Merge tag 'for-5.9-rc6-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kdave...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / drivers / net / ethernet / sfc / ptp.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /****************************************************************************
3  * Driver for Solarflare network controllers and boards
4  * Copyright 2011-2013 Solarflare Communications Inc.
5  */
6
7 /* Theory of operation:
8  *
9  * PTP support is assisted by firmware running on the MC, which provides
10  * the hardware timestamping capabilities.  Both transmitted and received
11  * PTP event packets are queued onto internal queues for subsequent processing;
12  * this is because the MC operations are relatively long and would block
13  * block NAPI/interrupt operation.
14  *
15  * Receive event processing:
16  *      The event contains the packet's UUID and sequence number, together
17  *      with the hardware timestamp.  The PTP receive packet queue is searched
18  *      for this UUID/sequence number and, if found, put on a pending queue.
19  *      Packets not matching are delivered without timestamps (MCDI events will
20  *      always arrive after the actual packet).
21  *      It is important for the operation of the PTP protocol that the ordering
22  *      of packets between the event and general port is maintained.
23  *
24  * Work queue processing:
25  *      If work waiting, synchronise host/hardware time
26  *
27  *      Transmit: send packet through MC, which returns the transmission time
28  *      that is converted to an appropriate timestamp.
29  *
30  *      Receive: the packet's reception time is converted to an appropriate
31  *      timestamp.
32  */
33 #include <linux/ip.h>
34 #include <linux/udp.h>
35 #include <linux/time.h>
36 #include <linux/ktime.h>
37 #include <linux/module.h>
38 #include <linux/pps_kernel.h>
39 #include <linux/ptp_clock_kernel.h>
40 #include "net_driver.h"
41 #include "efx.h"
42 #include "mcdi.h"
43 #include "mcdi_pcol.h"
44 #include "io.h"
45 #include "farch_regs.h"
46 #include "nic.h" /* indirectly includes ptp.h */
47
48 /* Maximum number of events expected to make up a PTP event */
49 #define MAX_EVENT_FRAGS                 3
50
51 /* Maximum delay, ms, to begin synchronisation */
52 #define MAX_SYNCHRONISE_WAIT_MS         2
53
54 /* How long, at most, to spend synchronising */
55 #define SYNCHRONISE_PERIOD_NS           250000
56
57 /* How often to update the shared memory time */
58 #define SYNCHRONISATION_GRANULARITY_NS  200
59
60 /* Minimum permitted length of a (corrected) synchronisation time */
61 #define DEFAULT_MIN_SYNCHRONISATION_NS  120
62
63 /* Maximum permitted length of a (corrected) synchronisation time */
64 #define MAX_SYNCHRONISATION_NS          1000
65
66 /* How many (MC) receive events that can be queued */
67 #define MAX_RECEIVE_EVENTS              8
68
69 /* Length of (modified) moving average. */
70 #define AVERAGE_LENGTH                  16
71
72 /* How long an unmatched event or packet can be held */
73 #define PKT_EVENT_LIFETIME_MS           10
74
75 /* Offsets into PTP packet for identification.  These offsets are from the
76  * start of the IP header, not the MAC header.  Note that neither PTP V1 nor
77  * PTP V2 permit the use of IPV4 options.
78  */
79 #define PTP_DPORT_OFFSET        22
80
81 #define PTP_V1_VERSION_LENGTH   2
82 #define PTP_V1_VERSION_OFFSET   28
83
84 #define PTP_V1_UUID_LENGTH      6
85 #define PTP_V1_UUID_OFFSET      50
86
87 #define PTP_V1_SEQUENCE_LENGTH  2
88 #define PTP_V1_SEQUENCE_OFFSET  58
89
90 /* The minimum length of a PTP V1 packet for offsets, etc. to be valid:
91  * includes IP header.
92  */
93 #define PTP_V1_MIN_LENGTH       64
94
95 #define PTP_V2_VERSION_LENGTH   1
96 #define PTP_V2_VERSION_OFFSET   29
97
98 #define PTP_V2_UUID_LENGTH      8
99 #define PTP_V2_UUID_OFFSET      48
100
101 /* Although PTP V2 UUIDs are comprised a ClockIdentity (8) and PortNumber (2),
102  * the MC only captures the last six bytes of the clock identity. These values
103  * reflect those, not the ones used in the standard.  The standard permits
104  * mapping of V1 UUIDs to V2 UUIDs with these same values.
105  */
106 #define PTP_V2_MC_UUID_LENGTH   6
107 #define PTP_V2_MC_UUID_OFFSET   50
108
109 #define PTP_V2_SEQUENCE_LENGTH  2
110 #define PTP_V2_SEQUENCE_OFFSET  58
111
112 /* The minimum length of a PTP V2 packet for offsets, etc. to be valid:
113  * includes IP header.
114  */
115 #define PTP_V2_MIN_LENGTH       63
116
117 #define PTP_MIN_LENGTH          63
118
119 #define PTP_ADDRESS             0xe0000181      /* 224.0.1.129 */
120 #define PTP_EVENT_PORT          319
121 #define PTP_GENERAL_PORT        320
122
123 /* Annoyingly the format of the version numbers are different between
124  * versions 1 and 2 so it isn't possible to simply look for 1 or 2.
125  */
126 #define PTP_VERSION_V1          1
127
128 #define PTP_VERSION_V2          2
129 #define PTP_VERSION_V2_MASK     0x0f
130
131 enum ptp_packet_state {
132         PTP_PACKET_STATE_UNMATCHED = 0,
133         PTP_PACKET_STATE_MATCHED,
134         PTP_PACKET_STATE_TIMED_OUT,
135         PTP_PACKET_STATE_MATCH_UNWANTED
136 };
137
138 /* NIC synchronised with single word of time only comprising
139  * partial seconds and full nanoseconds: 10^9 ~ 2^30 so 2 bits for seconds.
140  */
141 #define MC_NANOSECOND_BITS      30
142 #define MC_NANOSECOND_MASK      ((1 << MC_NANOSECOND_BITS) - 1)
143 #define MC_SECOND_MASK          ((1 << (32 - MC_NANOSECOND_BITS)) - 1)
144
145 /* Maximum parts-per-billion adjustment that is acceptable */
146 #define MAX_PPB                 1000000
147
148 /* Precalculate scale word to avoid long long division at runtime */
149 /* This is equivalent to 2^66 / 10^9. */
150 #define PPB_SCALE_WORD  ((1LL << (57)) / 1953125LL)
151
152 /* How much to shift down after scaling to convert to FP40 */
153 #define PPB_SHIFT_FP40          26
154 /* ... and FP44. */
155 #define PPB_SHIFT_FP44          22
156
157 #define PTP_SYNC_ATTEMPTS       4
158
159 /**
160  * struct efx_ptp_match - Matching structure, stored in sk_buff's cb area.
161  * @words: UUID and (partial) sequence number
162  * @expiry: Time after which the packet should be delivered irrespective of
163  *            event arrival.
164  * @state: The state of the packet - whether it is ready for processing or
165  *         whether that is of no interest.
166  */
167 struct efx_ptp_match {
168         u32 words[DIV_ROUND_UP(PTP_V1_UUID_LENGTH, 4)];
169         unsigned long expiry;
170         enum ptp_packet_state state;
171 };
172
173 /**
174  * struct efx_ptp_event_rx - A PTP receive event (from MC)
175  * @seq0: First part of (PTP) UUID
176  * @seq1: Second part of (PTP) UUID and sequence number
177  * @hwtimestamp: Event timestamp
178  */
179 struct efx_ptp_event_rx {
180         struct list_head link;
181         u32 seq0;
182         u32 seq1;
183         ktime_t hwtimestamp;
184         unsigned long expiry;
185 };
186
187 /**
188  * struct efx_ptp_timeset - Synchronisation between host and MC
189  * @host_start: Host time immediately before hardware timestamp taken
190  * @major: Hardware timestamp, major
191  * @minor: Hardware timestamp, minor
192  * @host_end: Host time immediately after hardware timestamp taken
193  * @wait: Number of NIC clock ticks between hardware timestamp being read and
194  *          host end time being seen
195  * @window: Difference of host_end and host_start
196  * @valid: Whether this timeset is valid
197  */
198 struct efx_ptp_timeset {
199         u32 host_start;
200         u32 major;
201         u32 minor;
202         u32 host_end;
203         u32 wait;
204         u32 window;     /* Derived: end - start, allowing for wrap */
205 };
206
207 /**
208  * struct efx_ptp_data - Precision Time Protocol (PTP) state
209  * @efx: The NIC context
210  * @channel: The PTP channel (Siena only)
211  * @rx_ts_inline: Flag for whether RX timestamps are inline (else they are
212  *      separate events)
213  * @rxq: Receive SKB queue (awaiting timestamps)
214  * @txq: Transmit SKB queue
215  * @evt_list: List of MC receive events awaiting packets
216  * @evt_free_list: List of free events
217  * @evt_lock: Lock for manipulating evt_list and evt_free_list
218  * @rx_evts: Instantiated events (on evt_list and evt_free_list)
219  * @workwq: Work queue for processing pending PTP operations
220  * @work: Work task
221  * @reset_required: A serious error has occurred and the PTP task needs to be
222  *                  reset (disable, enable).
223  * @rxfilter_event: Receive filter when operating
224  * @rxfilter_general: Receive filter when operating
225  * @config: Current timestamp configuration
226  * @enabled: PTP operation enabled
227  * @mode: Mode in which PTP operating (PTP version)
228  * @ns_to_nic_time: Function to convert from scalar nanoseconds to NIC time
229  * @nic_to_kernel_time: Function to convert from NIC to kernel time
230  * @nic_time.minor_max: Wrap point for NIC minor times
231  * @nic_time.sync_event_diff_min: Minimum acceptable difference between time
232  * in packet prefix and last MCDI time sync event i.e. how much earlier than
233  * the last sync event time a packet timestamp can be.
234  * @nic_time.sync_event_diff_max: Maximum acceptable difference between time
235  * in packet prefix and last MCDI time sync event i.e. how much later than
236  * the last sync event time a packet timestamp can be.
237  * @nic_time.sync_event_minor_shift: Shift required to make minor time from
238  * field in MCDI time sync event.
239  * @min_synchronisation_ns: Minimum acceptable corrected sync window
240  * @capabilities: Capabilities flags from the NIC
241  * @ts_corrections.ptp_tx: Required driver correction of PTP packet transmit
242  *                         timestamps
243  * @ts_corrections.ptp_rx: Required driver correction of PTP packet receive
244  *                         timestamps
245  * @ts_corrections.pps_out: PPS output error (information only)
246  * @ts_corrections.pps_in: Required driver correction of PPS input timestamps
247  * @ts_corrections.general_tx: Required driver correction of general packet
248  *                             transmit timestamps
249  * @ts_corrections.general_rx: Required driver correction of general packet
250  *                             receive timestamps
251  * @evt_frags: Partly assembled PTP events
252  * @evt_frag_idx: Current fragment number
253  * @evt_code: Last event code
254  * @start: Address at which MC indicates ready for synchronisation
255  * @host_time_pps: Host time at last PPS
256  * @adjfreq_ppb_shift: Shift required to convert scaled parts-per-billion
257  * frequency adjustment into a fixed point fractional nanosecond format.
258  * @current_adjfreq: Current ppb adjustment.
259  * @phc_clock: Pointer to registered phc device (if primary function)
260  * @phc_clock_info: Registration structure for phc device
261  * @pps_work: pps work task for handling pps events
262  * @pps_workwq: pps work queue
263  * @nic_ts_enabled: Flag indicating if NIC generated TS events are handled
264  * @txbuf: Buffer for use when transmitting (PTP) packets to MC (avoids
265  *         allocations in main data path).
266  * @good_syncs: Number of successful synchronisations.
267  * @fast_syncs: Number of synchronisations requiring short delay
268  * @bad_syncs: Number of failed synchronisations.
269  * @sync_timeouts: Number of synchronisation timeouts
270  * @no_time_syncs: Number of synchronisations with no good times.
