]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/net/ethernet/tile/tilegx.c
Merge tag 'sound-fix-4.12-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tiwai...
[karo-tx-linux.git] / drivers / net / ethernet / tile / tilegx.c
1 /*
2  * Copyright 2012 Tilera Corporation. All Rights Reserved.
3  *
4  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
5  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
6  *   as published by the Free Software Foundation, version 2.
7  *
8  *   This program is distributed in the hope that it will be useful, but
9  *   WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10  *   MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
11  *   NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for
12  *   more details.
13  */
14
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/moduleparam.h>
18 #include <linux/sched.h>
19 #include <linux/kernel.h>      /* printk() */
20 #include <linux/slab.h>        /* kmalloc() */
21 #include <linux/errno.h>       /* error codes */
22 #include <linux/types.h>       /* size_t */
23 #include <linux/interrupt.h>
24 #include <linux/in.h>
25 #include <linux/irq.h>
26 #include <linux/netdevice.h>   /* struct device, and other headers */
27 #include <linux/etherdevice.h> /* eth_type_trans */
28 #include <linux/skbuff.h>
29 #include <linux/ioctl.h>
30 #include <linux/cdev.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/in6.h>
33 #include <linux/timer.h>
34 #include <linux/hrtimer.h>
35 #include <linux/ktime.h>
36 #include <linux/io.h>
37 #include <linux/ctype.h>
38 #include <linux/ip.h>
39 #include <linux/ipv6.h>
40 #include <linux/tcp.h>
41 #include <linux/net_tstamp.h>
42 #include <linux/ptp_clock_kernel.h>
43 #include <linux/tick.h>
44
45 #include <asm/checksum.h>
46 #include <asm/homecache.h>
47 #include <gxio/mpipe.h>
48 #include <arch/sim.h>
49
50 /* Default transmit lockup timeout period, in jiffies. */
51 #define TILE_NET_TIMEOUT (5 * HZ)
52
53 /* The maximum number of distinct channels (idesc.channel is 5 bits). */
54 #define TILE_NET_CHANNELS 32
55
56 /* Maximum number of idescs to handle per "poll". */
57 #define TILE_NET_BATCH 128
58
59 /* Maximum number of packets to handle per "poll". */
60 #define TILE_NET_WEIGHT 64
61
62 /* Maximum Jumbo Packet MTU */
63 #define TILE_JUMBO_MAX_MTU 9000
64
65 /* Number of entries in each iqueue. */
66 #define IQUEUE_ENTRIES 512
67
68 /* Number of entries in each equeue. */
69 #define EQUEUE_ENTRIES 2048
70
71 /* Total header bytes per equeue slot.  Must be big enough for 2 bytes
72  * of NET_IP_ALIGN alignment, plus 14 bytes (?) of L2 header, plus up to
73  * 60 bytes of actual TCP header.  We round up to align to cache lines.
74  */
75 #define HEADER_BYTES 128
76
77 /* Maximum completions per cpu per device (must be a power of two).
78  * ISSUE: What is the right number here?  If this is too small, then
79  * egress might block waiting for free space in a completions array.
80  * ISSUE: At the least, allocate these only for initialized echannels.
81  */
82 #define TILE_NET_MAX_COMPS 64
83
84 #define MAX_FRAGS (MAX_SKB_FRAGS + 1)
85
86 /* The "kinds" of buffer stacks (small/large/jumbo). */
87 #define MAX_KINDS 3
88
89 /* Size of completions data to allocate.
90  * ISSUE: Probably more than needed since we don't use all the channels.
91  */
92 #define COMPS_SIZE (TILE_NET_CHANNELS * sizeof(struct tile_net_comps))
93
94 /* Size of NotifRing data to allocate. */
95 #define NOTIF_RING_SIZE (IQUEUE_ENTRIES * sizeof(gxio_mpipe_idesc_t))
96
97 /* Timeout to wake the per-device TX timer after we stop the queue.
98  * We don't want the timeout too short (adds overhead, and might end
99  * up causing stop/wake/stop/wake cycles) or too long (affects performance).
100  * For the 10 Gb NIC, 30 usec means roughly 30+ 1500-byte packets.
101  */
102 #define TX_TIMER_DELAY_USEC 30
103
104 /* Timeout to wake the per-cpu egress timer to free completions. */
105 #define EGRESS_TIMER_DELAY_USEC 1000
106
107 MODULE_AUTHOR("Tilera Corporation");
108 MODULE_LICENSE("GPL");
109
110 /* A "packet fragment" (a chunk of memory). */
111 struct frag {
112         void *buf;
113         size_t length;
114 };
115
116 /* A single completion. */
117 struct tile_net_comp {
118         /* The "complete_count" when the completion will be complete. */
119         s64 when;
120         /* The buffer to be freed when the completion is complete. */
121         struct sk_buff *skb;
122 };
123
124 /* The completions for a given cpu and echannel. */
125 struct tile_net_comps {
126         /* The completions. */
127         struct tile_net_comp comp_queue[TILE_NET_MAX_COMPS];
128         /* The number of completions used. */
129         unsigned long comp_next;
130         /* The number of completions freed. */
131         unsigned long comp_last;
132 };
133
134 /* The transmit wake timer for a given cpu and echannel. */
135 struct tile_net_tx_wake {
136         int tx_queue_idx;
137         struct hrtimer timer;
138         struct net_device *dev;
139 };
140
141 /* Info for a specific cpu. */
142 struct tile_net_info {
143         /* Our cpu. */
144         int my_cpu;
145         /* A timer for handling egress completions. */
146         struct hrtimer egress_timer;
147         /* True if "egress_timer" is scheduled. */
148         bool egress_timer_scheduled;
149         struct info_mpipe {
150                 /* Packet queue. */
151                 gxio_mpipe_iqueue_t iqueue;
152                 /* The NAPI struct. */
153                 struct napi_struct napi;
154                 /* Number of buffers (by kind) which must still be provided. */
155                 unsigned int num_needed_buffers[MAX_KINDS];
156                 /* instance id. */
157                 int instance;
158                 /* True if iqueue is valid. */
159                 bool has_iqueue;
160                 /* NAPI flags. */
161                 bool napi_added;
162                 bool napi_enabled;
163                 /* Comps for each egress channel. */
164                 struct tile_net_comps *comps_for_echannel[TILE_NET_CHANNELS];
165                 /* Transmit wake timer for each egress channel. */
166                 struct tile_net_tx_wake tx_wake[TILE_NET_CHANNELS];
167         } mpipe[NR_MPIPE_MAX];
168 };
169
170 /* Info for egress on a particular egress channel. */
171 struct tile_net_egress {
172         /* The "equeue". */
173         gxio_mpipe_equeue_t *equeue;
174         /* The headers for TSO. */
175         unsigned char *headers;
176 };
177
178 /* Info for a specific device. */
179 struct tile_net_priv {
180         /* Our network device. */
181         struct net_device *dev;
182         /* The primary link. */
183         gxio_mpipe_link_t link;
184         /* The primary channel, if open, else -1. */
185         int channel;
186         /* The "loopify" egress link, if needed. */
187         gxio_mpipe_link_t loopify_link;
188         /* The "loopify" egress channel, if open, else -1. */
189         int loopify_channel;
190         /* The egress channel (channel or loopify_channel). */
191         int echannel;
192         /* mPIPE instance, 0 or 1. */
193         int instance;
194         /* The timestamp config. */
195         struct hwtstamp_config stamp_cfg;
196 };
197
198 static struct mpipe_data {
199         /* The ingress irq. */
200         int ingress_irq;
201
202         /* The "context" for all devices. */
203         gxio_mpipe_context_t context;
204
205         /* Egress info, indexed by "priv->echannel"
206          * (lazily created as needed).
207          */
208         struct tile_net_egress
209         egress_for_echannel[TILE_NET_CHANNELS];
210
211         /* Devices currently associated with each channel.
212          * NOTE: The array entry can become NULL after ifconfig down, but
213          * we do not free the underlying net_device structures, so it is
214          * safe to use a pointer after reading it from this array.
215          */
216         struct net_device
217         *tile_net_devs_for_channel[TILE_NET_CHANNELS];
218
219         /* The actual memory allocated for the buffer stacks. */
220         void *buffer_stack_vas[MAX_KINDS];
221
222         /* The amount of memory allocated for each buffer stack. */
223         size_t buffer_stack_bytes[MAX_KINDS];
224
225         /* The first buffer stack index
226          * (small = +0, large = +1, jumbo = +2).
227          */
228         int first_buffer_stack;
229
230         /* The buckets. */
231         int first_bucket;
232         int num_buckets;
233
234         /* PTP-specific data. */
235         struct ptp_clock *ptp_clock;
236         struct ptp_clock_info caps;
237
238         /* Lock for ptp accessors. */
239         struct mutex ptp_lock;
240
241 } mpipe_data[NR_MPIPE_MAX] = {
242         [0 ... (NR_MPIPE_MAX - 1)] {
243                 .ingress_irq = -1,
244                 .first_buffer_stack = -1,
245                 .first_bucket = -1,
246                 .num_buckets = 1
247         }
248 };
249
250 /* A mutex for "tile_net_devs_for_channel". */
251 static DEFINE_MUTEX(tile_net_devs_for_channel_mutex);
252
253 /* The per-cpu info. */
254 static DEFINE_PER_CPU(struct tile_net_info, per_cpu_info);
255
256
257 /* The buffer size enums for each buffer stack.
