptp_change_mode(struct efx_nic *efx, bool enable_wanted,
1694                         unsigned int new_mode)
1695 {
1696         if ((enable_wanted != efx->ptp_data->enabled) ||
1697             (enable_wanted && (efx->ptp_data->mode != new_mode))) {
1698                 int rc = 0;
1699
1700                 if (enable_wanted) {
1701                         /* Change of mode requires disable */
1702                         if (efx->ptp_data->enabled &&
1703                             (efx->ptp_data->mode != new_mode)) {
1704                                 efx->ptp_data->enabled = false;
1705                                 rc = efx_ptp_stop(efx);
1706                                 if (rc != 0)
1707                                         return rc;
1708                         }
1709
1710                         /* Set new operating mode and establish
1711                          * baseline synchronisation, which must
1712                          * succeed.
1713                          */
1714                         efx->ptp_data->mode = new_mode;
1715                         if (netif_running(efx->net_dev))
1716                                 rc = efx_ptp_start(efx);
1717                         if (rc == 0) {
1718                                 rc = efx_ptp_synchronize(efx,
1719                                                          PTP_SYNC_ATTEMPTS * 2);
1720                                 if (rc != 0)
1721                                         efx_ptp_stop(efx);
1722                         }
1723                 } else {
1724                         rc = efx_ptp_stop(efx);
1725                 }
1726
1727                 if (rc != 0)
1728                         return rc;
1729
1730                 efx->ptp_data->enabled = enable_wanted;
1731         }
1732
1733         return 0;
1734 }
1735
1736 static int efx_ptp_ts_init(struct efx_nic *efx, struct hwtstamp_config *init)
1737 {
1738         int rc;
1739
1740         if (init->flags)
1741                 return -EINVAL;
1742
1743         if ((init->tx_type != HWTSTAMP_TX_OFF) &&
1744             (init->tx_type != HWTSTAMP_TX_ON))
1745                 return -ERANGE;
1746
1747         rc = efx->type->ptp_set_ts_config(efx, init);
1748         if (rc)
1749                 return rc;
1750
1751         efx->ptp_data->config = *init;
1752         return 0;
1753 }
1754
1755 void efx_ptp_get_ts_info(struct efx_nic *efx, struct ethtool_ts_info *ts_info)
1756 {
1757         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1758         struct efx_nic *primary = efx->primary;
1759
1760         ASSERT_RTNL();
1761
1762         if (!ptp)
1763                 return;
1764
1765         ts_info->so_timestamping |= (SOF_TIMESTAMPING_TX_HARDWARE |
1766                                      SOF_TIMESTAMPING_RX_HARDWARE |
1767                                      SOF_TIMESTAMPING_RAW_HARDWARE);
1768         /* Check licensed features.  If we don't have the license for TX
1769          * timestamps, the NIC will not support them.
1770          */
1771         if (efx_ptp_use_mac_tx_timestamps(efx)) {
1772                 struct efx_ef10_nic_data *nic_data = efx->nic_data;
1773
1774                 if (!(nic_data->licensed_features &
1775                       (1 << LICENSED_V3_FEATURES_TX_TIMESTAMPS_LBN)))
1776                         ts_info->so_timestamping &=
1777                                 ~SOF_TIMESTAMPING_TX_HARDWARE;
1778         }
1779         if (primary && primary->ptp_data && primary->ptp_data->phc_clock)
1780                 ts_info->phc_index =
1781                         ptp_clock_index(primary->ptp_data->phc_clock);
1782         ts_info->tx_types = 1 << HWTSTAMP_TX_OFF | 1 << HWTSTAMP_TX_ON;
1783         ts_info->rx_filters = ptp->efx->type->hwtstamp_filters;
1784 }
1785
1786 int efx_ptp_set_ts_config(struct efx_nic *efx, struct ifreq *ifr)
1787 {
1788         struct hwtstamp_config config;
1789         int rc;
1790
1791         /* Not a PTP enabled port */
1792         if (!efx->ptp_data)
1793                 return -EOPNOTSUPP;
1794
1795         if (copy_from_user(&config, ifr->ifr_data, sizeof(config)))
1796                 return -EFAULT;
1797
1798         rc = efx_ptp_ts_init(efx, &config);
1799         if (rc != 0)
1800                 return rc;
1801
1802         return copy_to_user(ifr->ifr_data, &config, sizeof(config))
1803                 ? -EFAULT : 0;
1804 }
1805
1806 int efx_ptp_get_ts_config(struct efx_nic *efx, struct ifreq *ifr)
1807 {
1808         if (!efx->ptp_data)
1809                 return -EOPNOTSUPP;
1810
1811         return copy_to_user(ifr->ifr_data, &efx->ptp_data->config,
1812                             sizeof(efx->ptp_data->config)) ? -EFAULT : 0;
1813 }
1814
1815 static void ptp_event_failure(struct efx_nic *efx, int expected_frag_len)
1816 {
1817         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1818
1819         netif_err(efx, hw, efx->net_dev,
1820                 "PTP unexpected event length: got %d expected %d\n",
1821                 ptp->evt_frag_idx, expected_frag_len);
1822         ptp->reset_required = true;
1823         queue_work(ptp->workwq, &ptp->work);
1824 }
1825
1826 /* Process a completed receive event.  Put it on the event queue and
1827  * start worker thread.  This is required because event and their
1828  * correspoding packets may come in either order.