271  * @invalid_sync_windows: Number of sync windows with bad durations.
272  * @undersize_sync_windows: Number of corrected sync windows that are too small
273  * @oversize_sync_windows: Number of corrected sync windows that are too large
274  * @rx_no_timestamp: Number of packets received without a timestamp.
275  * @timeset: Last set of synchronisation statistics.
276  * @xmit_skb: Transmit SKB function.
277  */
278 struct efx_ptp_data {
279         struct efx_nic *efx;
280         struct efx_channel *channel;
281         bool rx_ts_inline;
282         struct sk_buff_head rxq;
283         struct sk_buff_head txq;
284         struct list_head evt_list;
285         struct list_head evt_free_list;
286         spinlock_t evt_lock;
287         struct efx_ptp_event_rx rx_evts[MAX_RECEIVE_EVENTS];
288         struct workqueue_struct *workwq;
289         struct work_struct work;
290         bool reset_required;
291         u32 rxfilter_event;
292         u32 rxfilter_general;
293         bool rxfilter_installed;
294         struct hwtstamp_config config;
295         bool enabled;
296         unsigned int mode;
297         void (*ns_to_nic_time)(s64 ns, u32 *nic_major, u32 *nic_minor);
298         ktime_t (*nic_to_kernel_time)(u32 nic_major, u32 nic_minor,
299                                       s32 correction);
300         struct {
301                 u32 minor_max;
302                 u32 sync_event_diff_min;
303                 u32 sync_event_diff_max;
304                 unsigned int sync_event_minor_shift;
305         } nic_time;
306         unsigned int min_synchronisation_ns;
307         unsigned int capabilities;
308         struct {
309                 s32 ptp_tx;
310                 s32 ptp_rx;
311                 s32 pps_out;
312                 s32 pps_in;
313                 s32 general_tx;
314                 s32 general_rx;
315         } ts_corrections;
316         efx_qword_t evt_frags[MAX_EVENT_FRAGS];
317         int evt_frag_idx;
318         int evt_code;
319         struct efx_buffer start;
320         struct pps_event_time host_time_pps;
321         unsigned int adjfreq_ppb_shift;
322         s64 current_adjfreq;
323         struct ptp_clock *phc_clock;
324         struct ptp_clock_info phc_clock_info;
325         struct work_struct pps_work;
326         struct workqueue_struct *pps_workwq;
327         bool nic_ts_enabled;
328         _MCDI_DECLARE_BUF(txbuf, MC_CMD_PTP_IN_TRANSMIT_LENMAX);
329
330         unsigned int good_syncs;
331         unsigned int fast_syncs;
332         unsigned int bad_syncs;
333         unsigned int sync_timeouts;
334         unsigned int no_time_syncs;
335         unsigned int invalid_sync_windows;
336         unsigned int undersize_sync_windows;
337         unsigned int oversize_sync_windows;
338         unsigned int rx_no_timestamp;
339         struct efx_ptp_timeset
340         timeset[MC_CMD_PTP_OUT_SYNCHRONIZE_TIMESET_MAXNUM];
341         void (*xmit_skb)(struct efx_nic *efx, struct sk_buff *skb);
342 };
343
344 static int efx_phc_adjfreq(struct ptp_clock_info *ptp, s32 delta);
345 static int efx_phc_adjtime(struct ptp_clock_info *ptp, s64 delta);
346 static int efx_phc_gettime(struct ptp_clock_info *ptp, struct timespec64 *ts);
347 static int efx_phc_settime(struct ptp_clock_info *ptp,
348                            const struct timespec64 *e_ts);
349 static int efx_phc_enable(struct ptp_clock_info *ptp,
350                           struct ptp_clock_request *request, int on);
351
352 bool efx_ptp_use_mac_tx_timestamps(struct efx_nic *efx)
353 {
354         return efx_has_cap(efx, TX_MAC_TIMESTAMPING);
355 }
356
357 /* PTP 'extra' channel is still a traffic channel, but we only create TX queues
358  * if PTP uses MAC TX timestamps, not if PTP uses the MC directly to transmit.
359  */
360 static bool efx_ptp_want_txqs(struct efx_channel *channel)
361 {
362         return efx_ptp_use_mac_tx_timestamps(channel->efx);
363 }
364
365 #define PTP_SW_STAT(ext_name, field_name)                               \
366         { #ext_name, 0, offsetof(struct efx_ptp_data, field_name) }
367 #define PTP_MC_STAT(ext_name, mcdi_name)                                \
368         { #ext_name, 32, MC_CMD_PTP_OUT_STATUS_STATS_ ## mcdi_name ## _OFST }
369 static const struct efx_hw_stat_desc efx_ptp_stat_desc[] = {
370         PTP_SW_STAT(ptp_good_syncs, good_syncs),
371         PTP_SW_STAT(ptp_fast_syncs, fast_syncs),
372         PTP_SW_STAT(ptp_bad_syncs, bad_syncs),
373         PTP_SW_STAT(ptp_sync_timeouts, sync_timeouts),
374         PTP_SW_STAT(ptp_no_time_syncs, no_time_syncs),
375         PTP_SW_STAT(ptp_invalid_sync_windows, invalid_sync_windows),
376         PTP_SW_STAT(ptp_undersize_sync_windows, undersize_sync_windows),
377         PTP_SW_STAT(ptp_oversize_sync_windows, oversize_sync_windows),
378         PTP_SW_STAT(ptp_rx_no_timestamp, rx_no_timestamp),
379         PTP_MC_STAT(ptp_tx_timestamp_packets, TX),
380         PTP_MC_STAT(ptp_rx_timestamp_packets, RX),
381         PTP_MC_STAT(ptp_timestamp_packets, TS),
382         PTP_MC_STAT(ptp_filter_matches, FM),
383         PTP_MC_STAT(ptp_non_filter_matches, NFM),
384 };
385 #define PTP_STAT_COUNT ARRAY_SIZE(efx_ptp_stat_desc)
386 static const unsigned long efx_ptp_stat_mask[] = {
387         [0 ... BITS_TO_LONGS(PTP_STAT_COUNT) - 1] = ~0UL,
388 };
389
390 size_t efx_ptp_describe_stats(struct efx_nic *efx, u8 *strings)
391 {
392         if (!efx->ptp_data)
393                 return 0;
394
395         return efx_nic_describe_stats(efx_ptp_stat_desc, PTP_STAT_COUNT,
396                                       efx_ptp_stat_mask, strings);
397 }
398
399 size_t efx_ptp_update_stats(struct efx_nic *efx, u64 *stats)
400 {
401         MCDI_DECLARE_BUF(inbuf, MC_CMD_PTP_IN_STATUS_LEN);
402         MCDI_DECLARE_BUF(outbuf, MC_CMD_PTP_OUT_STATUS_LEN);
403         size_t i;
404         int rc;
405
406         if (!efx->ptp_data)
407                 return 0;
408
409         /* Copy software statistics */
410         for (i = 0; i < PTP_STAT_COUNT; i++) {
411                 if (efx_ptp_stat_desc[i].dma_width)
412                         continue;
413                 stats[i] = *(unsigned int *)((char *)efx->ptp_data +
414                                              efx_ptp_stat_desc[i].offset);
415         }
416
417         /* Fetch MC statistics.  We *must* fill in all statistics or
418          * risk leaking kernel memory to userland, so if the MCDI
419          * request fails we pretend we got zeroes.
420          */
421         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_STATUS);
422         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
423         rc = efx_mcdi_rpc(efx, MC_CMD_PTP, inbuf, sizeof(inbuf),
424                           outbuf, sizeof(outbuf), NULL);
425         if (rc)
426                 memset(outbuf, 0, sizeof(outbuf));
427         efx_nic_update_stats(efx_ptp_stat_desc, PTP_STAT_COUNT,
428                              efx_ptp_stat_mask,
429                              stats, _MCDI_PTR(outbuf, 0), false);
430
431         return PTP_STAT_COUNT;
432 }
433
434 /* For Siena platforms NIC time is s and ns */
435 static void efx_ptp_ns_to_s_ns(s64 ns, u32 *nic_major, u32 *nic_minor)
436 {
437         struct timespec64 ts = ns_to_timespec64(ns);
438         *nic_major = (u32)ts.tv_sec;
439         *nic_minor = ts.tv_nsec;
440 }
441
442 static ktime_t efx_ptp_s_ns_to_ktime_correction(u32 nic_major, u32 nic_minor,
443                                                 s32 correction)
444 {
445         ktime_t kt = ktime_set(nic_major, nic_minor);
446         if (correction >= 0)
447                 kt = ktime_add_ns(kt, (u64)correction);
448         else
449                 kt = ktime_sub_ns(kt, (u64)-correction);
450         return kt;
451 }
452
453 /* To convert from s27 format to ns we multiply then divide by a power of 2.
454  * For the conversion from ns to s27, the operation is also converted to a
455  * multiply and shift.
456  */
457 #define S27_TO_NS_SHIFT (27)
458 #define NS_TO_S27_MULT  (((1ULL << 63) + NSEC_PER_SEC / 2) / NSEC_PER_SEC)
459 #define NS_TO_S27_SHIFT (63 - S27_TO_NS_SHIFT)
460 #define S27_MINOR_MAX   (1 << S27_TO_NS_SHIFT)
461
462 /* For Huntington platforms NIC time is in seconds and fractions of a second
463  * where the minor register only uses 27 bits in units of 2^-27s.
464  */
465 static void efx_ptp_ns_to_s27(s64 ns, u32 *nic_major, u32 *nic_minor)
466 {
467         struct timespec64 ts = ns_to_timespec64(ns);
468         u32 maj = (u32)ts.tv_sec;
469         u32 min = (u32)(((u64)ts.tv_nsec * NS_TO_S27_MULT +
470                          (1ULL << (NS_TO_S27_SHIFT - 1))) >> NS_TO_S27_SHIFT);
471
472         /* The conversion can result in the minor value exceeding the maximum.
473          * In this case, round up to the next second.
474          */
475         if (min >= S27_MINOR_MAX) {
476                 min -= S27_MINOR_MAX;
477                 maj++;
478         }
479
480         *nic_major = maj;
481         *nic_minor = min;
482 }
483
484 static inline ktime_t efx_ptp_s27_to_ktime(u32 nic_major, u32 nic_minor)
485 {
486         u32 ns = (u32)(((u64)nic_minor * NSEC_PER_SEC +
487                         (1ULL << (S27_TO_NS_SHIFT - 1))) >> S27_TO_NS_SHIFT);
488         return ktime_set(nic_major, ns);
489 }
490
491 static ktime_t efx_ptp_s27_to_ktime_correction(u32 nic_major, u32 nic_minor,
492                                                s32 correction)
493 {
494         /* Apply the correction and deal with carry */
495         nic_minor += correction;
496         if ((s32)nic_minor < 0) {
497                 nic_minor += S27_MINOR_MAX;
498                 nic_major--;
499         } else if (nic_minor >= S27_MINOR_MAX) {
500                 nic_minor -= S27_MINOR_MAX;
501                 nic_major++;
502         }
503
504         return efx_ptp_s27_to_ktime(nic_major, nic_minor);
505 }
506
507 /* For Medford2 platforms the time is in seconds and quarter nanoseconds. */
508 static void efx_ptp_ns_to_s_qns(s64 ns, u32 *nic_major, u32 *nic_minor)
509 {
510         struct timespec64 ts = ns_to_timespec64(ns);
511
512         *nic_major = (u32)ts.tv_sec;
513         *nic_minor = ts.tv_nsec * 4;
514 }
515
516 static ktime_t efx_ptp_s_qns_to_ktime_correction(u32 nic_major, u32 nic_minor,
517                                                  s32 correction)
518 {
519         ktime_t kt;
520
521         nic_minor = DIV_ROUND_CLOSEST(nic_minor, 4);
522         correction = DIV_ROUND_CLOSEST(correction, 4);
523
524         kt = ktime_set(nic_major, nic_minor);
525
526         if (correction >= 0)
527                 kt = ktime_add_ns(kt, (u64)correction);
528         else
529                 kt = ktime_sub_ns(kt, (u64)-correction);
530         return kt;
531 }
532
533 struct efx_channel *efx_ptp_channel(struct efx_nic *efx)
534 {
535         return efx->ptp_data ? efx->ptp_data->channel : NULL;
536 }
537
538 static u32 last_sync_timestamp_major(struct efx_nic *efx)
539 {
540         struct efx_channel *channel = efx_ptp_channel(efx);
541         u32 major = 0;
542
543         if (channel)
544                 major = channel->sync_timestamp_major;
545         return major;
546 }
547
548 /* The 8000 series and later can provide the time from the MAC, which is only
549  * 48 bits long and provides meta-information in the top 2 bits.