258  * See arch/tile/include/gxio/mpipe.h for the set of possible values.
259  * We avoid the "10384" size because it can induce "false chaining"
260  * on "cut-through" jumbo packets.
261  */
262 static gxio_mpipe_buffer_size_enum_t buffer_size_enums[MAX_KINDS] = {
263         GXIO_MPIPE_BUFFER_SIZE_128,
264         GXIO_MPIPE_BUFFER_SIZE_1664,
265         GXIO_MPIPE_BUFFER_SIZE_16384
266 };
267
268 /* Text value of tile_net.cpus if passed as a module parameter. */
269 static char *network_cpus_string;
270
271 /* The actual cpus in "network_cpus". */
272 static struct cpumask network_cpus_map;
273
274 /* If "tile_net.loopify=LINK" was specified, this is "LINK". */
275 static char *loopify_link_name;
276
277 /* If "tile_net.custom" was specified, this is true. */
278 static bool custom_flag;
279
280 /* If "tile_net.jumbo=NUM" was specified, this is "NUM". */
281 static uint jumbo_num;
282
283 /* Obtain mpipe instance from struct tile_net_priv given struct net_device. */
284 static inline int mpipe_instance(struct net_device *dev)
285 {
286         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
287         return priv->instance;
288 }
289
290 /* The "tile_net.cpus" argument specifies the cpus that are dedicated
291  * to handle ingress packets.
292  *
293  * The parameter should be in the form "tile_net.cpus=m-n[,x-y]", where
294  * m, n, x, y are integer numbers that represent the cpus that can be
295  * neither a dedicated cpu nor a dataplane cpu.
296  */
297 static bool network_cpus_init(void)
298 {
299         int rc;
300
301         if (network_cpus_string == NULL)
302                 return false;
303
304         rc = cpulist_parse_crop(network_cpus_string, &network_cpus_map);
305         if (rc != 0) {
306                 pr_warn("tile_net.cpus=%s: malformed cpu list\n",
307                         network_cpus_string);
308                 return false;
309         }
310
311         /* Remove dedicated cpus. */
312         cpumask_and(&network_cpus_map, &network_cpus_map, cpu_possible_mask);
313
314         if (cpumask_empty(&network_cpus_map)) {
315                 pr_warn("Ignoring empty tile_net.cpus='%s'.\n",
316                         network_cpus_string);
317                 return false;
318         }
319
320         pr_info("Linux network CPUs: %*pbl\n",
321                 cpumask_pr_args(&network_cpus_map));
322         return true;
323 }
324
325 module_param_named(cpus, network_cpus_string, charp, 0444);
326 MODULE_PARM_DESC(cpus, "cpulist of cores that handle network interrupts");
327
328 /* The "tile_net.loopify=LINK" argument causes the named device to
329  * actually use "loop0" for ingress, and "loop1" for egress.  This
330  * allows an app to sit between the actual link and linux, passing
331  * (some) packets along to linux, and forwarding (some) packets sent
332  * out by linux.
333  */
334 module_param_named(loopify, loopify_link_name, charp, 0444);
335 MODULE_PARM_DESC(loopify, "name the device to use loop0/1 for ingress/egress");
336
337 /* The "tile_net.custom" argument causes us to ignore the "conventional"
338  * classifier metadata, in particular, the "l2_offset".
339  */
340 module_param_named(custom, custom_flag, bool, 0444);
341 MODULE_PARM_DESC(custom, "indicates a (heavily) customized classifier");
342
343 /* The "tile_net.jumbo" argument causes us to support "jumbo" packets,
344  * and to allocate the given number of "jumbo" buffers.
345  */
346 module_param_named(jumbo, jumbo_num, uint, 0444);
347 MODULE_PARM_DESC(jumbo, "the number of buffers to support jumbo packets");
348
349 /* Atomically update a statistics field.
350  * Note that on TILE-Gx, this operation is fire-and-forget on the
351  * issuing core (single-cycle dispatch) and takes only a few cycles
352  * longer than a regular store when the request reaches the home cache.
353  * No expensive bus management overhead is required.
354  */
355 static void tile_net_stats_add(unsigned long value, unsigned long *field)
356 {
357         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_long_t) != sizeof(unsigned long));
358         atomic_long_add(value, (atomic_long_t *)field);
359 }
360
361 /* Allocate and push a buffer. */
362 static bool tile_net_provide_buffer(int instance, int kind)
363 {
364         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
365         gxio_mpipe_buffer_size_enum_t bse = buffer_size_enums[kind];
366         size_t bs = gxio_mpipe_buffer_size_enum_to_buffer_size(bse);
367         const unsigned long buffer_alignment = 128;
368         struct sk_buff *skb;
369         int len;
370
371         len = sizeof(struct sk_buff **) + buffer_alignment + bs;
372         skb = dev_alloc_skb(len);
373         if (skb == NULL)
374                 return false;
375
376         /* Make room for a back-pointer to 'skb' and guarantee alignment. */
377         skb_reserve(skb, sizeof(struct sk_buff **));
378         skb_reserve(skb, -(long)skb->data & (buffer_alignment - 1));
379
380         /* Save a back-pointer to 'skb'. */
381         *(struct sk_buff **)(skb->data - sizeof(struct sk_buff **)) = skb;
382
383         /* Make sure "skb" and the back-pointer have been flushed. */
384         wmb();
385
386         gxio_mpipe_push_buffer(&md->context, md->first_buffer_stack + kind,
387                                (void *)va_to_tile_io_addr(skb->data));
388
389         return true;
390 }
391
392 /* Convert a raw mpipe buffer to its matching skb pointer. */
393 static struct sk_buff *mpipe_buf_to_skb(void *va)
394 {
395         /* Acquire the associated "skb". */
396         struct sk_buff **skb_ptr = va - sizeof(*skb_ptr);
397         struct sk_buff *skb = *skb_ptr;
398
399         /* Paranoia. */
400         if (skb->data != va) {
401                 /* Panic here since there's a reasonable chance
402                  * that corrupt buffers means generic memory
403                  * corruption, with unpredictable system effects.
404                  */
405                 panic("Corrupt linux buffer! va=%p, skb=%p, skb->data=%p",
406                       va, skb, skb->data);
407         }
408
409         return skb;
410 }
411
412 static void tile_net_pop_all_buffers(int instance, int stack)
413 {
414         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
415
416         for (;;) {
417                 tile_io_addr_t addr =
418                         (tile_io_addr_t)gxio_mpipe_pop_buffer(&md->context,
419                                                               stack);
420                 if (addr == 0)
421                         break;
422                 dev_kfree_skb_irq(mpipe_buf_to_skb(tile_io_addr_to_va(addr)));
423         }
424 }
425
426 /* Provide linux buffers to mPIPE. */
427 static void tile_net_provide_needed_buffers(void)
428 {
429         struct tile_net_info *info = this_cpu_ptr(&per_cpu_info);
430         int instance, kind;
431         for (instance = 0; instance < NR_MPIPE_MAX &&
432                      info->mpipe[instance].has_iqueue; instance++)      {
433                 for (kind = 0; kind < MAX_KINDS; kind++) {
434                         while (info->mpipe[instance].num_needed_buffers[kind]
435                                != 0) {
436                                 if (!tile_net_provide_buffer(instance, kind)) {
437                                         pr_notice("Tile %d still needs"
438                                                   " some buffers\n",
439                                                   info->my_cpu);
440                                         return;
441                                 }
442                                 info->mpipe[instance].