1829  */
1830 static void ptp_event_rx(struct efx_nic *efx, struct efx_ptp_data *ptp)
1831 {
1832         struct efx_ptp_event_rx *evt = NULL;
1833
1834         if (WARN_ON_ONCE(ptp->rx_ts_inline))
1835                 return;
1836
1837         if (ptp->evt_frag_idx != 3) {
1838                 ptp_event_failure(efx, 3);
1839                 return;
1840         }
1841
1842         spin_lock_bh(&ptp->evt_lock);
1843         if (!list_empty(&ptp->evt_free_list)) {
1844                 evt = list_first_entry(&ptp->evt_free_list,
1845                                        struct efx_ptp_event_rx, link);
1846                 list_del(&evt->link);
1847
1848                 evt->seq0 = EFX_QWORD_FIELD(ptp->evt_frags[2], MCDI_EVENT_DATA);
1849                 evt->seq1 = (EFX_QWORD_FIELD(ptp->evt_frags[2],
1850                                              MCDI_EVENT_SRC)        |
1851                              (EFX_QWORD_FIELD(ptp->evt_frags[1],
1852                                               MCDI_EVENT_SRC) << 8) |
1853                              (EFX_QWORD_FIELD(ptp->evt_frags[0],
1854                                               MCDI_EVENT_SRC) << 16));
1855                 evt->hwtimestamp = efx->ptp_data->nic_to_kernel_time(
1856                         EFX_QWORD_FIELD(ptp->evt_frags[0], MCDI_EVENT_DATA),
1857                         EFX_QWORD_FIELD(ptp->evt_frags[1], MCDI_EVENT_DATA),
1858                         ptp->ts_corrections.ptp_rx);
1859                 evt->expiry = jiffies + msecs_to_jiffies(PKT_EVENT_LIFETIME_MS);
1860                 list_add_tail(&evt->link, &ptp->evt_list);
1861
1862                 queue_work(ptp->workwq, &ptp->work);
1863         } else if (net_ratelimit()) {
1864                 /* Log a rate-limited warning message. */
1865                 netif_err(efx, rx_err, efx->net_dev, "PTP event queue overflow\n");
1866         }
1867         spin_unlock_bh(&ptp->evt_lock);
1868 }
1869
1870 static void ptp_event_fault(struct efx_nic *efx, struct efx_ptp_data *ptp)
1871 {
1872         int code = EFX_QWORD_FIELD(ptp->evt_frags[0], MCDI_EVENT_DATA);
1873         if (ptp->evt_frag_idx != 1) {
1874                 ptp_event_failure(efx, 1);
1875                 return;
1876         }
1877
1878         netif_err(efx, hw, efx->net_dev, "PTP error %d\n", code);
1879 }
1880
1881 static void ptp_event_pps(struct efx_nic *efx, struct efx_ptp_data *ptp)
1882 {
1883         if (ptp->nic_ts_enabled)
1884                 queue_work(ptp->pps_workwq, &ptp->pps_work);
1885 }
1886
1887 void efx_ptp_event(struct efx_nic *efx, efx_qword_t *ev)
1888 {
1889         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1890         int code = EFX_QWORD_FIELD(*ev, MCDI_EVENT_CODE);
1891
1892         if (!ptp) {
1893                 if (!efx->ptp_warned) {
1894                         netif_warn(efx, drv, efx->net_dev,
1895                                    "Received PTP event but PTP not set up\n");
1896                         efx->ptp_warned = true;
1897                 }
1898                 return;
1899         }
1900
1901         if (!ptp->enabled)
1902                 return;
1903
1904         if (ptp->evt_frag_idx == 0) {
1905                 ptp->evt_code = code;
1906         } else if (ptp->evt_code != code) {
1907                 netif_err(efx, hw, efx->net_dev,
1908                           "PTP out of sequence event %d\n", code);
1909                 ptp->evt_frag_idx = 0;
1910         }
1911
1912         ptp->evt_frags[ptp->evt_frag_idx++] = *ev;
1913         if (!MCDI_EVENT_FIELD(*ev, CONT)) {
1914                 /* Process resulting event */
1915                 switch (code) {