550  */
551 static ktime_t
552 efx_ptp_mac_nic_to_ktime_correction(struct efx_nic *efx,
553                                     struct efx_ptp_data *ptp,
554                                     u32 nic_major, u32 nic_minor,
555                                     s32 correction)
556 {
557         u32 sync_timestamp;
558         ktime_t kt = { 0 };
559         s16 delta;
560
561         if (!(nic_major & 0x80000000)) {
562                 WARN_ON_ONCE(nic_major >> 16);
563
564                 /* Medford provides 48 bits of timestamp, so we must get the top
565                  * 16 bits from the timesync event state.
566                  *
567                  * We only have the lower 16 bits of the time now, but we do
568                  * have a full resolution timestamp at some point in past. As
569                  * long as the difference between the (real) now and the sync
570                  * is less than 2^15, then we can reconstruct the difference
571                  * between those two numbers using only the lower 16 bits of
572                  * each.
573                  *
574                  * Put another way
575                  *
576                  * a - b = ((a mod k) - b) mod k
577                  *
578                  * when -k/2 < (a-b) < k/2. In our case k is 2^16. We know
579                  * (a mod k) and b, so can calculate the delta, a - b.
580                  *
581                  */
582                 sync_timestamp = last_sync_timestamp_major(efx);
583
584                 /* Because delta is s16 this does an implicit mask down to
585                  * 16 bits which is what we need, assuming
586                  * MEDFORD_TX_SECS_EVENT_BITS is 16. delta is signed so that
587                  * we can deal with the (unlikely) case of sync timestamps
588                  * arriving from the future.
589                  */
590                 delta = nic_major - sync_timestamp;
591
592                 /* Recover the fully specified time now, by applying the offset
593                  * to the (fully specified) sync time.
594                  */
595                 nic_major = sync_timestamp + delta;
596
597                 kt = ptp->nic_to_kernel_time(nic_major, nic_minor,
598                                              correction);
599         }
600         return kt;
601 }
602
603 ktime_t efx_ptp_nic_to_kernel_time(struct efx_tx_queue *tx_queue)
604 {
605         struct efx_nic *efx = tx_queue->efx;
606         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
607         ktime_t kt;
608
609         if (efx_ptp_use_mac_tx_timestamps(efx))
610                 kt = efx_ptp_mac_nic_to_ktime_correction(efx, ptp,
611                                 tx_queue->completed_timestamp_major,
612                                 tx_queue->completed_timestamp_minor,
613                                 ptp->ts_corrections.general_tx);
614         else
615                 kt = ptp->nic_to_kernel_time(
616                                 tx_queue->completed_timestamp_major,
617                                 tx_queue->completed_timestamp_minor,
618                                 ptp->ts_corrections.general_tx);
619         return kt;
620 }
621
622 /* Get PTP attributes and set up time conversions */
623 static int efx_ptp_get_attributes(struct efx_nic *efx)
624 {
625         MCDI_DECLARE_BUF(inbuf, MC_CMD_PTP_IN_GET_ATTRIBUTES_LEN);
626         MCDI_DECLARE_BUF(outbuf, MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_LEN);
627         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
628         int rc;
629         u32 fmt;
630         size_t out_len;
631
632         /* Get the PTP attributes. If the NIC doesn't support the operation we
633          * use the default format for compatibility with older NICs i.e.
634          * seconds and nanoseconds.
635          */
636         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_GET_ATTRIBUTES);
637         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
638         rc = efx_mcdi_rpc_quiet(efx, MC_CMD_PTP, inbuf, sizeof(inbuf),
639                                 outbuf, sizeof(outbuf), &out_len);
640         if (rc == 0) {
641                 fmt = MCDI_DWORD(outbuf, PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_TIME_FORMAT);
642         } else if (rc == -EINVAL) {
643                 fmt = MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_SECONDS_NANOSECONDS;
644         } else if (rc == -EPERM) {
645                 netif_info(efx, probe, efx->net_dev, "no PTP support\n");
646                 return rc;
647         } else {
648                 efx_mcdi_display_error(efx, MC_CMD_PTP, sizeof(inbuf),
649                                        outbuf, sizeof(outbuf), rc);
650                 return rc;
651         }
652
653         switch (fmt) {
654         case MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_SECONDS_27FRACTION:
655                 ptp->ns_to_nic_time = efx_ptp_ns_to_s27;
656                 ptp->nic_to_kernel_time = efx_ptp_s27_to_ktime_correction;
657                 ptp->nic_time.minor_max = 1 << 27;
658                 ptp->nic_time.sync_event_minor_shift = 19;
659                 break;
660         case MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_SECONDS_NANOSECONDS:
661                 ptp->ns_to_nic_time = efx_ptp_ns_to_s_ns;
662                 ptp->nic_to_kernel_time = efx_ptp_s_ns_to_ktime_correction;
663                 ptp->nic_time.minor_max = 1000000000;
664                 ptp->nic_time.sync_event_minor_shift = 22;
665                 break;
666         case MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_SECONDS_QTR_NANOSECONDS:
667                 ptp->ns_to_nic_time = efx_ptp_ns_to_s_qns;
668                 ptp->nic_to_kernel_time = efx_ptp_s_qns_to_ktime_correction;
669                 ptp->nic_time.minor_max = 4000000000UL;
670                 ptp->nic_time.sync_event_minor_shift = 24;
671                 break;
672         default:
673                 return -ERANGE;
674         }
675
676         /* Precalculate acceptable difference between the minor time in the
677          * packet prefix and the last MCDI time sync event. We expect the
678          * packet prefix timestamp to be after of sync event by up to one
679          * sync event interval (0.25s) but we allow it to exceed this by a
680          * fuzz factor of (0.1s)
681          */
682         ptp->nic_time.sync_event_diff_min = ptp->nic_time.minor_max
683                 - (ptp->nic_time.minor_max / 10);
684         ptp->nic_time.sync_event_diff_max = (ptp->nic_time.minor_max / 4)
685                 + (ptp->nic_time.minor_max / 10);
686
687         /* MC_CMD_PTP_OP_GET_ATTRIBUTES has been extended twice from an older
688          * operation MC_CMD_PTP_OP_GET_TIME_FORMAT. The function now may return
689          * a value to use for the minimum acceptable corrected synchronization
690          * window and may return further capabilities.
691          * If we have the extra information store it. For older firmware that
692          * does not implement the extended command use the default value.
693          */
694         if (rc == 0 &&
695             out_len >= MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_CAPABILITIES_OFST)
696                 ptp->min_synchronisation_ns =
697                         MCDI_DWORD(outbuf,
698                                    PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_SYNC_WINDOW_MIN);
699         else
700                 ptp->min_synchronisation_ns = DEFAULT_MIN_SYNCHRONISATION_NS;
701
702         if (rc == 0 &&
703             out_len >= MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_LEN)
704                 ptp->capabilities = MCDI_DWORD(outbuf,
705                                         PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_CAPABILITIES);
706         else
707                 ptp->capabilities = 0;
708
709         /* Set up the shift for conversion between frequency
710          * adjustments in parts-per-billion and the fixed-point
711          * fractional ns format that the adapter uses.
712          */
713         if (ptp->capabilities & (1 << MC_CMD_PTP_OUT_GET_ATTRIBUTES_FP44_FREQ_ADJ_LBN))
714                 ptp->adjfreq_ppb_shift = PPB_SHIFT_FP44;
715         else
716                 ptp->adjfreq_ppb_shift = PPB_SHIFT_FP40;
717
718         return 0;
719 }
720
721 /* Get PTP timestamp corrections */
722 static int efx_ptp_get_timestamp_corrections(struct efx_nic *efx)
723 {
724         MCDI_DECLARE_BUF(inbuf, MC_CMD_PTP_IN_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_LEN);
725         MCDI_DECLARE_BUF(outbuf, MC_CMD_PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_V2_LEN);
726         int rc;
727         size_t out_len;
728
729         /* Get the timestamp corrections from the NIC. If this operation is
730          * not supported (older NICs) then no correction is required.
731          */
732         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_OP,
733                        MC_CMD_PTP_OP_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS);
734         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
735
736         rc = efx_mcdi_rpc_quiet(efx, MC_CMD_PTP, inbuf, sizeof(inbuf),
737                                 outbuf, sizeof(outbuf), &out_len);
738         if (rc == 0) {
739                 efx->ptp_data->ts_corrections.ptp_tx = MCDI_DWORD(outbuf,
740                         PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_TRANSMIT);
741                 efx->ptp_data->ts_corrections.ptp_rx = MCDI_DWORD(outbuf,
742                         PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_RECEIVE);
743                 efx->ptp_data->ts_corrections.pps_out = MCDI_DWORD(outbuf,
744                         PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_PPS_OUT);
745                 efx->ptp_data->ts_corrections.pps_in = MCDI_DWORD(outbuf,
746                         PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_PPS_IN);
747
748                 if (out_len >= MC_CMD_PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_V2_LEN) {
749                         efx->ptp_data->ts_corrections.general_tx = MCDI_DWORD(
750                                 outbuf,
751                                 PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_V2_GENERAL_TX);
752                         efx->ptp_data->ts_corrections.general_rx = MCDI_DWORD(
753                                 outbuf,
754                                 PTP_OUT_GET_TIMESTAMP_CORRECTIONS_V2_GENERAL_RX);
755                 } else {
756                         efx->ptp_data->ts_corrections.general_tx =
757                                 efx->ptp_data->ts_corrections.ptp_tx;
758                         efx->ptp_data->ts_corrections.general_rx =
759                                 efx->ptp_data->ts_corrections.ptp_rx;
760                 }
761         } else if (rc == -EINVAL) {
762                 efx->ptp_data->ts_corrections.ptp_tx = 0;
763                 efx->ptp_data->ts_corrections.ptp_rx = 0;
764                 efx->ptp_data->ts_corrections.pps_out = 0;
765                 efx->ptp_data->ts_corrections.pps_in = 0;
766                 efx->ptp_data->ts_corrections.general_tx = 0;
767                 efx->ptp_data->ts_corrections.general_rx = 0;
768         } else {
769                 efx_mcdi_display_error(efx, MC_CMD_PTP, sizeof(inbuf), outbuf,
770                                        sizeof(outbuf), rc);
771                 return rc;
772         }
773
774         return 0;
775 }
776
777 /* Enable MCDI PTP support. */
778 static int efx_ptp_enable(struct efx_nic *efx)
779 {
780         MCDI_DECLARE_BUF(inbuf, MC_CMD_PTP_IN_ENABLE_LEN);
781         MCDI_DECLARE_BUF_ERR(outbuf);
782         int rc;
783
784         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_ENABLE);
785         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
786         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_ENABLE_QUEUE,
787                        efx->ptp_data->channel ?
788                        efx->ptp_data->channel->channel : 0);
789         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_ENABLE_MODE, efx->ptp_data->mode);
790
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 (rc)
795                 efx_mcdi_display_error(efx, MC_CMD_PTP,
796                                        MC_CMD_PTP_IN_ENABLE_LEN,
797                                        outbuf, sizeof(outbuf), rc);
798         return rc;
799 }
800
801 /* Disable MCDI PTP support.
802  *
803  * Note that this function should never rely on the presence of ptp_data -
804  * may be called before that exists.