443                                         num_needed_buffers[kind]--;
444                         }
445                 }
446         }
447 }
448
449 /* Get RX timestamp, and store it in the skb. */
450 static void tile_rx_timestamp(struct tile_net_priv *priv, struct sk_buff *skb,
451                               gxio_mpipe_idesc_t *idesc)
452 {
453         if (unlikely(priv->stamp_cfg.rx_filter != HWTSTAMP_FILTER_NONE)) {
454                 struct skb_shared_hwtstamps *shhwtstamps = skb_hwtstamps(skb);
455                 memset(shhwtstamps, 0, sizeof(*shhwtstamps));
456                 shhwtstamps->hwtstamp = ktime_set(idesc->time_stamp_sec,
457                                                   idesc->time_stamp_ns);
458         }
459 }
460
461 /* Get TX timestamp, and store it in the skb. */
462 static void tile_tx_timestamp(struct sk_buff *skb, int instance)
463 {
464         struct skb_shared_info *shtx = skb_shinfo(skb);
465         if (unlikely((shtx->tx_flags & SKBTX_HW_TSTAMP) != 0)) {
466                 struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
467                 struct skb_shared_hwtstamps shhwtstamps;
468                 struct timespec64 ts;
469
470                 shtx->tx_flags |= SKBTX_IN_PROGRESS;
471                 gxio_mpipe_get_timestamp(&md->context, &ts);
472                 memset(&shhwtstamps, 0, sizeof(shhwtstamps));
473                 shhwtstamps.hwtstamp = ktime_set(ts.tv_sec, ts.tv_nsec);
474                 skb_tstamp_tx(skb, &shhwtstamps);
475         }
476 }
477
478 /* Use ioctl() to enable or disable TX or RX timestamping. */
479 static int tile_hwtstamp_set(struct net_device *dev, struct ifreq *rq)
480 {
481         struct hwtstamp_config config;
482         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
483
484         if (copy_from_user(&config, rq->ifr_data, sizeof(config)))
485                 return -EFAULT;
486
487         if (config.flags)  /* reserved for future extensions */
488                 return -EINVAL;
489
490         switch (config.tx_type) {
491         case HWTSTAMP_TX_OFF:
492         case HWTSTAMP_TX_ON:
493                 break;
494         default:
495                 return -ERANGE;
496         }
497
498         switch (config.rx_filter) {
499         case HWTSTAMP_FILTER_NONE:
500                 break;
501         case HWTSTAMP_FILTER_ALL:
502         case HWTSTAMP_FILTER_SOME:
503         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_EVENT:
504         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_SYNC:
505         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_DELAY_REQ:
506         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L4_EVENT:
507         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L4_SYNC:
508         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L4_DELAY_REQ:
509         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L2_EVENT:
510         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L2_SYNC:
511         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L2_DELAY_REQ:
512         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_EVENT:
513         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_SYNC:
514         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_DELAY_REQ:
515                 config.rx_filter = HWTSTAMP_FILTER_ALL;
516                 break;
517         default:
518                 return -ERANGE;
519         }
520
521         if (copy_to_user(rq->ifr_data, &config, sizeof(config)))
522                 return -EFAULT;
523
524         priv->stamp_cfg = config;
525         return 0;
526 }
527
528 static int tile_hwtstamp_get(struct net_device *dev, struct ifreq *rq)
529 {
530         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
531
532         if (copy_to_user(rq->ifr_data, &priv->stamp_cfg,
533                          sizeof(priv->stamp_cfg)))
534                 return -EFAULT;
535
536         return 0;
537 }
538
539 static inline bool filter_packet(struct net_device *dev, void *buf)
540 {
541         /* Filter packets received before we're up. */
542         if (dev == NULL || !(dev->flags & IFF_UP))
543                 return true;
544
545         /* Filter out packets that aren't for us. */
546         if (!(dev->flags & IFF_PROMISC) &&
547             !is_multicast_ether_addr(buf) &&
548             !ether_addr_equal(dev->dev_addr, buf))
549                 return true;
550
551         return false;
552 }
553
554 static void tile_net_receive_skb(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb,
555                                  gxio_mpipe_idesc_t *idesc, unsigned long len)
556 {
557         struct tile_net_info *info = this_cpu_ptr(&per_cpu_info);
558         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
559         int instance = priv->instance;
560
561         /* Encode the actual packet length. */
562         skb_put(skb, len);
563
564         skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
565
566         /* Acknowledge "good" hardware checksums. */
567         if (idesc->cs && idesc->csum_seed_val == 0xFFFF)
568                 skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
569
570         /* Get RX timestamp from idesc. */
571         tile_rx_timestamp(priv, skb, idesc);
572
573         napi_gro_receive(&info->mpipe[instance].napi, skb);
574
575         /* Update stats. */
576         tile_net_stats_add(1, &dev->stats.rx_packets);
577         tile_net_stats_add(len, &dev->stats.rx_bytes);
578
579         /* Need a new buffer. */
580         if (idesc->size == buffer_size_enums[0])
581                 info->mpipe[instance].num_needed_buffers[0]++;
582         else if (idesc->size == buffer_size_enums[1])
583                 info->mpipe[instance].num_needed_buffers[1]++;
584         else
585                 info->mpipe[instance].num_needed_buffers[2]++;
586 }
587
588 /* Handle a packet.  Return true if "processed", false if "filtered". */
589 static bool tile_net_handle_packet(int instance, gxio_mpipe_idesc_t *idesc)
590 {
591         struct tile_net_info *info = this_cpu_ptr(&per_cpu_info);
592         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
593         struct net_device *dev = md->tile_net_devs_for_channel[idesc->channel];
594         uint8_t l2_offset;
595         void *va;
596         void *buf;
597         unsigned long len;
598         bool filter;
599
600         /* Drop packets for which no buffer was available (which can
601          * happen under heavy load), or for which the me/tr/ce flags
602          * are set (which can happen for jumbo cut-through packets,
603          * or with a customized classifier).
604          */
605         if (idesc->be || idesc->me || idesc->tr || idesc->ce) {
606                 if (dev)
607                         tile_net_stats_add(1, &dev->stats.rx_errors);
608                 goto drop;
609         }
610
611         /* Get the "l2_offset", if allowed. */
612         l2_offset = custom_flag ? 0 : gxio_mpipe_idesc_get_l2_offset(idesc);
613
614         /* Get the VA (including NET_IP_ALIGN bytes of "headroom"). */
615         va = tile_io_addr_to_va((unsigned long)idesc->va);
616
617         /* Get the actual packet start/length. */
618         buf = va + l2_offset;
619         len = idesc->l2_size - l2_offset;
620
621         /* Point "va" at the raw buffer. */
622         va -= NET_IP_ALIGN;
623
624         filter = filter_packet(dev, buf);
625         if (filter) {
626                 if (dev)
627                         tile_net_stats_add(1, &dev->stats.rx_dropped);
628 drop:
629                 gxio_mpipe_iqueue_drop(&info->mpipe[instance].iqueue, idesc);
630         } else {
631                 struct sk_buff *skb = mpipe_buf_to_skb(va);
632
633                 /* Skip headroom, and any custom header. */
634                 skb_reserve(skb, NET_IP_ALIGN + l2_offset);
635
636                 tile_net_receive_skb(dev, skb, idesc, len);
637         }
638
639         gxio_mpipe_iqueue_consume(&info->mpipe[instance].iqueue, idesc);
640         return !filter;
641 }
642
643 /* Handle some packets for the current CPU.
644  *
645  * This function handles up to TILE_NET_BATCH idescs per call.
646  *
647  * ISSUE: Since we do not provide new buffers until this function is
648  * complete, we must initially provide enough buffers for each network
649  * cpu to fill its iqueue and also its batched idescs.
650  *
651  * ISSUE: The "rotting packet" race condition occurs if a packet
652  * arrives after the queue appears to be empty, and before the
653  * hypervisor interrupt is re-enabled.
654  */
655 static int tile_net_poll(struct napi_struct *napi, int budget)
656 {
657         struct tile_net_info *info = this_cpu_ptr(&per_cpu_info);
658         unsigned int work = 0;
659         gxio_mpipe_idesc_t *idesc;
660         int instance, i, n;
661         struct mpipe_data *md;
662         struct info_mpipe *info_mpipe =
663                 container_of(napi, struct info_mpipe, napi);
664
665         if (budget <= 0)
666                 goto done;
667
668         instance = info_mpipe->instance;
669         while ((n = gxio_mpipe_iqueue_try_peek(
670                         &info_mpipe->iqueue,
671                         &idesc)) > 0) {
672                 for (i = 0; i < n; i++) {
673                         if (i == TILE_NET_BATCH)
674                                 goto done;
675                         if (tile_net_handle_packet(instance,
676                                                    idesc + i)) {
677                                 if (++work >= budget)
678                                         goto done;
679                         }
680                 }
681         }
682
683         /* There are no packets left. */
684         napi_complete_done(&info_mpipe->napi, work);
685
686         md = &mpipe_data[instance];
687         /* Re-enable hypervisor interrupts. */
688         gxio_mpipe_enable_notif_ring_interrupt(
689                 &md->context, info->mpipe[instance].iqueue.ring);
690
691         /* HACK: Avoid the "rotting packet" problem. */
692         if (gxio_mpipe_iqueue_try_peek(&info_mpipe->iqueue, &idesc) > 0)
693                 napi_schedule(&info_mpipe->napi);
694
695         /* ISSUE: Handle completions? */
696
697 done:
698         tile_net_provide_needed_buffers();
699
700         return work;
701 }
702
703 /* Handle an ingress interrupt from an instance on the current cpu. */
704 static irqreturn_t tile_net_handle_ingress_irq(int irq, void *id)
705 {
706         struct tile_net_info *info = this_cpu_ptr(&per_cpu_info);
707         napi_schedule(&info->mpipe[(uint64_t)id].napi);
708         return IRQ_HANDLED;
709 }
710
711 /* Free some completions.  This must be called with interrupts blocked. */
712 static int tile_net_free_comps(gxio_mpipe_equeue_t *equeue,
713                                 struct tile_net_comps *comps,
714                                 int limit, bool force_update)
715 {
716         int n = 0;
717         while (comps->comp_last < comps->comp_next) {
718                 unsigned int cid = comps->comp_last % TILE_NET_MAX_COMPS;
719                 struct tile_net_comp *comp = &comps->comp_queue[cid];
720                 if (!gxio_mpipe_equeue_is_complete(equeue, comp->when,
721                                                    force_update || n == 0))
722                         break;
723                 dev_kfree_skb_irq(comp->skb);
724                 comps->comp_last++;
725                 if (++n == limit)
726                         break;
727         }
728         return n;
729 }
730
731 /* Add a completion.  This must be called with interrupts blocked.