1916                 case MCDI_EVENT_CODE_PTP_RX:
1917                         ptp_event_rx(efx, ptp);
1918                         break;
1919                 case MCDI_EVENT_CODE_PTP_FAULT:
1920                         ptp_event_fault(efx, ptp);
1921                         break;
1922                 case MCDI_EVENT_CODE_PTP_PPS:
1923                         ptp_event_pps(efx, ptp);
1924                         break;
1925                 default:
1926                         netif_err(efx, hw, efx->net_dev,
1927                                   "PTP unknown event %d\n", code);
1928                         break;
1929                 }
1930                 ptp->evt_frag_idx = 0;
1931         } else if (MAX_EVENT_FRAGS == ptp->evt_frag_idx) {
1932                 netif_err(efx, hw, efx->net_dev,
1933                           "PTP too many event fragments\n");
1934                 ptp->evt_frag_idx = 0;
1935         }
1936 }
1937
1938 void efx_time_sync_event(struct efx_channel *channel, efx_qword_t *ev)
1939 {
1940         struct efx_nic *efx = channel->efx;
1941         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1942
1943         /* When extracting the sync timestamp minor value, we should discard
1944          * the least significant two bits. These are not required in order
1945          * to reconstruct full-range timestamps and they are optionally used
1946          * to report status depending on the options supplied when subscribing
1947          * for sync events.
1948          */
1949         channel->sync_timestamp_major = MCDI_EVENT_FIELD(*ev, PTP_TIME_MAJOR);
1950         channel->sync_timestamp_minor =
1951                 (MCDI_EVENT_FIELD(*ev, PTP_TIME_MINOR_MS_8BITS) & 0xFC)
1952                         << ptp->nic_time.sync_event_minor_shift;
1953
1954         /* if sync events have been disabled then we want to silently ignore
1955          * this event, so throw away result.
1956          */
1957         (void) cmpxchg(&channel->sync_events_state, SYNC_EVENTS_REQUESTED,
1958                        SYNC_EVENTS_VALID);
1959 }
1960
1961 static inline u32 efx_rx_buf_timestamp_minor(struct efx_nic *efx, const u8 *eh)
1962 {
1963 #if defined(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS)
1964         return __le32_to_cpup((const __le32 *)(eh + efx->rx_packet_ts_offset));
1965 #else
1966         const u8 *data = eh + efx->rx_packet_ts_offset;
1967         return (u32)data[0]       |
1968                (u32)data[1] << 8  |
1969                (u32)data[2] << 16 |
1970                (u32)data[3] << 24;
1971 #endif
1972 }
1973
1974 void __efx_rx_skb_attach_timestamp(struct efx_channel *channel,
1975                                    struct sk_buff *skb)
1976 {
1977         struct efx_nic *efx = channel->efx;
1978         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1979         u32 pkt_timestamp_major, pkt_timestamp_minor;
1980         u32 diff, carry;
1981         struct skb_shared_hwtstamps *timestamps;
1982
1983         if (channel->sync_events_state != SYNC_EVENTS_VALID)
1984                 return;
1985
1986         pkt_timestamp_minor = efx_rx_buf_timestamp_minor(efx, skb_mac_header(skb));
1987
1988         /* get the difference between the packet and sync timestamps,
1989          * modulo one second
1990          */
1991         diff = pkt_timestamp_minor - channel->sync_timestamp_minor;
1992         if (pkt_timestamp_minor < channel->sync_timestamp_minor)
1993                 diff += ptp->nic_time.minor_max;
1994
1995         /* do we roll over a second boundary and need to carry the one? */
1996         carry = (channel->sync_timestamp_minor >= ptp->nic_time.minor_max - diff) ?