805  */
806 static int efx_ptp_disable(struct efx_nic *efx)
807 {
808         MCDI_DECLARE_BUF(inbuf, MC_CMD_PTP_IN_DISABLE_LEN);
809         MCDI_DECLARE_BUF_ERR(outbuf);
810         int rc;
811
812         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_DISABLE);
813         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
814         rc = efx_mcdi_rpc_quiet(efx, MC_CMD_PTP, inbuf, sizeof(inbuf),
815                                 outbuf, sizeof(outbuf), NULL);
816         rc = (rc == -EALREADY) ? 0 : rc;
817         /* If we get ENOSYS, the NIC doesn't support PTP, and thus this function
818          * should only have been called during probe.
819          */
820         if (rc == -ENOSYS || rc == -EPERM)
821                 netif_info(efx, probe, efx->net_dev, "no PTP support\n");
822         else if (rc)
823                 efx_mcdi_display_error(efx, MC_CMD_PTP,
824                                        MC_CMD_PTP_IN_DISABLE_LEN,
825                                        outbuf, sizeof(outbuf), rc);
826         return rc;
827 }
828
829 static void efx_ptp_deliver_rx_queue(struct sk_buff_head *q)
830 {
831         struct sk_buff *skb;
832
833         while ((skb = skb_dequeue(q))) {
834                 local_bh_disable();
835                 netif_receive_skb(skb);
836                 local_bh_enable();
837         }
838 }
839
840 static void efx_ptp_handle_no_channel(struct efx_nic *efx)
841 {
842         netif_err(efx, drv, efx->net_dev,
843                   "ERROR: PTP requires MSI-X and 1 additional interrupt"
844                   "vector. PTP disabled\n");
845 }
846
847 /* Repeatedly send the host time to the MC which will capture the hardware
848  * time.
849  */
850 static void efx_ptp_send_times(struct efx_nic *efx,
851                                struct pps_event_time *last_time)
852 {
853         struct pps_event_time now;
854         struct timespec64 limit;
855         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
856         int *mc_running = ptp->start.addr;
857
858         pps_get_ts(&now);
859         limit = now.ts_real;
860         timespec64_add_ns(&limit, SYNCHRONISE_PERIOD_NS);
861
862         /* Write host time for specified period or until MC is done */
863         while ((timespec64_compare(&now.ts_real, &limit) < 0) &&
864                READ_ONCE(*mc_running)) {
865                 struct timespec64 update_time;
866                 unsigned int host_time;
867
868                 /* Don't update continuously to avoid saturating the PCIe bus */
869                 update_time = now.ts_real;
870                 timespec64_add_ns(&update_time, SYNCHRONISATION_GRANULARITY_NS);
871                 do {
872                         pps_get_ts(&now);
873                 } while ((timespec64_compare(&now.ts_real, &update_time) < 0) &&
874                          READ_ONCE(*mc_running));
875
876                 /* Synchronise NIC with single word of time only */
877                 host_time = (now.ts_real.tv_sec << MC_NANOSECOND_BITS |
878                              now.ts_real.tv_nsec);
879                 /* Update host time in NIC memory */
880                 efx->type->ptp_write_host_time(efx, host_time);
881         }
882         *last_time = now;
883 }
884
885 /* Read a timeset from the MC's results and partial process. */
886 static void efx_ptp_read_timeset(MCDI_DECLARE_STRUCT_PTR(data),
887                                  struct efx_ptp_timeset *timeset)
888 {
889         unsigned start_ns, end_ns;
890
891         timeset->host_start = MCDI_DWORD(data, PTP_OUT_SYNCHRONIZE_HOSTSTART);
892         timeset->major = MCDI_DWORD(data, PTP_OUT_SYNCHRONIZE_MAJOR);
893         timeset->minor = MCDI_DWORD(data, PTP_OUT_SYNCHRONIZE_MINOR);
894         timeset->host_end = MCDI_DWORD(data, PTP_OUT_SYNCHRONIZE_HOSTEND),
895         timeset->wait = MCDI_DWORD(data, PTP_OUT_SYNCHRONIZE_WAITNS);
896
897         /* Ignore seconds */
898         start_ns = timeset->host_start & MC_NANOSECOND_MASK;
899         end_ns = timeset->host_end & MC_NANOSECOND_MASK;
900         /* Allow for rollover */
901         if (end_ns < start_ns)
902                 end_ns += NSEC_PER_SEC;
903         /* Determine duration of operation */
904         timeset->window = end_ns - start_ns;
905 }
906
907 /* Process times received from MC.
908  *
909  * Extract times from returned results, and establish the minimum value
910  * seen.  The minimum value represents the "best" possible time and events
911  * too much greater than this are rejected - the machine is, perhaps, too
912  * busy. A number of readings are taken so that, hopefully, at least one good
913  * synchronisation will be seen in the results.
914  */
915 static int
916 efx_ptp_process_times(struct efx_nic *efx, MCDI_DECLARE_STRUCT_PTR(synch_buf),
917                       size_t response_length,
918                       const struct pps_event_time *last_time)
919 {
920         unsigned number_readings =
921                 MCDI_VAR_ARRAY_LEN(response_length,
922                                    PTP_OUT_SYNCHRONIZE_TIMESET);
923         unsigned i;
924         unsigned ngood = 0;
925         unsigned last_good = 0;
926         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
927         u32 last_sec;
928         u32 start_sec;
929         struct timespec64 delta;
930         ktime_t mc_time;
931
932         if (number_readings == 0)
933                 return -EAGAIN;
934
935         /* Read the set of results and find the last good host-MC
936          * synchronization result. The MC times when it finishes reading the
937          * host time so the corrected window time should be fairly constant
938          * for a given platform. Increment stats for any results that appear
939          * to be erroneous.
940          */
941         for (i = 0; i < number_readings; i++) {
942                 s32 window, corrected;
943                 struct timespec64 wait;
944
945                 efx_ptp_read_timeset(
946                         MCDI_ARRAY_STRUCT_PTR(synch_buf,
947                                               PTP_OUT_SYNCHRONIZE_TIMESET, i),
948                         &ptp->timeset[i]);
949
950                 wait = ktime_to_timespec64(
951                         ptp->nic_to_kernel_time(0, ptp->timeset[i].wait, 0));
952                 window = ptp->timeset[i].window;
953                 corrected = window - wait.tv_nsec;
954
955                 /* We expect the uncorrected synchronization window to be at
956                  * least as large as the interval between host start and end
957                  * times. If it is smaller than this then this is mostly likely
958                  * to be a consequence of the host's time being adjusted.
959                  * Check that the corrected sync window is in a reasonable
960                  * range. If it is out of range it is likely to be because an
961                  * interrupt or other delay occurred between reading the system
962                  * time and writing it to MC memory.
963                  */
964                 if (window < SYNCHRONISATION_GRANULARITY_NS) {
965                         ++ptp->invalid_sync_windows;
966                 } else if (corrected >= MAX_SYNCHRONISATION_NS) {
967                         ++ptp->oversize_sync_windows;
968                 } else if (corrected < ptp->min_synchronisation_ns) {
969                         ++ptp->undersize_sync_windows;
970                 } else {
971                         ngood++;
972                         last_good = i;
973                 }
974         }
975
976         if (ngood == 0) {
977                 netif_warn(efx, drv, efx->net_dev,
978                            "PTP no suitable synchronisations\n");
979                 return -EAGAIN;
980         }
981
982         /* Calculate delay from last good sync (host time) to last_time.
983          * It is possible that the seconds rolled over between taking
984          * the start reading and the last value written by the host.  The
985          * timescales are such that a gap of more than one second is never
986          * expected.  delta is *not* normalised.
987          */
988         start_sec = ptp->timeset[last_good].host_start >> MC_NANOSECOND_BITS;
989         last_sec = last_time->ts_real.tv_sec & MC_SECOND_MASK;
990         if (start_sec != last_sec &&
991             ((start_sec + 1) & MC_SECOND_MASK) != last_sec) {
992                 netif_warn(efx, hw, efx->net_dev,
993                            "PTP bad synchronisation seconds\n");
994                 return -EAGAIN;
995         }
996         delta.tv_sec = (last_sec - start_sec) & 1;
997         delta.tv_nsec =
998                 last_time->ts_real.tv_nsec -
999                 (ptp->timeset[last_good].host_start & MC_NANOSECOND_MASK);
1000
1001         /* Convert the NIC time at last good sync into kernel time.
1002          * No correction is required - this time is the output of a
1003          * firmware process.
1004          */
1005         mc_time = ptp->nic_to_kernel_time(ptp->timeset[last_good].major,
1006                                           ptp->timeset[last_good].minor, 0);
1007
1008         /* Calculate delay from NIC top of second to last_time */
1009         delta.tv_nsec += ktime_to_timespec64(mc_time).tv_nsec;
1010
1011         /* Set PPS timestamp to match NIC top of second */
1012         ptp->host_time_pps = *last_time;
1013         pps_sub_ts(&ptp->host_time_pps, delta);
1014
1015         return 0;
1016 }
1017
1018 /* Synchronize times between the host and the MC */
1019 static int efx_ptp_synchronize(struct efx_nic *efx, unsigned int num_readings)
1020 {
1021         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1022         MCDI_DECLARE_BUF(synch_buf, MC_CMD_PTP_OUT_SYNCHRONIZE_LENMAX);
1023         size_t response_length;
1024         int rc;
1025         unsigned long timeout;
1026         struct pps_event_time last_time = {};
1027         unsigned int loops = 0;
1028         int *start = ptp->start.addr;
1029
1030         MCDI_SET_DWORD(synch_buf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_SYNCHRONIZE);
1031         MCDI_SET_DWORD(synch_buf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
1032         MCDI_SET_DWORD(synch_buf, PTP_IN_SYNCHRONIZE_NUMTIMESETS,
1033                        num_readings);
1034         MCDI_SET_QWORD(synch_buf, PTP_IN_SYNCHRONIZE_START_ADDR,
1035                        ptp->start.dma_addr);
1036
1037         /* Clear flag that signals MC ready */
1038         WRITE_ONCE(*start, 0);
1039         rc = efx_mcdi_rpc_start(efx, MC_CMD_PTP, synch_buf,
1040                                 MC_CMD_PTP_IN_SYNCHRONIZE_LEN);
1041         EFX_WARN_ON_ONCE_PARANOID(rc);
1042
1043         /* Wait for start from MCDI (or timeout) */
1044         timeout = jiffies + msecs_to_jiffies(MAX_SYNCHRONISE_WAIT_MS);
1045         while (!READ_ONCE(*start) && (time_before(jiffies, timeout))) {
1046                 udelay(20);     /* Usually start MCDI execution quickly */
1047                 loops++;
1048         }
1049
1050         if (loops <= 1)
1051                 ++ptp->fast_syncs;
1052         if (!time_before(jiffies, timeout))
1053                 ++ptp->sync_timeouts;
1054
1055         if (READ_ONCE(*start))
1056                 efx_ptp_send_times(efx, &last_time);
1057
1058         /* Collect results */
1059         rc = efx_mcdi_rpc_finish(efx, MC_CMD_PTP,
1060                                  MC_CMD_PTP_IN_SYNCHRONIZE_LEN,
1061                                  synch_buf, sizeof(synch_buf),
1062                                  &response_length);
1063         if (rc == 0) {
1064                 rc = efx_ptp_process_times(efx, synch_buf, response_length,
1065                                            &last_time);
1066                 if (rc == 0)
1067                         ++ptp->good_syncs;
1068                 else
1069                         ++ptp->no_time_syncs;
1070         }
1071
1072         /* Increment the bad syncs counter if the synchronize fails, whatever
1073          * the reason.