732  * tile_net_equeue_try_reserve() will have ensured a free completion entry.
733  */
734 static void add_comp(gxio_mpipe_equeue_t *equeue,
735                      struct tile_net_comps *comps,
736                      uint64_t when, struct sk_buff *skb)
737 {
738         int cid = comps->comp_next % TILE_NET_MAX_COMPS;
739         comps->comp_queue[cid].when = when;
740         comps->comp_queue[cid].skb = skb;
741         comps->comp_next++;
742 }
743
744 static void tile_net_schedule_tx_wake_timer(struct net_device *dev,
745                                             int tx_queue_idx)
746 {
747         struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, tx_queue_idx);
748         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
749         int instance = priv->instance;
750         struct tile_net_tx_wake *tx_wake =
751                 &info->mpipe[instance].tx_wake[priv->echannel];
752
753         hrtimer_start(&tx_wake->timer,
754                       TX_TIMER_DELAY_USEC * 1000UL,
755                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
756 }
757
758 static enum hrtimer_restart tile_net_handle_tx_wake_timer(struct hrtimer *t)
759 {
760         struct tile_net_tx_wake *tx_wake =
761                 container_of(t, struct tile_net_tx_wake, timer);
762         netif_wake_subqueue(tx_wake->dev, tx_wake->tx_queue_idx);
763         return HRTIMER_NORESTART;
764 }
765
766 /* Make sure the egress timer is scheduled. */
767 static void tile_net_schedule_egress_timer(void)
768 {
769         struct tile_net_info *info = this_cpu_ptr(&per_cpu_info);
770
771         if (!info->egress_timer_scheduled) {
772                 hrtimer_start(&info->egress_timer,
773                               EGRESS_TIMER_DELAY_USEC * 1000UL,
774                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
775                 info->egress_timer_scheduled = true;
776         }
777 }
778
779 /* The "function" for "info->egress_timer".
780  *
781  * This timer will reschedule itself as long as there are any pending
782  * completions expected for this tile.
783  */
784 static enum hrtimer_restart tile_net_handle_egress_timer(struct hrtimer *t)
785 {
786         struct tile_net_info *info = this_cpu_ptr(&per_cpu_info);
787         unsigned long irqflags;
788         bool pending = false;
789         int i, instance;
790
791         local_irq_save(irqflags);
792
793         /* The timer is no longer scheduled. */
794         info->egress_timer_scheduled = false;
795
796         /* Free all possible comps for this tile. */
797         for (instance = 0; instance < NR_MPIPE_MAX &&
798                      info->mpipe[instance].has_iqueue; instance++) {
799                 for (i = 0; i < TILE_NET_CHANNELS; i++) {
800                         struct tile_net_egress *egress =
801                                 &mpipe_data[instance].egress_for_echannel[i];
802                         struct tile_net_comps *comps =
803                                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[i];
804                         if (!egress || comps->comp_last >= comps->comp_next)
805                                 continue;
806                         tile_net_free_comps(egress->equeue, comps, -1, true);
807                         pending = pending ||
808                                 (comps->comp_last < comps->comp_next);
809                 }
810         }
811
812         /* Reschedule timer if needed. */
813         if (pending)
814                 tile_net_schedule_egress_timer();
815
816         local_irq_restore(irqflags);
817
818         return HRTIMER_NORESTART;
819 }
820
821 /* PTP clock operations. */
822
823 static int ptp_mpipe_adjfreq(struct ptp_clock_info *ptp, s32 ppb)
824 {
825         int ret = 0;
826         struct mpipe_data *md = container_of(ptp, struct mpipe_data, caps);
827         mutex_lock(&md->ptp_lock);
828         if (gxio_mpipe_adjust_timestamp_freq(&md->context, ppb))
829                 ret = -EINVAL;
830         mutex_unlock(&md->ptp_lock);
831         return ret;
832 }
833
834 static int ptp_mpipe_adjtime(struct ptp_clock_info *ptp, s64 delta)
835 {
836         int ret = 0;
837         struct mpipe_data *md = container_of(ptp, struct mpipe_data, caps);
838         mutex_lock(&md->ptp_lock);
839         if (gxio_mpipe_adjust_timestamp(&md->context, delta))
840                 ret = -EBUSY;
841         mutex_unlock(&md->ptp_lock);
842         return ret;
843 }
844
845 static int ptp_mpipe_gettime(struct ptp_clock_info *ptp,
846                              struct timespec64 *ts)
847 {
848         int ret = 0;
849         struct mpipe_data *md = container_of(ptp, struct mpipe_data, caps);
850         mutex_lock(&md->ptp_lock);
851         if (gxio_mpipe_get_timestamp(&md->context, ts))
852                 ret = -EBUSY;
853         mutex_unlock(&md->ptp_lock);
854         return ret;
855 }
856
857 static int ptp_mpipe_settime(struct ptp_clock_info *ptp,
858                              const struct timespec64 *ts)
859 {
860         int ret = 0;
861         struct mpipe_data *md = container_of(ptp, struct mpipe_data, caps);
862         mutex_lock(&md->ptp_lock);
863         if (gxio_mpipe_set_timestamp(&md->context, ts))
864                 ret = -EBUSY;
865         mutex_unlock(&md->ptp_lock);
866         return ret;
867 }
868
869 static int ptp_mpipe_enable(struct ptp_clock_info *ptp,
870                             struct ptp_clock_request *request, int on)
871 {
872         return -EOPNOTSUPP;
873 }
874
875 static struct ptp_clock_info ptp_mpipe_caps = {
876         .owner          = THIS_MODULE,
877         .name           = "mPIPE clock",
878         .max_adj        = 999999999,
879         .n_ext_ts       = 0,
880         .n_pins         = 0,
881         .pps            = 0,
882         .adjfreq        = ptp_mpipe_adjfreq,
883         .adjtime        = ptp_mpipe_adjtime,
884         .gettime64      = ptp_mpipe_gettime,
885         .settime64      = ptp_mpipe_settime,
886         .enable         = ptp_mpipe_enable,
887 };
888
889 /* Sync mPIPE's timestamp up with Linux system time and register PTP clock. */
890 static void register_ptp_clock(struct net_device *dev, struct mpipe_data *md)
891 {
892         struct timespec64 ts;
893
894         ktime_get_ts64(&ts);
895         gxio_mpipe_set_timestamp(&md->context, &ts);
896
897         mutex_init(&md->ptp_lock);
898         md->caps = ptp_mpipe_caps;
899         md->ptp_clock = ptp_clock_register(&md->caps, NULL);
900         if (IS_ERR(md->ptp_clock))
901                 netdev_err(dev, "ptp_clock_register failed %ld\n",
902                            PTR_ERR(md->ptp_clock));
903 }
904
905 /* Initialize PTP fields in a new device. */
906 static void init_ptp_dev(struct tile_net_priv *priv)
907 {
908         priv->stamp_cfg.rx_filter = HWTSTAMP_FILTER_NONE;
909         priv->stamp_cfg.tx_type = HWTSTAMP_TX_OFF;
910 }
911
912 /* Helper functions for "tile_net_update()". */
913 static void enable_ingress_irq(void *irq)
914 {
915         enable_percpu_irq((long)irq, 0);
916 }
917
918 static void disable_ingress_irq(void *irq)
919 {
920         disable_percpu_irq((long)irq);
921 }
922
923 /* Helper function for tile_net_open() and tile_net_stop().
924  * Always called under tile_net_devs_for_channel_mutex.
925  */
926 static int tile_net_update(struct net_device *dev)
927 {
928         static gxio_mpipe_rules_t rules;  /* too big to fit on the stack */
929         bool saw_channel = false;
930         int instance = mpipe_instance(dev);
931         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
932         int channel;
933         int rc;
934         int cpu;
935
936         saw_channel = false;
937         gxio_mpipe_rules_init(&rules, &md->context);
938
939         for (channel = 0; channel < TILE_NET_CHANNELS; channel++) {
940                 if (md->tile_net_devs_for_channel[channel] == NULL)
941                         continue;
942                 if (!saw_channel) {
943                         saw_channel = true;
944                         gxio_mpipe_rules_begin(&rules, md->first_bucket,
945                                                md->num_buckets, NULL);
946                         gxio_mpipe_rules_set_headroom(&rules, NET_IP_ALIGN);
947                 }
948                 gxio_mpipe_rules_add_channel(&rules, channel);
949         }
950
951         /* NOTE: This can fail if there is no classifier.
952          * ISSUE: Can anything else cause it to fail?