1997                 1 : 0;
1998
1999         if (diff <= ptp->nic_time.sync_event_diff_max) {
2000                 /* packet is ahead of the sync event by a quarter of a second or
2001                  * less (allowing for fuzz)
2002                  */
2003                 pkt_timestamp_major = channel->sync_timestamp_major + carry;
2004         } else if (diff >= ptp->nic_time.sync_event_diff_min) {
2005                 /* packet is behind the sync event but within the fuzz factor.
2006                  * This means the RX packet and sync event crossed as they were
2007                  * placed on the event queue, which can sometimes happen.
2008                  */
2009                 pkt_timestamp_major = channel->sync_timestamp_major - 1 + carry;
2010         } else {
2011                 /* it's outside tolerance in both directions. this might be
2012                  * indicative of us missing sync events for some reason, so
2013                  * we'll call it an error rather than risk giving a bogus
2014                  * timestamp.
2015                  */
2016                 netif_vdbg(efx, drv, efx->net_dev,
2017                           "packet timestamp %x too far from sync event %x:%x\n",
2018                           pkt_timestamp_minor, channel->sync_timestamp_major,
2019                           channel->sync_timestamp_minor);
2020                 return;
2021         }
2022
2023         /* attach the timestamps to the skb */
2024         timestamps = skb_hwtstamps(skb);
2025         timestamps->hwtstamp =
2026                 ptp->nic_to_kernel_time(pkt_timestamp_major,
2027                                         pkt_timestamp_minor,
2028                                         ptp->ts_corrections.general_rx);
2029 }
2030
2031 static int efx_phc_adjfreq(struct ptp_clock_info *ptp, s32 delta)
2032 {
2033         struct efx_ptp_data *ptp_data = container_of(ptp,
2034                                                      struct efx_ptp_data,
2035                                                      phc_clock_info);
2036         struct efx_nic *efx = ptp_data->efx;
2037         MCDI_DECLARE_BUF(inadj, MC_CMD_PTP_IN_ADJUST_LEN);
2038         s64 adjustment_ns;
2039         int rc;
2040
2041         if (delta > MAX_PPB)
2042                 delta = MAX_PPB;
2043         else if (delta < -MAX_PPB)
2044                 delta = -MAX_PPB;
2045
2046         /* Convert ppb to fixed point ns taking care to round correctly. */
2047         adjustment_ns = ((s64)delta * PPB_SCALE_WORD +
2048                          (1 << (ptp_data->adjfreq_ppb_shift - 1))) >>
2049                         ptp_data->adjfreq_ppb_shift;
2050
2051         MCDI_SET_DWORD(inadj, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_ADJUST);
2052         MCDI_SET_DWORD(inadj, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
2053         MCDI_SET_QWORD(inadj, PTP_IN_ADJUST_FREQ, adjustment_ns);
2054         MCDI_SET_DWORD(inadj, PTP_IN_ADJUST_SECONDS, 0);
2055         MCDI_SET_DWORD(inadj, PTP_IN_ADJUST_NANOSECONDS, 0);
2056         rc = efx_mcdi_rpc(efx, MC_CMD_PTP, inadj, sizeof(inadj),
2057                           NULL, 0, NULL);
2058         if (rc != 0)
2059                 return rc;
2060
2061         ptp_data->current_adjfreq = adjustment_ns;
2062         return 0;
2063 }
2064
2065 static int efx_phc_adjtime(struct ptp_clock_info *ptp, s64 delta)
2066 {
2067         u32 nic_major, nic_minor;
2068         struct efx_ptp_data *ptp_data = container_of(ptp,
2069                                                      struct efx_ptp_data,
2070                                                      phc_clock_info);
2071         struct efx_nic *efx = ptp_data->efx;
2072         MCDI_DECLARE_BUF(inbuf, MC_CMD_PTP_IN_ADJUST_LEN);
2073
2074         efx->ptp_data->ns_to_nic_time(delta, &nic_major, &nic_minor);
2075
2076         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_ADJUST);
2077         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
2078         MCDI_SET_QWORD(inbuf, PTP_IN_ADJUST_FREQ, ptp_data->current_adjfreq);
2079         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_ADJUST_MAJOR, nic_major);
2080         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_ADJUST_MINOR, nic_minor);