1074          */
1075         if (rc != 0)
1076                 ++ptp->bad_syncs;
1077
1078         return rc;
1079 }
1080
1081 /* Transmit a PTP packet via the dedicated hardware timestamped queue. */
1082 static void efx_ptp_xmit_skb_queue(struct efx_nic *efx, struct sk_buff *skb)
1083 {
1084         struct efx_ptp_data *ptp_data = efx->ptp_data;
1085         struct efx_tx_queue *tx_queue;
1086         u8 type = skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL ? EFX_TXQ_TYPE_OFFLOAD : 0;
1087
1088         tx_queue = &ptp_data->channel->tx_queue[type];
1089         if (tx_queue && tx_queue->timestamping) {
1090                 efx_enqueue_skb(tx_queue, skb);
1091         } else {
1092                 WARN_ONCE(1, "PTP channel has no timestamped tx queue\n");
1093                 dev_kfree_skb_any(skb);
1094         }
1095 }
1096
1097 /* Transmit a PTP packet, via the MCDI interface, to the wire. */
1098 static void efx_ptp_xmit_skb_mc(struct efx_nic *efx, struct sk_buff *skb)
1099 {
1100         struct efx_ptp_data *ptp_data = efx->ptp_data;
1101         struct skb_shared_hwtstamps timestamps;
1102         int rc = -EIO;
1103         MCDI_DECLARE_BUF(txtime, MC_CMD_PTP_OUT_TRANSMIT_LEN);
1104         size_t len;
1105
1106         MCDI_SET_DWORD(ptp_data->txbuf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_TRANSMIT);
1107         MCDI_SET_DWORD(ptp_data->txbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
1108         MCDI_SET_DWORD(ptp_data->txbuf, PTP_IN_TRANSMIT_LENGTH, skb->len);
1109         if (skb_shinfo(skb)->nr_frags != 0) {
1110                 rc = skb_linearize(skb);
1111                 if (rc != 0)
1112                         goto fail;
1113         }
1114
1115         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL) {
1116                 rc = skb_checksum_help(skb);
1117                 if (rc != 0)
1118                         goto fail;
1119         }
1120         skb_copy_from_linear_data(skb,
1121                                   MCDI_PTR(ptp_data->txbuf,
1122                                            PTP_IN_TRANSMIT_PACKET),
1123                                   skb->len);
1124         rc = efx_mcdi_rpc(efx, MC_CMD_PTP,
1125                           ptp_data->txbuf, MC_CMD_PTP_IN_TRANSMIT_LEN(skb->len),
1126                           txtime, sizeof(txtime), &len);
1127         if (rc != 0)
1128                 goto fail;
1129
1130         memset(&timestamps, 0, sizeof(timestamps));
1131         timestamps.hwtstamp = ptp_data->nic_to_kernel_time(
1132                 MCDI_DWORD(txtime, PTP_OUT_TRANSMIT_MAJOR),
1133                 MCDI_DWORD(txtime, PTP_OUT_TRANSMIT_MINOR),
1134                 ptp_data->ts_corrections.ptp_tx);
1135
1136         skb_tstamp_tx(skb, &timestamps);
1137
1138         rc = 0;
1139
1140 fail:
1141         dev_kfree_skb_any(skb);
1142
1143         return;
1144 }
1145
1146 static void efx_ptp_drop_time_expired_events(struct efx_nic *efx)
1147 {
1148         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1149         struct list_head *cursor;
1150         struct list_head *next;
1151
1152         if (ptp->rx_ts_inline)
1153                 return;
1154
1155         /* Drop time-expired events */
1156         spin_lock_bh(&ptp->evt_lock);
1157         list_for_each_safe(cursor, next, &ptp->evt_list) {
1158                 struct efx_ptp_event_rx *evt;
1159
1160                 evt = list_entry(cursor, struct efx_ptp_event_rx,
1161                                  link);
1162                 if (time_after(jiffies, evt->expiry)) {
1163                         list_move(&evt->link, &ptp->evt_free_list);
1164                         netif_warn(efx, hw, efx->net_dev,
1165                                    "PTP rx event dropped\n");
1166                 }
1167         }
1168         spin_unlock_bh(&ptp->evt_lock);
1169 }
1170
1171 static enum ptp_packet_state efx_ptp_match_rx(struct efx_nic *efx,
1172                                               struct sk_buff *skb)
1173 {
1174         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1175         bool evts_waiting;
1176         struct list_head *cursor;
1177         struct list_head *next;
1178         struct efx_ptp_match *match;
1179         enum ptp_packet_state rc = PTP_PACKET_STATE_UNMATCHED;
1180
1181         WARN_ON_ONCE(ptp->rx_ts_inline);
1182
1183         spin_lock_bh(&ptp->evt_lock);
1184         evts_waiting = !list_empty(&ptp->evt_list);
1185         spin_unlock_bh(&ptp->evt_lock);
1186
1187         if (!evts_waiting)
1188                 return PTP_PACKET_STATE_UNMATCHED;
1189
1190         match = (struct efx_ptp_match *)skb->cb;
1191         /* Look for a matching timestamp in the event queue */
1192         spin_lock_bh(&ptp->evt_lock);
1193         list_for_each_safe(cursor, next, &ptp->evt_list) {
1194                 struct efx_ptp_event_rx *evt;
1195
1196                 evt = list_entry(cursor, struct efx_ptp_event_rx, link);
1197                 if ((evt->seq0 == match->words[0]) &&
1198                     (evt->seq1 == match->words[1])) {
1199                         struct skb_shared_hwtstamps *timestamps;
1200
1201                         /* Match - add in hardware timestamp */
1202                         timestamps = skb_hwtstamps(skb);
1203                         timestamps->hwtstamp = evt->hwtimestamp;
1204
1205                         match->state = PTP_PACKET_STATE_MATCHED;
1206                         rc = PTP_PACKET_STATE_MATCHED;
1207                         list_move(&evt->link, &ptp->evt_free_list);
1208                         break;
1209                 }
1210         }
1211         spin_unlock_bh(&ptp->evt_lock);
1212
1213         return rc;
1214 }
1215
1216 /* Process any queued receive events and corresponding packets
1217  *
1218  * q is returned with all the packets that are ready for delivery.
1219  */
1220 static void efx_ptp_process_events(struct efx_nic *efx, struct sk_buff_head *q)
1221 {
1222         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1223         struct sk_buff *skb;
1224
1225         while ((skb = skb_dequeue(&ptp->rxq))) {
1226                 struct efx_ptp_match *match;
1227
1228                 match = (struct efx_ptp_match *)skb->cb;
1229                 if (match->state == PTP_PACKET_STATE_MATCH_UNWANTED) {
1230                         __skb_queue_tail(q, skb);
1231                 } else if (efx_ptp_match_rx(efx, skb) ==
1232                            PTP_PACKET_STATE_MATCHED) {
1233                         __skb_queue_tail(q, skb);
1234                 } else if (time_after(jiffies, match->expiry)) {
1235                         match->state = PTP_PACKET_STATE_TIMED_OUT;
1236                         ++ptp->rx_no_timestamp;
1237                         __skb_queue_tail(q, skb);
1238                 } else {
1239                         /* Replace unprocessed entry and stop */
1240                         skb_queue_head(&ptp->rxq, skb);
1241                         break;
1242                 }
1243         }
1244 }
1245
1246 /* Complete processing of a received packet */
1247 static inline void efx_ptp_process_rx(struct efx_nic *efx, struct sk_buff *skb)
1248 {
1249         local_bh_disable();
1250         netif_receive_skb(skb);
1251         local_bh_enable();
1252 }
1253
1254 static void efx_ptp_remove_multicast_filters(struct efx_nic *efx)
1255 {
1256         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1257
1258         if (ptp->rxfilter_installed) {
1259                 efx_filter_remove_id_safe(efx, EFX_FILTER_PRI_REQUIRED,
1260                                           ptp->rxfilter_general);
1261                 efx_filter_remove_id_safe(efx, EFX_FILTER_PRI_REQUIRED,
1262                                           ptp->rxfilter_event);
1263                 ptp->rxfilter_installed = false;
1264         }
1265 }
1266
1267 static int efx_ptp_insert_multicast_filters(struct efx_nic *efx)
1268 {
1269         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1270         struct efx_filter_spec rxfilter;
1271         int rc;
1272
1273         if (!ptp->channel || ptp->rxfilter_installed)
1274                 return 0;
1275
1276         /* Must filter on both event and general ports to ensure
1277          * that there is no packet re-ordering.
1278          */
1279         efx_filter_init_rx(&rxfilter, EFX_FILTER_PRI_REQUIRED, 0,
1280                            efx_rx_queue_index(
1281                                    efx_channel_get_rx_queue(ptp->channel)));
1282         rc = efx_filter_set_ipv4_local(&rxfilter, IPPROTO_UDP,
1283                                        htonl(PTP_ADDRESS),
1284                                        htons(PTP_EVENT_PORT));
1285         if (rc != 0)
1286                 return rc;
1287
1288         rc = efx_filter_insert_filter(efx, &rxfilter, true);
1289         if (rc < 0)
1290                 return rc;
1291         ptp->rxfilter_event = rc;
1292
1293         efx_filter_init_rx(&rxfilter, EFX_FILTER_PRI_REQUIRED, 0,
1294                            efx_rx_queue_index(
1295                                    efx_channel_get_rx_queue(ptp->channel)));
1296         rc = efx_filter_set_ipv4_local(&rxfilter, IPPROTO_UDP,
1297                                        htonl(PTP_ADDRESS),
1298                                        htons(PTP_GENERAL_PORT));
1299         if (rc != 0)
1300                 goto fail;
1301
1302         rc = efx_filter_insert_filter(efx, &rxfilter, true);
1303         if (rc < 0)
1304                 goto fail;
1305         ptp->rxfilter_general = rc;
1306
1307         ptp->rxfilter_installed = true;
1308         return 0;
1309
1310 fail:
1311         efx_filter_remove_id_safe(efx, EFX_FILTER_PRI_REQUIRED,
1312                                   ptp->rxfilter_event);
1313         return rc;
1314 }
1315
1316 static int efx_ptp_start(struct efx_nic *efx)
1317 {
1318         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1319         int rc;
1320
1321         ptp->reset_required = false;
1322
1323         rc = efx_ptp_insert_multicast_filters(efx);
1324         if (rc)
1325                 return rc;
1326
1327         rc = efx_ptp_enable(efx);
1328         if (rc != 0)
1329                 goto fail;
1330
1331         ptp->evt_frag_idx = 0;
1332         ptp->current_adjfreq = 0;
1333
1334         return 0;
1335
1336 fail:
1337         efx_ptp_remove_multicast_filters(efx);
1338         return rc;
1339 }
1340
1341 static int efx_ptp_stop(struct efx_nic *efx)
1342 {
1343         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1344         struct list_head *cursor;
1345         struct list_head *next;
1346         int rc;
1347
1348         if (ptp == NULL)
1349                 return 0;
1350
1351         rc = efx_ptp_disable(efx);
1352
1353         efx_ptp_remove_multicast_filters(efx);
1354
1355         /* Make sure RX packets are really delivered */
1356         efx_ptp_deliver_rx_queue(&efx->ptp_data->rxq);
1357         skb_queue_purge(&efx->ptp_data->txq);
1358
1359         /* Drop any pending receive events */
1360         spin_lock_bh(&efx->ptp_data->evt_lock);
1361         list_for_each_safe(cursor, next, &efx->ptp_data->evt_list) {