953          */
954         rc = gxio_mpipe_rules_commit(&rules);
955         if (rc != 0) {
956                 netdev_warn(dev, "gxio_mpipe_rules_commit: mpipe[%d] %d\n",
957                             instance, rc);
958                 return -EIO;
959         }
960
961         /* Update all cpus, sequentially (to protect "netif_napi_add()").
962          * We use on_each_cpu to handle the IPI mask or unmask.
963          */
964         if (!saw_channel)
965                 on_each_cpu(disable_ingress_irq,
966                             (void *)(long)(md->ingress_irq), 1);
967         for_each_online_cpu(cpu) {
968                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
969
970                 if (!info->mpipe[instance].has_iqueue)
971                         continue;
972                 if (saw_channel) {
973                         if (!info->mpipe[instance].napi_added) {
974                                 netif_napi_add(dev, &info->mpipe[instance].napi,
975                                                tile_net_poll, TILE_NET_WEIGHT);
976                                 info->mpipe[instance].napi_added = true;
977                         }
978                         if (!info->mpipe[instance].napi_enabled) {
979                                 napi_enable(&info->mpipe[instance].napi);
980                                 info->mpipe[instance].napi_enabled = true;
981                         }
982                 } else {
983                         if (info->mpipe[instance].napi_enabled) {
984                                 napi_disable(&info->mpipe[instance].napi);
985                                 info->mpipe[instance].napi_enabled = false;
986                         }
987                         /* FIXME: Drain the iqueue. */
988                 }
989         }
990         if (saw_channel)
991                 on_each_cpu(enable_ingress_irq,
992                             (void *)(long)(md->ingress_irq), 1);
993
994         /* HACK: Allow packets to flow in the simulator. */
995         if (saw_channel)
996                 sim_enable_mpipe_links(instance, -1);
997
998         return 0;
999 }
1000
1001 /* Initialize a buffer stack. */
1002 static int create_buffer_stack(struct net_device *dev,
1003                                int kind, size_t num_buffers)
1004 {
1005         pte_t hash_pte = pte_set_home((pte_t) { 0 }, PAGE_HOME_HASH);
1006         int instance = mpipe_instance(dev);
1007         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1008         size_t needed = gxio_mpipe_calc_buffer_stack_bytes(num_buffers);
1009         int stack_idx = md->first_buffer_stack + kind;
1010         void *va;
1011         int i, rc;
1012
1013         /* Round up to 64KB and then use alloc_pages() so we get the
1014          * required 64KB alignment.
1015          */
1016         md->buffer_stack_bytes[kind] =
1017                 ALIGN(needed, 64 * 1024);
1018
1019         va = alloc_pages_exact(md->buffer_stack_bytes[kind], GFP_KERNEL);
1020         if (va == NULL) {
1021                 netdev_err(dev,
1022                            "Could not alloc %zd bytes for buffer stack %d\n",
1023                            md->buffer_stack_bytes[kind], kind);
1024                 return -ENOMEM;
1025         }
1026
1027         /* Initialize the buffer stack. */
1028         rc = gxio_mpipe_init_buffer_stack(&md->context, stack_idx,
1029                                           buffer_size_enums[kind],  va,
1030                                           md->buffer_stack_bytes[kind], 0);
1031         if (rc != 0) {
1032                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_init_buffer_stack: mpipe[%d] %d\n",
1033                            instance, rc);
1034                 free_pages_exact(va, md->buffer_stack_bytes[kind]);
1035                 return rc;
1036         }
1037
1038         md->buffer_stack_vas[kind] = va;
1039
1040         rc = gxio_mpipe_register_client_memory(&md->context, stack_idx,
1041                                                hash_pte, 0);
1042         if (rc != 0) {
1043                 netdev_err(dev,
1044                            "gxio_mpipe_register_client_memory: mpipe[%d] %d\n",
1045                            instance, rc);
1046                 return rc;
1047         }
1048
1049         /* Provide initial buffers. */
1050         for (i = 0; i < num_buffers; i++) {
1051                 if (!tile_net_provide_buffer(instance, kind)) {
1052                         netdev_err(dev, "Cannot allocate initial sk_bufs!\n");
1053                         return -ENOMEM;
1054                 }
1055         }
1056
1057         return 0;
1058 }
1059
1060 /* Allocate and initialize mpipe buffer stacks, and register them in
1061  * the mPIPE TLBs, for small, large, and (possibly) jumbo packet sizes.
1062  * This routine supports tile_net_init_mpipe(), below.
1063  */
1064 static int init_buffer_stacks(struct net_device *dev,
1065                               int network_cpus_count)
1066 {
1067         int num_kinds = MAX_KINDS - (jumbo_num == 0);
1068         size_t num_buffers;
1069         int rc;
1070         int instance = mpipe_instance(dev);
1071         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1072
1073         /* Allocate the buffer stacks. */
1074         rc = gxio_mpipe_alloc_buffer_stacks(&md->context, num_kinds, 0, 0);
1075         if (rc < 0) {
1076                 netdev_err(dev,
1077                            "gxio_mpipe_alloc_buffer_stacks: mpipe[%d] %d\n",
1078                            instance, rc);
1079                 return rc;
1080         }
1081         md->first_buffer_stack = rc;
1082
1083         /* Enough small/large buffers to (normally) avoid buffer errors. */
1084         num_buffers =
1085                 network_cpus_count * (IQUEUE_ENTRIES + TILE_NET_BATCH);
1086
1087         /* Allocate the small memory stack. */
1088         if (rc >= 0)
1089                 rc = create_buffer_stack(dev, 0, num_buffers);
1090
1091         /* Allocate the large buffer stack. */
1092         if (rc >= 0)
1093                 rc = create_buffer_stack(dev, 1, num_buffers);
1094
1095         /* Allocate the jumbo buffer stack if needed. */
1096         if (rc >= 0 && jumbo_num != 0)
1097                 rc = create_buffer_stack(dev, 2, jumbo_num);
1098
1099         return rc;
1100 }
1101
1102 /* Allocate per-cpu resources (memory for completions and idescs).
1103  * This routine supports tile_net_init_mpipe(), below.
1104  */
1105 static int alloc_percpu_mpipe_resources(struct net_device *dev,
1106                                         int cpu, int ring)
1107 {
1108         struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1109         int order, i, rc;
1110         int instance = mpipe_instance(dev);
1111         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1112         struct page *page;
1113         void *addr;
1114
1115         /* Allocate the "comps". */
1116         order = get_order(COMPS_SIZE);
1117         page = homecache_alloc_pages(GFP_KERNEL, order, cpu);
1118         if (page == NULL) {
1119                 netdev_err(dev, "Failed to alloc %zd bytes comps memory\n",
1120                            COMPS_SIZE);
1121                 return -ENOMEM;
1122         }
1123         addr = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(page));
1124         memset(addr, 0, COMPS_SIZE);
1125         for (i = 0; i < TILE_NET_CHANNELS; i++)
1126                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[i] =
1127                         addr + i * sizeof(struct tile_net_comps);
1128
1129         /* If this is a network cpu, create an iqueue. */
1130         if (cpumask_test_cpu(cpu, &network_cpus_map)) {
1131                 order = get_order(NOTIF_RING_SIZE);
1132                 page = homecache_alloc_pages(GFP_KERNEL, order, cpu);
1133                 if (page == NULL) {
1134                         netdev_err(dev,
1135                                    "Failed to alloc %zd bytes iqueue memory\n",
1136                                    NOTIF_RING_SIZE);
1137                         return -ENOMEM;
1138                 }
1139                 addr = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(page));
1140                 rc = gxio_mpipe_iqueue_init(&info->mpipe[instance].iqueue,
1141                                             &md->context, ring++, addr,
1142                                             NOTIF_RING_SIZE, 0);
1143                 if (rc < 0) {
1144                         netdev_err(dev,
1145                                    "gxio_mpipe_iqueue_init failed: %d\n", rc);
1146                         return rc;
1147                 }
1148                 info->mpipe[instance].has_iqueue = true;
1149         }
1150
1151         return ring;
1152 }
1153
1154 /* Initialize NotifGroup and buckets.
1155  * This routine supports tile_net_init_mpipe(), below.
1156  */
1157 static int init_notif_group_and_buckets(struct net_device *dev,
1158                                         int ring, int network_cpus_count)
1159 {
1160         int group, rc;
1161         int instance = mpipe_instance(dev);
1162         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1163
1164         /* Allocate one NotifGroup. */
1165         rc = gxio_mpipe_alloc_notif_groups(&md->context, 1, 0, 0);
1166         if (rc < 0) {
1167                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_alloc_notif_groups: mpipe[%d] %d\n",
1168                            instance, rc);
1169                 return rc;
1170         }
1171         group = rc;
1172
1173         /* Initialize global num_buckets value. */
1174         if (network_cpus_count > 4)
1175                 md->num_buckets = 256;
1176         else if (network_cpus_count > 1)
1177                 md->num_buckets = 16;
1178
1179         /* Allocate some buckets, and set global first_bucket value. */
1180         rc = gxio_mpipe_alloc_buckets(&md->context, md->num_buckets, 0, 0);
1181         if (rc < 0) {
1182                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_alloc_buckets: mpipe[%d] %d\n",
1183                            instance, rc);
1184                 return rc;
1185         }
1186         md->first_bucket = rc;
1187
1188         /* Init group and buckets. */
1189         rc = gxio_mpipe_init_notif_group_and_buckets(
1190                 &md->context, group, ring, network_cpus_count,
1191                 md->first_bucket, md->num_buckets,
1192                 GXIO_MPIPE_BUCKET_STICKY_FLOW_LOCALITY);
1193         if (rc != 0) {
1194                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_init_notif_group_and_buckets: "
1195                            "mpipe[%d] %d\n", instance, rc);
1196                 return rc;
1197         }
1198
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 /* Create an irq and register it, then activate the irq and request
1203  * interrupts on all cores.  Note that "ingress_irq" being initialized
1204  * is how we know not to call tile_net_init_mpipe() again.