2081         return efx_mcdi_rpc(efx, MC_CMD_PTP, inbuf, sizeof(inbuf),
2082                             NULL, 0, NULL);
2083 }
2084
2085 static int efx_phc_gettime(struct ptp_clock_info *ptp, struct timespec64 *ts)
2086 {
2087         struct efx_ptp_data *ptp_data = container_of(ptp,
2088                                                      struct efx_ptp_data,
2089                                                      phc_clock_info);
2090         struct efx_nic *efx = ptp_data->efx;
2091         MCDI_DECLARE_BUF(inbuf, MC_CMD_PTP_IN_READ_NIC_TIME_LEN);
2092         MCDI_DECLARE_BUF(outbuf, MC_CMD_PTP_OUT_READ_NIC_TIME_LEN);
2093         int rc;
2094         ktime_t kt;
2095
2096         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_READ_NIC_TIME);
2097         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
2098
2099         rc = efx_mcdi_rpc(efx, MC_CMD_PTP, inbuf, sizeof(inbuf),
2100                           outbuf, sizeof(outbuf), NULL);
2101         if (rc != 0)
2102                 return rc;
2103
2104         kt = ptp_data->nic_to_kernel_time(
2105                 MCDI_DWORD(outbuf, PTP_OUT_READ_NIC_TIME_MAJOR),
2106                 MCDI_DWORD(outbuf, PTP_OUT_READ_NIC_TIME_MINOR), 0);
2107         *ts = ktime_to_timespec64(kt);
2108         return 0;
2109 }
2110
2111 static int efx_phc_settime(struct ptp_clock_info *ptp,
2112                            const struct timespec64 *e_ts)
2113 {
2114         /* Get the current NIC time, efx_phc_gettime.
2115          * Subtract from the desired time to get the offset
2116          * call efx_phc_adjtime with the offset
2117          */
2118         int rc;
2119         struct timespec64 time_now;
2120         struct timespec64 delta;
2121
2122         rc = efx_phc_gettime(ptp, &time_now);
2123         if (rc != 0)
2124                 return rc;
2125
2126         delta = timespec64_sub(*e_ts, time_now);
2127
2128         rc = efx_phc_adjtime(ptp, timespec64_to_ns(&delta));
2129         if (rc != 0)
2130                 return rc;
2131
2132         return 0;
2133 }
2134
2135 static int efx_phc_enable(struct ptp_clock_info *ptp,
2136                           struct ptp_clock_request *request,
2137                           int enable)
2138 {
2139         struct efx_ptp_data *ptp_data = container_of(ptp,
2140                                                      struct efx_ptp_data,
2141                                                      phc_clock_info);
2142         if (request->type != PTP_CLK_REQ_PPS)
2143                 return -EOPNOTSUPP;
2144
2145         ptp_data->nic_ts_enabled = !!enable;
2146         return 0;
2147 }
2148
2149 static const struct efx_channel_type efx_ptp_channel_type = {
2150         .handle_no_channel      = efx_ptp_handle_no_channel,
2151         .pre_probe              = efx_ptp_probe_channel,
2152         .post_remove            = efx_ptp_remove_channel,
2153         .get_name               = efx_ptp_get_channel_name,
2154         /* no copy operation; there is no need to reallocate this channel */
2155         .receive_skb            = efx_ptp_rx,
2156         .want_txqs              = efx_ptp_want_txqs,
2157         .keep_eventq            = false,
2158 };
2159
2160 void efx_ptp_defer_probe_with_channel(struct efx_nic *efx)
2161 {
2162         /* Check whether PTP is implemented on this NIC.  The DISABLE
2163          * operation will succeed if and only if it is implemented.
2164          */
2165         if (efx_ptp_disable(efx) == 0)
2166                 efx->extra_channel_type[EFX_EXTRA_CHANNEL_PTP] =
2167                         &efx_ptp_channel_type;
2168 }
2169
2170 void efx_ptp_start_datapath(struct efx_nic *efx)
2171 {
2172         if (efx_ptp_restart(efx))
2173                 netif_err(efx, drv, efx->net_dev, "Failed to restart PTP.\n");
2174         /* re-enable timestamping if it was previously enabled */
2175         if (efx->type->ptp_set_ts_sync_events)
2176                 efx->type->ptp_set_ts_sync_events(efx, true, true);
2177 }
2178
2179 void efx_ptp_stop_datapath(struct efx_nic *efx)
2180 {
2181         /* temporarily disable timestamping */
2182         if (efx->type->ptp_set_ts_sync_events)
2183                 efx->type->ptp_set_ts_sync_events(efx, false, true);
2184         efx_ptp_stop(efx);
2185 }