1362                 list_move(cursor, &efx->ptp_data->evt_free_list);
1363         }
1364         spin_unlock_bh(&efx->ptp_data->evt_lock);
1365
1366         return rc;
1367 }
1368
1369 static int efx_ptp_restart(struct efx_nic *efx)
1370 {
1371         if (efx->ptp_data && efx->ptp_data->enabled)
1372                 return efx_ptp_start(efx);
1373         return 0;
1374 }
1375
1376 static void efx_ptp_pps_worker(struct work_struct *work)
1377 {
1378         struct efx_ptp_data *ptp =
1379                 container_of(work, struct efx_ptp_data, pps_work);
1380         struct efx_nic *efx = ptp->efx;
1381         struct ptp_clock_event ptp_evt;
1382
1383         if (efx_ptp_synchronize(efx, PTP_SYNC_ATTEMPTS))
1384                 return;
1385
1386         ptp_evt.type = PTP_CLOCK_PPSUSR;
1387         ptp_evt.pps_times = ptp->host_time_pps;
1388         ptp_clock_event(ptp->phc_clock, &ptp_evt);
1389 }
1390
1391 static void efx_ptp_worker(struct work_struct *work)
1392 {
1393         struct efx_ptp_data *ptp_data =
1394                 container_of(work, struct efx_ptp_data, work);
1395         struct efx_nic *efx = ptp_data->efx;
1396         struct sk_buff *skb;
1397         struct sk_buff_head tempq;
1398
1399         if (ptp_data->reset_required) {
1400                 efx_ptp_stop(efx);
1401                 efx_ptp_start(efx);
1402                 return;
1403         }
1404
1405         efx_ptp_drop_time_expired_events(efx);
1406
1407         __skb_queue_head_init(&tempq);
1408         efx_ptp_process_events(efx, &tempq);
1409
1410         while ((skb = skb_dequeue(&ptp_data->txq)))
1411                 ptp_data->xmit_skb(efx, skb);
1412
1413         while ((skb = __skb_dequeue(&tempq)))
1414                 efx_ptp_process_rx(efx, skb);
1415 }
1416
1417 static const struct ptp_clock_info efx_phc_clock_info = {
1418         .owner          = THIS_MODULE,
1419         .name           = "sfc",
1420         .max_adj        = MAX_PPB,
1421         .n_alarm        = 0,
1422         .n_ext_ts       = 0,
1423         .n_per_out      = 0,
1424         .n_pins         = 0,
1425         .pps            = 1,
1426         .adjfreq        = efx_phc_adjfreq,
1427         .adjtime        = efx_phc_adjtime,
1428         .gettime64      = efx_phc_gettime,
1429         .settime64      = efx_phc_settime,
1430         .enable         = efx_phc_enable,
1431 };
1432
1433 /* Initialise PTP state. */
1434 int efx_ptp_probe(struct efx_nic *efx, struct efx_channel *channel)
1435 {
1436         struct efx_ptp_data *ptp;
1437         int rc = 0;
1438         unsigned int pos;
1439
1440         ptp = kzalloc(sizeof(struct efx_ptp_data), GFP_KERNEL);
1441         efx->ptp_data = ptp;
1442         if (!efx->ptp_data)
1443                 return -ENOMEM;
1444
1445         ptp->efx = efx;
1446         ptp->channel = channel;
1447         ptp->rx_ts_inline = efx_nic_rev(efx) >= EFX_REV_HUNT_A0;
1448
1449         rc = efx_nic_alloc_buffer(efx, &ptp->start, sizeof(int), GFP_KERNEL);
1450         if (rc != 0)
1451                 goto fail1;
1452
1453         skb_queue_head_init(&ptp->rxq);
1454         skb_queue_head_init(&ptp->txq);
1455         ptp->workwq = create_singlethread_workqueue("sfc_ptp");
1456         if (!ptp->workwq) {
1457                 rc = -ENOMEM;
1458                 goto fail2;
1459         }
1460
1461         if (efx_ptp_use_mac_tx_timestamps(efx)) {
1462                 ptp->xmit_skb = efx_ptp_xmit_skb_queue;
1463                 /* Request sync events on this channel. */
1464                 channel->sync_events_state = SYNC_EVENTS_QUIESCENT;
1465         } else {
1466                 ptp->xmit_skb = efx_ptp_xmit_skb_mc;
1467         }
1468
1469         INIT_WORK(&ptp->work, efx_ptp_worker);
1470         ptp->config.flags = 0;
1471         ptp->config.tx_type = HWTSTAMP_TX_OFF;
1472         ptp->config.rx_filter = HWTSTAMP_FILTER_NONE;
1473         INIT_LIST_HEAD(&ptp->evt_list);
1474         INIT_LIST_HEAD(&ptp->evt_free_list);
1475         spin_lock_init(&ptp->evt_lock);
1476         for (pos = 0; pos < MAX_RECEIVE_EVENTS; pos++)
1477                 list_add(&ptp->rx_evts[pos].link, &ptp->evt_free_list);
1478
1479         /* Get the NIC PTP attributes and set up time conversions */
1480         rc = efx_ptp_get_attributes(efx);
1481         if (rc < 0)
1482                 goto fail3;
1483
1484         /* Get the timestamp corrections */
1485         rc = efx_ptp_get_timestamp_corrections(efx);
1486         if (rc < 0)
1487                 goto fail3;
1488
1489         if (efx->mcdi->fn_flags &
1490             (1 << MC_CMD_DRV_ATTACH_EXT_OUT_FLAG_PRIMARY)) {
1491                 ptp->phc_clock_info = efx_phc_clock_info;
1492                 ptp->phc_clock = ptp_clock_register(&ptp->phc_clock_info,
1493                                                     &efx->pci_dev->dev);
1494                 if (IS_ERR(ptp->phc_clock)) {
1495                         rc = PTR_ERR(ptp->phc_clock);
1496                         goto fail3;
1497                 } else if (ptp->phc_clock) {
1498                         INIT_WORK(&ptp->pps_work, efx_ptp_pps_worker);
1499                         ptp->pps_workwq = create_singlethread_workqueue("sfc_pps");
1500                         if (!ptp->pps_workwq) {
1501                                 rc = -ENOMEM;
1502                                 goto fail4;
1503                         }
1504                 }
1505         }
1506         ptp->nic_ts_enabled = false;
1507
1508         return 0;
1509 fail4:
1510         ptp_clock_unregister(efx->ptp_data->phc_clock);
1511
1512 fail3:
1513         destroy_workqueue(efx->ptp_data->workwq);
1514
1515 fail2:
1516         efx_nic_free_buffer(efx, &ptp->start);
1517
1518 fail1:
1519         kfree(efx->ptp_data);
1520         efx->ptp_data = NULL;
1521
1522         return rc;
1523 }
1524
1525 /* Initialise PTP channel.
1526  *
1527  * Setting core_index to zero causes the queue to be initialised and doesn't
1528  * overlap with 'rxq0' because ptp.c doesn't use skb_record_rx_queue.
1529  */
1530 static int efx_ptp_probe_channel(struct efx_channel *channel)
1531 {
1532         struct efx_nic *efx = channel->efx;
1533         int rc;
1534
1535         channel->irq_moderation_us = 0;
1536         channel->rx_queue.core_index = 0;
1537
1538         rc = efx_ptp_probe(efx, channel);
1539         /* Failure to probe PTP is not fatal; this channel will just not be
1540          * used for anything.
1541          * In the case of EPERM, efx_ptp_probe will print its own message (in
1542          * efx_ptp_get_attributes()), so we don't need to.
1543          */
1544         if (rc && rc != -EPERM)
1545                 netif_warn(efx, drv, efx->net_dev,
1546                            "Failed to probe PTP, rc=%d\n", rc);
1547         return 0;
1548 }
1549
1550 void efx_ptp_remove(struct efx_nic *efx)
1551 {
1552         if (!efx->ptp_data)
1553                 return;
1554
1555         (void)efx_ptp_disable(efx);
1556
1557         cancel_work_sync(&efx->ptp_data->work);
1558         if (efx->ptp_data->pps_workwq)
1559                 cancel_work_sync(&efx->ptp_data->pps_work);
1560
1561         skb_queue_purge(&efx->ptp_data->rxq);
1562         skb_queue_purge(&efx->ptp_data->txq);
1563
1564         if (efx->ptp_data->phc_clock) {
1565                 destroy_workqueue(efx->ptp_data->pps_workwq);
1566                 ptp_clock_unregister(efx->ptp_data->phc_clock);
1567         }
1568
1569         destroy_workqueue(efx->ptp_data->workwq);
1570
1571         efx_nic_free_buffer(efx, &efx->ptp_data->start);
1572         kfree(efx->ptp_data);
1573         efx->ptp_data = NULL;
1574 }
1575
1576 static void efx_ptp_remove_channel(struct efx_channel *channel)
1577 {
1578         efx_ptp_remove(channel->efx);
1579 }
1580
1581 static void efx_ptp_get_channel_name(struct efx_channel *channel,
1582                                      char *buf, size_t len)
1583 {
1584         snprintf(buf, len, "%s-ptp", channel->efx->name);
1585 }
1586
1587 /* Determine whether this packet should be processed by the PTP module
1588  * or transmitted conventionally.
1589  */
1590 bool efx_ptp_is_ptp_tx(struct efx_nic *efx, struct sk_buff *skb)
1591 {
1592         return efx->ptp_data &&
1593                 efx->ptp_data->enabled &&
1594                 skb->len >= PTP_MIN_LENGTH &&
1595                 skb->len <= MC_CMD_PTP_IN_TRANSMIT_PACKET_MAXNUM &&
1596                 likely(skb->protocol == htons(ETH_P_IP)) &&
1597                 skb_transport_header_was_set(skb) &&
1598                 skb_network_header_len(skb) >= sizeof(struct iphdr) &&
1599                 ip_hdr(skb)->protocol == IPPROTO_UDP &&
1600                 skb_headlen(skb) >=
1601                 skb_transport_offset(skb) + sizeof(struct udphdr) &&
1602                 udp_hdr(skb)->dest == htons(PTP_EVENT_PORT);
1603 }
1604
1605 /* Receive a PTP packet.  Packets are queued until the arrival of
1606  * the receive timestamp from the MC - this will probably occur after the
1607  * packet arrival because of the processing in the MC.
1608  */
1609 static bool efx_ptp_rx(struct efx_channel *channel, struct sk_buff *skb)
1610 {
1611         struct efx_nic *efx = channel->efx;
1612         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1613         struct efx_ptp_match *match = (struct efx_ptp_match *)skb->cb;
1614         u8 *match_data_012, *match_data_345;
1615         unsigned int version;
1616         u8 *data;
1617
1618         match->expiry = jiffies + msecs_to_jiffies(PKT_EVENT_LIFETIME_MS);
1619
1620         /* Correct version? */
1621         if (ptp->mode == MC_CMD_PTP_MODE_V1) {
1622                 if (!pskb_may_pull(skb, PTP_V1_MIN_LENGTH)) {
1623                         return false;
1624                 }
1625                 data = skb->data;
1626                 version = ntohs(*(__be16 *)&data[PTP_V1_VERSION_OFFSET]);
1627                 if (version != PTP_VERSION_V1) {
1628                         return false;
1629                 }
1630
1631                 /* PTP V1 uses all six bytes of the UUID to match the packet
1632                  * to the timestamp
1633                  */
1634                 match_data_012 = data + PTP_V1_UUID_OFFSET;
1635                 match_data_345 = data + PTP_V1_UUID_OFFSET + 3;
1636         } else {
1637                 if (!pskb_may_pull(skb, PTP_V2_MIN_LENGTH)) {
1638                         return false;
1639                 }
1640                 data = skb->data;
1641                 version = data[PTP_V2_VERSION_OFFSET];
1642                 if ((version & PTP_VERSION_V2_MASK) != PTP_VERSION_V2) {
1643                         return false;
1644                 }
1645
1646                 /* The original V2 implementation uses bytes 2-7 of
1647                  * the UUID to match the packet to the timestamp. This
1648                  * discards two of the bytes of the MAC address used
1649                  * to create the UUID (SF bug 33070).  The PTP V2
1650                  * enhanced mode fixes this issue and uses bytes 0-2
1651                  * and byte 5-7 of the UUID.