1205  * This routine supports tile_net_init_mpipe(), below.
1206  */
1207 static int tile_net_setup_interrupts(struct net_device *dev)
1208 {
1209         int cpu, rc, irq;
1210         int instance = mpipe_instance(dev);
1211         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1212
1213         irq = md->ingress_irq;
1214         if (irq < 0) {
1215                 irq = irq_alloc_hwirq(-1);
1216                 if (!irq) {
1217                         netdev_err(dev,
1218                                    "create_irq failed: mpipe[%d] %d\n",
1219                                    instance, irq);
1220                         return irq;
1221                 }
1222                 tile_irq_activate(irq, TILE_IRQ_PERCPU);
1223
1224                 rc = request_irq(irq, tile_net_handle_ingress_irq,
1225                                  0, "tile_net", (void *)((uint64_t)instance));
1226
1227                 if (rc != 0) {
1228                         netdev_err(dev, "request_irq failed: mpipe[%d] %d\n",
1229                                    instance, rc);
1230                         irq_free_hwirq(irq);
1231                         return rc;
1232                 }
1233                 md->ingress_irq = irq;
1234         }
1235
1236         for_each_online_cpu(cpu) {
1237                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1238                 if (info->mpipe[instance].has_iqueue) {
1239                         gxio_mpipe_request_notif_ring_interrupt(&md->context,
1240                                 cpu_x(cpu), cpu_y(cpu), KERNEL_PL, irq,
1241                                 info->mpipe[instance].iqueue.ring);
1242                 }
1243         }
1244
1245         return 0;
1246 }
1247
1248 /* Undo any state set up partially by a failed call to tile_net_init_mpipe. */
1249 static void tile_net_init_mpipe_fail(int instance)
1250 {
1251         int kind, cpu;
1252         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1253
1254         /* Do cleanups that require the mpipe context first. */
1255         for (kind = 0; kind < MAX_KINDS; kind++) {
1256                 if (md->buffer_stack_vas[kind] != NULL) {
1257                         tile_net_pop_all_buffers(instance,
1258                                                  md->first_buffer_stack +
1259                                                  kind);
1260                 }
1261         }
1262
1263         /* Destroy mpipe context so the hardware no longer owns any memory. */
1264         gxio_mpipe_destroy(&md->context);
1265
1266         for_each_online_cpu(cpu) {
1267                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1268                 free_pages(
1269                         (unsigned long)(
1270                                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[0]),
1271                         get_order(COMPS_SIZE));
1272                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[0] = NULL;
1273                 free_pages((unsigned long)(info->mpipe[instance].iqueue.idescs),
1274                            get_order(NOTIF_RING_SIZE));
1275                 info->mpipe[instance].iqueue.idescs = NULL;
1276         }
1277
1278         for (kind = 0; kind < MAX_KINDS; kind++) {
1279                 if (md->buffer_stack_vas[kind] != NULL) {
1280                         free_pages_exact(md->buffer_stack_vas[kind],
1281                                          md->buffer_stack_bytes[kind]);
1282                         md->buffer_stack_vas[kind] = NULL;
1283                 }
1284         }
1285
1286         md->first_buffer_stack = -1;
1287         md->first_bucket = -1;
1288 }
1289
1290 /* The first time any tilegx network device is opened, we initialize
1291  * the global mpipe state.  If this step fails, we fail to open the
1292  * device, but if it succeeds, we never need to do it again, and since
1293  * tile_net can't be unloaded, we never undo it.
1294  *
1295  * Note that some resources in this path (buffer stack indices,
1296  * bindings from init_buffer_stack, etc.) are hypervisor resources
1297  * that are freed implicitly by gxio_mpipe_destroy().
1298  */
1299 static int tile_net_init_mpipe(struct net_device *dev)
1300 {
1301         int rc;
1302         int cpu;
1303         int first_ring, ring;
1304         int instance = mpipe_instance(dev);
1305         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1306         int network_cpus_count = cpumask_weight(&network_cpus_map);
1307
1308         if (!hash_default) {
1309                 netdev_err(dev, "Networking requires hash_default!\n");
1310                 return -EIO;
1311         }
1312
1313         rc = gxio_mpipe_init(&md->context, instance);
1314         if (rc != 0) {
1315                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_init: mpipe[%d] %d\n",
1316                            instance, rc);
1317                 return -EIO;
1318         }
1319
1320         /* Set up the buffer stacks. */
1321         rc = init_buffer_stacks(dev, network_cpus_count);
1322         if (rc != 0)
1323                 goto fail;
1324
1325         /* Allocate one NotifRing for each network cpu. */
1326         rc = gxio_mpipe_alloc_notif_rings(&md->context,
1327                                           network_cpus_count, 0, 0);
1328         if (rc < 0) {
1329                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_alloc_notif_rings failed %d\n",
1330                            rc);
1331                 goto fail;
1332         }
1333
1334         /* Init NotifRings per-cpu. */
1335         first_ring = rc;
1336         ring = first_ring;
1337         for_each_online_cpu(cpu) {
1338                 rc = alloc_percpu_mpipe_resources(dev, cpu, ring);
1339                 if (rc < 0)
1340                         goto fail;
1341                 ring = rc;
1342         }
1343
1344         /* Initialize NotifGroup and buckets. */
1345         rc = init_notif_group_and_buckets(dev, first_ring, network_cpus_count);
1346         if (rc != 0)
1347                 goto fail;
1348
1349         /* Create and enable interrupts. */
1350         rc = tile_net_setup_interrupts(dev);
1351         if (rc != 0)
1352                 goto fail;
1353
1354         /* Register PTP clock and set mPIPE timestamp, if configured. */
1355         register_ptp_clock(dev, md);
1356
1357         return 0;
1358
1359 fail:
1360         tile_net_init_mpipe_fail(instance);
1361         return rc;
1362 }
1363
1364 /* Create persistent egress info for a given egress channel.
1365  * Note that this may be shared between, say, "gbe0" and "xgbe0".
1366  * ISSUE: Defer header allocation until TSO is actually needed?