1652                  */
1653                 match_data_345 = data + PTP_V2_UUID_OFFSET + 5;
1654                 if (ptp->mode == MC_CMD_PTP_MODE_V2) {
1655                         match_data_012 = data + PTP_V2_UUID_OFFSET + 2;
1656                 } else {
1657                         match_data_012 = data + PTP_V2_UUID_OFFSET + 0;
1658                         BUG_ON(ptp->mode != MC_CMD_PTP_MODE_V2_ENHANCED);
1659                 }
1660         }
1661
1662         /* Does this packet require timestamping? */
1663         if (ntohs(*(__be16 *)&data[PTP_DPORT_OFFSET]) == PTP_EVENT_PORT) {
1664                 match->state = PTP_PACKET_STATE_UNMATCHED;
1665
1666                 /* We expect the sequence number to be in the same position in
1667                  * the packet for PTP V1 and V2
1668                  */
1669                 BUILD_BUG_ON(PTP_V1_SEQUENCE_OFFSET != PTP_V2_SEQUENCE_OFFSET);
1670                 BUILD_BUG_ON(PTP_V1_SEQUENCE_LENGTH != PTP_V2_SEQUENCE_LENGTH);
1671
1672                 /* Extract UUID/Sequence information */
1673                 match->words[0] = (match_data_012[0]         |
1674                                    (match_data_012[1] << 8)  |
1675                                    (match_data_012[2] << 16) |
1676                                    (match_data_345[0] << 24));
1677                 match->words[1] = (match_data_345[1]         |
1678                                    (match_data_345[2] << 8)  |
1679                                    (data[PTP_V1_SEQUENCE_OFFSET +
1680                                          PTP_V1_SEQUENCE_LENGTH - 1] <<
1681                                     16));
1682         } else {
1683                 match->state = PTP_PACKET_STATE_MATCH_UNWANTED;
1684         }
1685
1686         skb_queue_tail(&ptp->rxq, skb);
1687         queue_work(ptp->workwq, &ptp->work);
1688
1689         return true;
1690 }
1691
1692 /* Transmit a PTP packet.  This has to be transmitted by the MC
1693  * itself, through an MCDI call.  MCDI calls aren't permitted
1694  * in the transmit path so defer the actual transmission to a suitable worker.
1695  */
1696 int efx_ptp_tx(struct efx_nic *efx, struct sk_buff *skb)
1697 {
1698         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1699
1700         skb_queue_tail(&ptp->txq, skb);
1701
1702         if ((udp_hdr(skb)->dest == htons(PTP_EVENT_PORT)) &&
1703             (skb->len <= MC_CMD_PTP_IN_TRANSMIT_PACKET_MAXNUM))
1704                 efx_xmit_hwtstamp_pending(skb);
1705         queue_work(ptp->workwq, &ptp->work);
1706
1707         return NETDEV_TX_OK;
1708 }
1709
1710 int efx_ptp_get_mode(struct efx_nic *efx)
1711 {
1712         return efx->ptp_data->mode;
1713 }
1714
1715 int efx_ptp_change_mode(struct efx_nic *efx, bool enable_wanted,
1716                         unsigned int new_mode)
1717 {
1718         if ((enable_wanted != efx->ptp_data->enabled) ||
1719             (enable_wanted && (efx->ptp_data->mode != new_mode))) {
1720                 int rc = 0;
1721
1722                 if (enable_wanted) {
1723                         /* Change of mode requires disable */
1724                         if (efx->ptp_data->enabled &&
1725                             (efx->ptp_data->mode != new_mode)) {
1726                                 efx->ptp_data->enabled = false;
1727                                 rc = efx_ptp_stop(efx);
1728                                 if (rc != 0)
1729                                         return rc;
1730                         }
1731
1732                         /* Set new operating mode and establish
1733                          * baseline synchronisation, which must
1734                          * succeed.
1735                          */
1736                         efx->ptp_data->mode = new_mode;
1737                         if (netif_running(efx->net_dev))
1738                                 rc = efx_ptp_start(efx);
1739                         if (rc == 0) {
1740                                 rc = efx_ptp_synchronize(efx,
1741                                                          PTP_SYNC_ATTEMPTS * 2);
1742                                 if (rc != 0)
1743                                         efx_ptp_stop(efx);
1744                         }
1745                 } else {
1746                         rc = efx_ptp_stop(efx);
1747                 }
1748
1749                 if (rc != 0)
1750                         return rc;
1751
1752                 efx->ptp_data->enabled = enable_wanted;
1753         }
1754
1755         return 0;
1756 }
1757
1758 static int efx_ptp_ts_init(struct efx_nic *efx, struct hwtstamp_config *init)
1759 {
1760         int rc;
1761
1762         if (init->flags)
1763                 return -EINVAL;
1764
1765         if ((init->tx_type != HWTSTAMP_TX_OFF) &&
1766             (init->tx_type != HWTSTAMP_TX_ON))
1767                 return -ERANGE;
1768
1769         rc = efx->type->ptp_set_ts_config(efx, init);
1770         if (rc)
1771                 return rc;
1772
1773         efx->ptp_data->config = *init;
1774         return 0;
1775 }
1776
1777 void efx_ptp_get_ts_info(struct efx_nic *efx, struct ethtool_ts_info *ts_info)
1778 {
1779         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1780         struct efx_nic *primary = efx->primary;
1781
1782         ASSERT_RTNL();
1783
1784         if (!ptp)
1785                 return;
1786
1787         ts_info->so_timestamping |= (SOF_TIMESTAMPING_TX_HARDWARE |
1788                                      SOF_TIMESTAMPING_RX_HARDWARE |
1789                                      SOF_TIMESTAMPING_RAW_HARDWARE);
1790         /* Check licensed features.  If we don't have the license for TX
1791          * timestamps, the NIC will not support them.
1792          */
1793         if (efx_ptp_use_mac_tx_timestamps(efx)) {
1794                 struct efx_ef10_nic_data *nic_data = efx->nic_data;
1795
1796                 if (!(nic_data->licensed_features &
1797                       (1 << LICENSED_V3_FEATURES_TX_TIMESTAMPS_LBN)))
1798                         ts_info->so_timestamping &=
1799                                 ~SOF_TIMESTAMPING_TX_HARDWARE;
1800         }
1801         if (primary && primary->ptp_data && primary->ptp_data->phc_clock)
1802                 ts_info->phc_index =
1803                         ptp_clock_index(primary->ptp_data->phc_clock);
1804         ts_info->tx_types = 1 << HWTSTAMP_TX_OFF | 1 << HWTSTAMP_TX_ON;
1805         ts_info->rx_filters = ptp->efx->type->hwtstamp_filters;
1806 }
1807
1808 int efx_ptp_set_ts_config(struct efx_nic *efx, struct ifreq *ifr)
1809 {
1810         struct hwtstamp_config config;
1811         int rc;
1812
1813         /* Not a PTP enabled port */
1814         if (!efx->ptp_data)
1815                 return -EOPNOTSUPP;
1816
1817         if (copy_from_user(&config, ifr->ifr_data, sizeof(config)))
1818                 return -EFAULT;
1819
1820         rc = efx_ptp_ts_init(efx, &config);
1821         if (rc != 0)
1822                 return rc;
1823
1824         return copy_to_user(ifr->ifr_data, &config, sizeof(config))
1825                 ? -EFAULT : 0;
1826 }
1827
1828 int efx_ptp_get_ts_config(struct efx_nic *efx, struct ifreq *ifr)
1829 {
1830         if (!efx->ptp_data)
1831                 return -EOPNOTSUPP;
1832
1833         return copy_to_user(ifr->ifr_data, &efx->ptp_data->config,
1834                             sizeof(efx->ptp_data->config)) ? -EFAULT : 0;
1835 }
1836
1837 static void ptp_event_failure(struct efx_nic *efx, int expected_frag_len)
1838 {
1839         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1840
1841         netif_err(efx, hw, efx->net_dev,
1842                 "PTP unexpected event length: got %d expected %d\n",
1843                 ptp->evt_frag_idx, expected_frag_len);
1844         ptp->reset_required = true;
1845         queue_work(ptp->workwq, &ptp->work);
1846 }
1847
1848 /* Process a completed receive event.  Put it on the event queue and
1849  * start worker thread.  This is required because event and their
1850  * correspoding packets may come in either order.
1851  */
1852 static void ptp_event_rx(struct efx_nic *efx, struct efx_ptp_data *ptp)
1853 {
1854         struct efx_ptp_event_rx *evt = NULL;
1855
1856         if (WARN_ON_ONCE(ptp->rx_ts_inline))
1857                 return;
1858
1859         if (ptp->evt_frag_idx != 3) {
1860                 ptp_event_failure(efx, 3);
1861                 return;
1862         }
1863
1864         spin_lock_bh(&ptp->evt_lock);
1865         if (!list_empty(&ptp->evt_free_list)) {
1866                 evt = list_first_entry(&ptp->evt_free_list,
1867                                        struct efx_ptp_event_rx, link);
1868                 list_del(&evt->link);
1869
1870                 evt->seq0 = EFX_QWORD_FIELD(ptp->evt_frags[2], MCDI_EVENT_DATA);
1871                 evt->seq1 = (EFX_QWORD_FIELD(ptp->evt_frags[2],
1872                                              MCDI_EVENT_SRC)        |
1873                              (EFX_QWORD_FIELD(ptp->evt_frags[1],
1874                                               MCDI_EVENT_SRC) << 8) |
1875                              (EFX_QWORD_FIELD(ptp->evt_frags[0],
1876                                               MCDI_EVENT_SRC) << 16));
1877                 evt->hwtimestamp = efx->ptp_data->nic_to_kernel_time(
1878                         EFX_QWORD_FIELD(ptp->evt_frags[0], MCDI_EVENT_DATA),
1879                         EFX_QWORD_FIELD(ptp->evt_frags[1], MCDI_EVENT_DATA),
1880                         ptp->ts_corrections.ptp_rx);
1881                 evt->expiry = jiffies + msecs_to_jiffies(PKT_EVENT_LIFETIME_MS);
1882                 list_add_tail(&evt->link, &ptp->evt_list);
1883
1884                 queue_work(ptp->workwq, &ptp->work);
1885         } else if (net_ratelimit()) {
1886                 /* Log a rate-limited warning message. */
1887                 netif_err(efx, rx_err, efx->net_dev, "PTP event queue overflow\n");
1888         }
1889         spin_unlock_bh(&ptp->evt_lock);
1890 }
1891
1892 static void ptp_event_fault(struct efx_nic *efx, struct efx_ptp_data *ptp)
1893 {
1894         int code = EFX_QWORD_FIELD(ptp->evt_frags[0], MCDI_EVENT_DATA);
1895         if (ptp->evt_frag_idx != 1) {
1896                 ptp_event_failure(efx, 1);
1897                 return;
1898         }
1899
1900         netif_err(efx, hw, efx->net_dev, "PTP error %d\n", code);
1901 }
1902
1903 static void ptp_event_pps(struct efx_nic *efx, struct efx_ptp_data *ptp)
1904 {
1905         if (ptp->nic_ts_enabled)
1906                 queue_work(ptp->pps_workwq, &ptp->pps_work);
1907 }
1908
1909 void efx_ptp_event(struct efx_nic *efx, efx_qword_t *ev)
1910 {
1911         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1912         int code = EFX_QWORD_FIELD(*ev, MCDI_EVENT_CODE);
1913
1914         if (!ptp) {
1915                 if (!efx->ptp_warned) {
1916                         netif_warn(efx, drv, efx->net_dev,
1917                                    "Received PTP event but PTP not set up\n");
1918                         efx->ptp_warned = true;
1919                 }
1920                 return;
1921         }
1922
1923         if (!ptp->enabled)
1924                 return;
1925
1926         if (ptp->evt_frag_idx == 0) {
1927                 ptp->evt_code = code;
1928         } else if (ptp->evt_code != code) {
1929                 netif_err(efx, hw, efx->net_dev,
1930                           "PTP out of sequence event %d\n", code);
1931                 ptp->evt_frag_idx = 0;
1932         }
1933
1934         ptp->evt_frags[ptp->evt_frag_idx++] = *ev;
1935         if (!MCDI_EVENT_FIELD(*ev, CONT)) {
1936                 /* Process resulting event */
1937                 switch (code) {
1938                 case MCDI_EVENT_CODE_PTP_RX:
1939                         ptp_event_rx(efx, ptp);
1940                         break;
1941                 case MCDI_EVENT_CODE_PTP_FAULT:
1942                         ptp_event_fault(efx, ptp);
1943                         break;
1944                 case MCDI_EVENT_CODE_PTP_PPS:
1945                         ptp_event_pps(efx, ptp);
1946                         break;
1947                 default:
1948                         netif_err(efx, hw, efx->net_dev,
1949                                   "PTP unknown event %d\n", code);
1950                         break;
1951                 }
1952                 ptp->evt_frag_idx = 0;
1953         } else if (MAX_EVENT_FRAGS == ptp->evt_frag_idx) {
1954                 netif_err(efx, hw, efx->net_dev,
1955                           "PTP too many event fragments\n");
1956                 ptp->evt_frag_idx = 0;
1957         }
1958 }
1959
1960 void efx_time_sync_event(struct efx_channel *channel, efx_qword_t *ev)
1961 {
1962         struct efx_nic *efx = channel->efx;
1963         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
1964
1965         /* When extracting the sync timestamp minor value, we should discard
1966          * the least significant two bits. These are not required in order
1967          * to reconstruct full-range timestamps and they are optionally used
1968          * to report status depending on the options supplied when subscribing
1969          * for sync events.