1367  */
1368 static int tile_net_init_egress(struct net_device *dev, int echannel)
1369 {
1370         static int ering = -1;
1371         struct page *headers_page, *edescs_page, *equeue_page;
1372         gxio_mpipe_edesc_t *edescs;
1373         gxio_mpipe_equeue_t *equeue;
1374         unsigned char *headers;
1375         int headers_order, edescs_order, equeue_order;
1376         size_t edescs_size;
1377         int rc = -ENOMEM;
1378         int instance = mpipe_instance(dev);
1379         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1380
1381         /* Only initialize once. */
1382         if (md->egress_for_echannel[echannel].equeue != NULL)
1383                 return 0;
1384
1385         /* Allocate memory for the "headers". */
1386         headers_order = get_order(EQUEUE_ENTRIES * HEADER_BYTES);
1387         headers_page = alloc_pages(GFP_KERNEL, headers_order);
1388         if (headers_page == NULL) {
1389                 netdev_warn(dev,
1390                             "Could not alloc %zd bytes for TSO headers.\n",
1391                             PAGE_SIZE << headers_order);
1392                 goto fail;
1393         }
1394         headers = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(headers_page));
1395
1396         /* Allocate memory for the "edescs". */
1397         edescs_size = EQUEUE_ENTRIES * sizeof(*edescs);
1398         edescs_order = get_order(edescs_size);
1399         edescs_page = alloc_pages(GFP_KERNEL, edescs_order);
1400         if (edescs_page == NULL) {
1401                 netdev_warn(dev,
1402                             "Could not alloc %zd bytes for eDMA ring.\n",
1403                             edescs_size);
1404                 goto fail_headers;
1405         }
1406         edescs = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(edescs_page));
1407
1408         /* Allocate memory for the "equeue". */
1409         equeue_order = get_order(sizeof(*equeue));
1410         equeue_page = alloc_pages(GFP_KERNEL, equeue_order);
1411         if (equeue_page == NULL) {
1412                 netdev_warn(dev,
1413                             "Could not alloc %zd bytes for equeue info.\n",
1414                             PAGE_SIZE << equeue_order);
1415                 goto fail_edescs;
1416         }
1417         equeue = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(equeue_page));
1418
1419         /* Allocate an edma ring (using a one entry "free list"). */
1420         if (ering < 0) {
1421                 rc = gxio_mpipe_alloc_edma_rings(&md->context, 1, 0, 0);
1422                 if (rc < 0) {
1423                         netdev_warn(dev, "gxio_mpipe_alloc_edma_rings: "
1424                                     "mpipe[%d] %d\n", instance, rc);
1425                         goto fail_equeue;
1426                 }
1427                 ering = rc;
1428         }
1429
1430         /* Initialize the equeue. */
1431         rc = gxio_mpipe_equeue_init(equeue, &md->context, ering, echannel,
1432                                     edescs, edescs_size, 0);
1433         if (rc != 0) {
1434                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_equeue_init: mpipe[%d] %d\n",
1435                            instance, rc);
1436                 goto fail_equeue;
1437         }
1438
1439         /* Don't reuse the ering later. */
1440         ering = -1;
1441
1442         if (jumbo_num != 0) {
1443                 /* Make sure "jumbo" packets can be egressed safely. */
1444                 if (gxio_mpipe_equeue_set_snf_size(equeue, 10368) < 0) {
1445                         /* ISSUE: There is no "gxio_mpipe_equeue_destroy()". */
1446                         netdev_warn(dev, "Jumbo packets may not be egressed"
1447                                     " properly on channel %d\n", echannel);
1448                 }
1449         }
1450
1451         /* Done. */
1452         md->egress_for_echannel[echannel].equeue = equeue;
1453         md->egress_for_echannel[echannel].headers = headers;
1454         return 0;
1455
1456 fail_equeue:
1457         __free_pages(equeue_page, equeue_order);
1458
1459 fail_edescs:
1460         __free_pages(edescs_page, edescs_order);
1461
1462 fail_headers:
1463         __free_pages(headers_page, headers_order);
1464
1465 fail:
1466         return rc;
1467 }
1468
1469 /* Return channel number for a newly-opened link. */
1470 static int tile_net_link_open(struct net_device *dev, gxio_mpipe_link_t *link,
1471                               const char *link_name)
1472 {
1473         int instance = mpipe_instance(dev);
1474         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1475         int rc = gxio_mpipe_link_open(link, &md->context, link_name, 0);
1476         if (rc < 0) {
1477                 netdev_err(dev, "Failed to open '%s', mpipe[%d], %d\n",
1478                            link_name, instance, rc);
1479                 return rc;
1480         }
1481         if (jumbo_num != 0) {
1482                 u32 attr = GXIO_MPIPE_LINK_RECEIVE_JUMBO;
1483                 rc = gxio_mpipe_link_set_attr(link, attr, 1);
1484                 if (rc != 0) {
1485                         netdev_err(dev,
1486                                    "Cannot receive jumbo packets on '%s'\n",
1487                                    link_name);
1488                         gxio_mpipe_link_close(link);
1489                         return rc;
1490                 }
1491         }
1492         rc = gxio_mpipe_link_channel(link);
1493         if (rc < 0 || rc >= TILE_NET_CHANNELS) {
1494                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_link_channel bad value: %d\n", rc);
1495                 gxio_mpipe_link_close(link);
1496                 return -EINVAL;
1497         }
1498         return rc;
1499 }
1500
1501 /* Help the kernel activate the given network interface. */
1502 static int tile_net_open(struct net_device *dev)
1503 {
1504         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
1505         int cpu, rc, instance;
1506
1507         mutex_lock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1508
1509         /* Get the instance info. */
1510         rc = gxio_mpipe_link_instance(dev->name);
1511         if (rc < 0 || rc >= NR_MPIPE_MAX) {
1512                 mutex_unlock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1513                 return -EIO;
1514         }
1515
1516         priv->instance = rc;
1517         instance = rc;
1518         if (!mpipe_data[rc].context.mmio_fast_base) {
1519                 /* Do one-time initialization per instance the first time
1520                  * any device is opened.
1521                  */
1522                 rc = tile_net_init_mpipe(dev);
1523                 if (rc != 0)
1524                         goto fail;
1525         }
1526
1527         /* Determine if this is the "loopify" device. */
1528         if (unlikely((loopify_link_name != NULL) &&
1529                      !strcmp(dev->name, loopify_link_name))) {
1530                 rc = tile_net_link_open(dev, &priv->link, "loop0");
1531                 if (rc < 0)
1532                         goto fail;
1533                 priv->channel = rc;
1534                 rc = tile_net_link_open(dev, &priv->loopify_link, "loop1");
1535                 if (rc < 0)
1536                         goto fail;
1537                 priv->loopify_channel = rc;
1538                 priv->echannel = rc;
1539         } else {
1540                 rc = tile_net_link_open(dev, &priv->link, dev->name);
1541                 if (rc < 0)
1542                         goto fail;
1543                 priv->channel = rc;
1544                 priv->echannel = rc;
1545         }
1546
1547         /* Initialize egress info (if needed).  Once ever, per echannel. */
1548         rc = tile_net_init_egress(dev, priv->echannel);
1549         if (rc != 0)
1550                 goto fail;
1551
1552         mpipe_data[instance].tile_net_devs_for_channel[priv->channel] = dev;
1553
1554         rc = tile_net_update(dev);
1555         if (rc != 0)
1556                 goto fail;
1557
1558         mutex_unlock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1559
1560         /* Initialize the transmit wake timer for this device for each cpu. */
1561         for_each_online_cpu(cpu) {
1562                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1563                 struct tile_net_tx_wake *tx_wake =
1564                         &info->mpipe[instance].tx_wake[priv->echannel];
1565
1566                 hrtimer_init(&tx_wake->timer, CLOCK_MONOTONIC,
1567                              HRTIMER_MODE_REL);
1568                 tx_wake->tx_queue_idx = cpu;
1569                 tx_wake->timer.function = tile_net_handle_tx_wake_timer;
1570                 tx_wake->dev = dev;
1571         }
1572
1573         for_each_online_cpu(cpu)
1574                 netif_start_subqueue(dev, cpu);
1575         netif_carrier_on(dev);
1576         return 0;
1577
1578 fail:
1579         if (priv->loopify_channel >= 0) {
1580                 if (gxio_mpipe_link_close(&priv->loopify_link) != 0)
1581                         netdev_warn(dev, "Failed to close loopify link!\n");
1582                 priv->loopify_channel = -1;
1583         }
1584         if (priv->channel >= 0) {
1585                 if (gxio_mpipe_link_close(&priv->link) != 0)
1586                         netdev_warn(dev, "Failed to close link!\n");
1587                 priv->channel = -1;
1588         }
1589         priv->echannel = -1;
1590         mpipe_data[instance].tile_net_devs_for_channel[priv->channel] = NULL;
1591         mutex_unlock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1592
1593         /* Don't return raw gxio error codes to generic Linux. */
1594         return (rc > -512) ? rc : -EIO;
1595 }
1596
1597 /* Help the kernel deactivate the given network interface. */
1598 static int tile_net_stop(struct net_device *dev)
1599 {
1600         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
1601         int cpu;
1602         int instance = priv->instance;
1603         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1604
1605         for_each_online_cpu(cpu) {
1606                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1607                 struct tile_net_tx_wake *tx_wake =
1608                         &info->mpipe[instance].tx_wake[priv->echannel];
1609
1610                 hrtimer_cancel(&tx_wake->timer);
1611                 netif_stop_subqueue(dev, cpu);
1612         }
1613
1614         mutex_lock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1615         md->tile_net_devs_for_channel[priv->channel] = NULL;
1616         (void)tile_net_update(dev);
1617         if (priv->loopify_channel >= 0) {
1618                 if (gxio_mpipe_link_close(&priv->loopify_link) != 0)
1619                         netdev_warn(dev, "Failed to close loopify link!\n");
1620                 priv->loopify_channel = -1;
1621         }
1622         if (priv->channel >= 0) {
1623                 if (gxio_mpipe_link_close(&priv->link) != 0)
1624                         netdev_warn(dev, "Failed to close link!\n");
1625                 priv->channel = -1;
1626         }
1627         priv->echannel = -1;
1628         mutex_unlock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1629
1630         return 0;
1631 }
1632
1633 /* Determine the VA for a fragment. */
1634 static inline void *tile_net_frag_buf(skb_frag_t *f)
1635 {
1636         unsigned long pfn = page_to_pfn(skb_frag_page(f));
1637         return pfn_to_kaddr(pfn) + f->page_offset;
1638 }
1639
1640 /* Acquire a completion entry and an egress slot, or if we can't,
1641  * stop the queue and schedule the tx_wake timer.