1970          */
1971         channel->sync_timestamp_major = MCDI_EVENT_FIELD(*ev, PTP_TIME_MAJOR);
1972         channel->sync_timestamp_minor =
1973                 (MCDI_EVENT_FIELD(*ev, PTP_TIME_MINOR_MS_8BITS) & 0xFC)
1974                         << ptp->nic_time.sync_event_minor_shift;
1975
1976         /* if sync events have been disabled then we want to silently ignore
1977          * this event, so throw away result.
1978          */
1979         (void) cmpxchg(&channel->sync_events_state, SYNC_EVENTS_REQUESTED,
1980                        SYNC_EVENTS_VALID);
1981 }
1982
1983 static inline u32 efx_rx_buf_timestamp_minor(struct efx_nic *efx, const u8 *eh)
1984 {
1985 #if defined(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS)
1986         return __le32_to_cpup((const __le32 *)(eh + efx->rx_packet_ts_offset));
1987 #else
1988         const u8 *data = eh + efx->rx_packet_ts_offset;
1989         return (u32)data[0]       |
1990                (u32)data[1] << 8  |
1991                (u32)data[2] << 16 |
1992                (u32)data[3] << 24;
1993 #endif
1994 }
1995
1996 void __efx_rx_skb_attach_timestamp(struct efx_channel *channel,
1997                                    struct sk_buff *skb)
1998 {
1999         struct efx_nic *efx = channel->efx;
2000         struct efx_ptp_data *ptp = efx->ptp_data;
2001         u32 pkt_timestamp_major, pkt_timestamp_minor;
2002         u32 diff, carry;
2003         struct skb_shared_hwtstamps *timestamps;
2004
2005         if (channel->sync_events_state != SYNC_EVENTS_VALID)
2006                 return;
2007
2008         pkt_timestamp_minor = efx_rx_buf_timestamp_minor(efx, skb_mac_header(skb));
2009
2010         /* get the difference between the packet and sync timestamps,
2011          * modulo one second
2012          */
2013         diff = pkt_timestamp_minor - channel->sync_timestamp_minor;
2014         if (pkt_timestamp_minor < channel->sync_timestamp_minor)
2015                 diff += ptp->nic_time.minor_max;
2016
2017         /* do we roll over a second boundary and need to carry the one? */
2018         carry = (channel->sync_timestamp_minor >= ptp->nic_time.minor_max - diff) ?
2019                 1 : 0;
2020
2021         if (diff <= ptp->nic_time.sync_event_diff_max) {
2022                 /* packet is ahead of the sync event by a quarter of a second or
2023                  * less (allowing for fuzz)
2024                  */
2025                 pkt_timestamp_major = channel->sync_timestamp_major + carry;
2026         } else if (diff >= ptp->nic_time.sync_event_diff_min) {
2027                 /* packet is behind the sync event but within the fuzz factor.
2028                  * This means the RX packet and sync event crossed as they were
2029                  * placed on the event queue, which can sometimes happen.
2030                  */
2031                 pkt_timestamp_major = channel->sync_timestamp_major - 1 + carry;
2032         } else {
2033                 /* it's outside tolerance in both directions. this might be
2034                  * indicative of us missing sync events for some reason, so
2035                  * we'll call it an error rather than risk giving a bogus
2036                  * timestamp.
2037                  */
2038                 netif_vdbg(efx, drv, efx->net_dev,
2039                           "packet timestamp %x too far from sync event %x:%x\n",
2040                           pkt_timestamp_minor, channel->sync_timestamp_major,
2041                           channel->sync_timestamp_minor);
2042                 return;
2043         }
2044
2045         /* attach the timestamps to the skb */
2046         timestamps = skb_hwtstamps(skb);
2047         timestamps->hwtstamp =
2048                 ptp->nic_to_kernel_time(pkt_timestamp_major,
2049                                         pkt_timestamp_minor,
2050                                         ptp->ts_corrections.general_rx);
2051 }
2052
2053 static int efx_phc_adjfreq(struct ptp_clock_info *ptp, s32 delta)
2054 {
2055         struct efx_ptp_data *ptp_data = container_of(ptp,
2056                                                      struct efx_ptp_data,
2057                                                      phc_clock_info);
2058         struct efx_nic *efx = ptp_data->efx;
2059         MCDI_DECLARE_BUF(inadj, MC_CMD_PTP_IN_ADJUST_LEN);
2060         s64 adjustment_ns;
2061         int rc;
2062
2063         if (delta > MAX_PPB)
2064                 delta = MAX_PPB;
2065         else if (delta < -MAX_PPB)
2066                 delta = -MAX_PPB;
2067
2068         /* Convert ppb to fixed point ns taking care to round correctly. */
2069         adjustment_ns = ((s64)delta * PPB_SCALE_WORD +
2070                          (1 << (ptp_data->adjfreq_ppb_shift - 1))) >>
2071                         ptp_data->adjfreq_ppb_shift;
2072
2073         MCDI_SET_DWORD(inadj, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_ADJUST);
2074         MCDI_SET_DWORD(inadj, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
2075         MCDI_SET_QWORD(inadj, PTP_IN_ADJUST_FREQ, adjustment_ns);
2076         MCDI_SET_DWORD(inadj, PTP_IN_ADJUST_SECONDS, 0);
2077         MCDI_SET_DWORD(inadj, PTP_IN_ADJUST_NANOSECONDS, 0);
2078         rc = efx_mcdi_rpc(efx, MC_CMD_PTP, inadj, sizeof(inadj),
2079                           NULL, 0, NULL);
2080         if (rc != 0)
2081                 return rc;
2082
2083         ptp_data->current_adjfreq = adjustment_ns;
2084         return 0;
2085 }
2086
2087 static int efx_phc_adjtime(struct ptp_clock_info *ptp, s64 delta)
2088 {
2089         u32 nic_major, nic_minor;
2090         struct efx_ptp_data *ptp_data = container_of(ptp,
2091                                                      struct efx_ptp_data,
2092                                                      phc_clock_info);
2093         struct efx_nic *efx = ptp_data->efx;
2094         MCDI_DECLARE_BUF(inbuf, MC_CMD_PTP_IN_ADJUST_LEN);
2095
2096         efx->ptp_data->ns_to_nic_time(delta, &nic_major, &nic_minor);
2097
2098         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_ADJUST);
2099         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
2100         MCDI_SET_QWORD(inbuf, PTP_IN_ADJUST_FREQ, ptp_data->current_adjfreq);
2101         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_ADJUST_MAJOR, nic_major);
2102         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_ADJUST_MINOR, nic_minor);
2103         return efx_mcdi_rpc(efx, MC_CMD_PTP, inbuf, sizeof(inbuf),
2104                             NULL, 0, NULL);
2105 }
2106
2107 static int efx_phc_gettime(struct ptp_clock_info *ptp, struct timespec64 *ts)
2108 {
2109         struct efx_ptp_data *ptp_data = container_of(ptp,
2110                                                      struct efx_ptp_data,
2111                                                      phc_clock_info);
2112         struct efx_nic *efx = ptp_data->efx;
2113         MCDI_DECLARE_BUF(inbuf, MC_CMD_PTP_IN_READ_NIC_TIME_LEN);
2114         MCDI_DECLARE_BUF(outbuf, MC_CMD_PTP_OUT_READ_NIC_TIME_LEN);
2115         int rc;
2116         ktime_t kt;
2117
2118         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_OP, MC_CMD_PTP_OP_READ_NIC_TIME);
2119         MCDI_SET_DWORD(inbuf, PTP_IN_PERIPH_ID, 0);
2120
2121         rc = efx_mcdi_rpc(efx, MC_CMD_PTP, inbuf, sizeof(inbuf),
2122                           outbuf, sizeof(outbuf), NULL);
2123         if (rc != 0)
2124                 return rc;
2125
2126         kt = ptp_data->nic_to_kernel_time(
2127                 MCDI_DWORD(outbuf, PTP_OUT_READ_NIC_TIME_MAJOR),
2128                 MCDI_DWORD(outbuf, PTP_OUT_READ_NIC_TIME_MINOR), 0);
2129         *ts = ktime_to_timespec64(kt);
2130         return 0;
2131 }
2132
2133 static int efx_phc_settime(struct ptp_clock_info *ptp,
2134                            const struct timespec64 *e_ts)
2135 {
2136         /* Get the current NIC time, efx_phc_gettime.
2137          * Subtract from the desired time to get the offset
2138          * call efx_phc_adjtime with the offset
2139          */
2140         int rc;
2141         struct timespec64 time_now;
2142         struct timespec64 delta;
2143
2144         rc = efx_phc_gettime(ptp, &time_now);
2145         if (rc != 0)
2146                 return rc;
2147
2148         delta = timespec64_sub(*e_ts, time_now);
2149
2150         rc = efx_phc_adjtime(ptp, timespec64_to_ns(&delta));
2151         if (rc != 0)
2152                 return rc;
2153
2154         return 0;
2155 }
2156
2157 static int efx_phc_enable(struct ptp_clock_info *ptp,
2158                           struct ptp_clock_request *request,
2159                           int enable)
2160 {
2161         struct efx_ptp_data *ptp_data = container_of(ptp,
2162                                                      struct efx_ptp_data,
2163                                                      phc_clock_info);
2164         if (request->type != PTP_CLK_REQ_PPS)
2165                 return -EOPNOTSUPP;
2166
2167         ptp_data->nic_ts_enabled = !!enable;
2168         return 0;
2169 }
2170
2171 static const struct efx_channel_type efx_ptp_channel_type = {
2172         .handle_no_channel      = efx_ptp_handle_no_channel,
2173         .pre_probe              = efx_ptp_probe_channel,
2174         .post_remove            = efx_ptp_remove_channel,
2175         .get_name               = efx_ptp_get_channel_name,
2176         /* no copy operation; there is no need to reallocate this channel */
2177         .receive_skb            = efx_ptp_rx,
2178         .want_txqs              = efx_ptp_want_txqs,
2179         .keep_eventq            = false,
2180 };
2181
2182 void efx_ptp_defer_probe_with_channel(struct efx_nic *efx)
2183 {
2184         /* Check whether PTP is implemented on this NIC.  The DISABLE
2185          * operation will succeed if and only if it is implemented.
2186          */
2187         if (efx_ptp_disable(efx) == 0)
2188                 efx->extra_channel_type[EFX_EXTRA_CHANNEL_PTP] =
2189                         &efx_ptp_channel_type;
2190 }
2191
2192 void efx_ptp_start_datapath(struct efx_nic *efx)
2193 {
2194         if (efx_ptp_restart(efx))
2195                 netif_err(efx, drv, efx->net_dev, "Failed to restart PTP.\n");
2196         /* re-enable timestamping if it was previously enabled */
2197         if (efx->type->ptp_set_ts_sync_events)
2198                 efx->type->ptp_set_ts_sync_events(efx, true, true);
2199 }
2200
2201 void efx_ptp_stop_datapath(struct efx_nic *efx)
2202 {
2203         /* temporarily disable timestamping */
2204         if (efx->type->ptp_set_ts_sync_events)
2205                 efx->type->ptp_set_ts_sync_events(efx, false, true);
2206         efx_ptp_stop(efx);
2207 }