1642  */
1643 static s64 tile_net_equeue_try_reserve(struct net_device *dev,
1644                                        int tx_queue_idx,
1645                                        struct tile_net_comps *comps,
1646                                        gxio_mpipe_equeue_t *equeue,
1647                                        int num_edescs)
1648 {
1649         /* Try to acquire a completion entry. */
1650         if (comps->comp_next - comps->comp_last < TILE_NET_MAX_COMPS - 1 ||
1651             tile_net_free_comps(equeue, comps, 32, false) != 0) {
1652
1653                 /* Try to acquire an egress slot. */
1654                 s64 slot = gxio_mpipe_equeue_try_reserve(equeue, num_edescs);
1655                 if (slot >= 0)
1656                         return slot;
1657
1658                 /* Freeing some completions gives the equeue time to drain. */
1659                 tile_net_free_comps(equeue, comps, TILE_NET_MAX_COMPS, false);
1660
1661                 slot = gxio_mpipe_equeue_try_reserve(equeue, num_edescs);
1662                 if (slot >= 0)
1663                         return slot;
1664         }
1665
1666         /* Still nothing; give up and stop the queue for a short while. */
1667         netif_stop_subqueue(dev, tx_queue_idx);
1668         tile_net_schedule_tx_wake_timer(dev, tx_queue_idx);
1669         return -1;
1670 }
1671
1672 /* Determine how many edesc's are needed for TSO.
1673  *
1674  * Sometimes, if "sendfile()" requires copying, we will be called with
1675  * "data" containing the header and payload, with "frags" being empty.
1676  * Sometimes, for example when using NFS over TCP, a single segment can
1677  * span 3 fragments.  This requires special care.
1678  */
1679 static int tso_count_edescs(struct sk_buff *skb)
1680 {
1681         struct skb_shared_info *sh = skb_shinfo(skb);
1682         unsigned int sh_len = skb_transport_offset(skb) + tcp_hdrlen(skb);
1683         unsigned int data_len = skb->len - sh_len;
1684         unsigned int p_len = sh->gso_size;
1685         long f_id = -1;    /* id of the current fragment */
1686         long f_size = skb_headlen(skb) - sh_len;  /* current fragment size */
1687         long f_used = 0;  /* bytes used from the current fragment */
1688         long n;            /* size of the current piece of payload */
1689         int num_edescs = 0;
1690         int segment;
1691
1692         for (segment = 0; segment < sh->gso_segs; segment++) {
1693
1694                 unsigned int p_used = 0;
1695
1696                 /* One edesc for header and for each piece of the payload. */
1697                 for (num_edescs++; p_used < p_len; num_edescs++) {
1698
1699                         /* Advance as needed. */
1700                         while (f_used >= f_size) {
1701                                 f_id++;
1702                                 f_size = skb_frag_size(&sh->frags[f_id]);
1703                                 f_used = 0;
1704                         }
1705
1706                         /* Use bytes from the current fragment. */
1707                         n = p_len - p_used;
1708                         if (n > f_size - f_used)
1709                                 n = f_size - f_used;
1710                         f_used += n;
1711                         p_used += n;
1712                 }
1713
1714                 /* The last segment may be less than gso_size. */
1715                 data_len -= p_len;
1716                 if (data_len < p_len)
1717                         p_len = data_len;
1718         }
1719
1720         return num_edescs;
1721 }
1722
1723 /* Prepare modified copies of the skbuff headers. */
1724 static void tso_headers_prepare(struct sk_buff *skb, unsigned char *headers,
1725                                 s64 slot)
1726 {
1727         struct skb_shared_info *sh = skb_shinfo(skb);
1728         struct iphdr *ih;
1729         struct ipv6hdr *ih6;
1730         struct tcphdr *th;
1731         unsigned int sh_len = skb_transport_offset(skb) + tcp_hdrlen(skb);
1732         unsigned int data_len = skb->len - sh_len;
1733         unsigned char *data = skb->data;
1734         unsigned int ih_off, th_off, p_len;
1735         unsigned int isum_seed, tsum_seed, seq;
1736         unsigned int uninitialized_var(id);
1737         int is_ipv6;
1738         long f_id = -1;    /* id of the current fragment */
1739         long f_size = skb_headlen(skb) - sh_len;  /* current fragment size */
1740         long f_used = 0;  /* bytes used from the current fragment */
1741         long n;            /* size of the current piece of payload */
1742         int segment;
1743
1744         /* Locate original headers and compute various lengths. */
1745         is_ipv6 = skb_is_gso_v6(skb);
1746         if (is_ipv6) {
1747                 ih6 = ipv6_hdr(skb);
1748                 ih_off = skb_network_offset(skb);
1749         } else {
1750                 ih = ip_hdr(skb);
1751                 ih_off = skb_network_offset(skb);
1752                 isum_seed = ((0xFFFF - ih->check) +
1753                              (0xFFFF - ih->tot_len) +
1754                              (0xFFFF - ih->id));
1755                 id = ntohs(ih->id);
1756         }
1757
1758         th = tcp_hdr(skb);
1759         th_off = skb_transport_offset(skb);
1760         p_len = sh->gso_size;
1761
1762         tsum_seed = th->check + (0xFFFF ^ htons(skb->len));
1763         seq = ntohl(th->seq);
1764
1765         /* Prepare all the headers. */
1766         for (segment = 0; segment < sh->gso_segs; segment++) {
1767                 unsigned char *buf;
1768                 unsigned int p_used = 0;
1769
1770                 /* Copy to the header memory for this segment. */
1771                 buf = headers + (slot % EQUEUE_ENTRIES) * HEADER_BYTES +
1772                         NET_IP_ALIGN;
1773                 memcpy(buf, data, sh_len);
1774
1775                 /* Update copied ip header. */
1776                 if (is_ipv6) {
1777                         ih6 = (struct ipv6hdr *)(buf + ih_off);
1778                         ih6->payload_len = htons(sh_len + p_len - ih_off -
1779                                                  sizeof(*ih6));
1780                 } else {
1781                         ih = (struct iphdr *)(buf + ih_off);
1782                         ih->tot_len = htons(sh_len + p_len - ih_off);
1783                         ih->id = htons(id++);
1784                         ih->check = csum_long(isum_seed + ih->tot_len +
1785                                               ih->id) ^ 0xffff;
1786                 }
1787
1788                 /* Update copied tcp header. */
1789                 th = (struct tcphdr *)(buf + th_off);
1790                 th->seq = htonl(seq);
1791                 th->check = csum_long(tsum_seed + htons(sh_len + p_len));
1792                 if (segment != sh->gso_segs - 1) {
1793                         th->fin = 0;
1794                         th->psh = 0;
1795                 }
1796
1797                 /* Skip past the header. */
1798                 slot++;
1799
1800                 /* Skip past the payload. */
1801                 while (p_used < p_len) {
1802
1803                         /* Advance as needed. */
1804                         while (f_used >= f_size) {
1805                                 f_id++;
1806                                 f_size = skb_frag_size(&sh->frags[f_id]);
1807                                 f_used = 0;
1808                         }
1809
1810                         /* Use bytes from the current fragment. */
1811                         n = p_len - p_used;
1812                         if (n > f_size - f_used)
1813                                 n = f_size - f_used;
1814                         f_used += n;
1815                         p_used += n;
1816
1817                         slot++;
1818                 }
1819
1820                 seq += p_len;
1821
1822                 /* The last segment may be less than gso_size. */
1823                 data_len -= p_len;
1824                 if (data_len < p_len)
1825                         p_len = data_len;
1826         }
1827
1828         /* Flush the headers so they are ready for hardware DMA. */
1829         wmb();
1830 }
1831
1832 /* Pass all the data to mpipe for egress. */
1833 static void tso_egress(struct net_device *dev, gxio_mpipe_equeue_t *equeue,
1834                        struct sk_buff *skb, unsigned char *headers, s64 slot)
1835 {
1836         struct skb_shared_info *sh = skb_shinfo(skb);
1837         int instance = mpipe_instance(dev);
1838         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1839         unsigned int sh_len = skb_transport_offset(skb) + tcp_hdrlen(skb);
1840         unsigned int data_len = skb->len - sh_len;
1841         unsigned int p_len = sh->gso_size;
1842         gxio_mpipe_edesc_t edesc_head = { { 0 } };
1843         gxio_mpipe_edesc_t edesc_body = { { 0 } };
1844         long f_id = -1;    /* id of the current fragment */
1845         long f_size = skb_headlen(skb) - sh_len;  /* current fragment size */
1846         long f_used = 0;  /* bytes used from the current fragment */
1847         void *f_data = skb->data + sh_len;
1848         long n;            /* size of the current piece of payload */
1849         unsigned long tx_packets = 0, tx_bytes = 0;
1850         unsigned int csum_start;
1851         int segment;
1852
1853         /* Prepare to egress the headers: set up header edesc. */
1854         csum_start = skb_checksum_start_offset(skb);
1855         edesc_head.csum = 1;
1856         edesc_head.csum_start = csum_start;
1857         edesc_head.csum_dest = csum_start + skb->csum_offset;
1858         edesc_head.xfer_size = sh_len;
1859
1860         /* This is only used to specify the TLB. */
1861         edesc_head.stack_idx = md->first_buffer_stack;
1862         edesc_body.stack_idx = md->first_buffer_stack;
1863
1864         /* Egress all the edescs. */
1865         for (segment = 0; segment < sh->gso_segs; segment++) {
1866                 unsigned char *buf;
1867                 unsigned int p_used = 0;
1868
1869                 /* Egress the header. */
1870                 buf = headers + (slot % EQUEUE_ENTRIES) * HEADER_BYTES +
1871                         NET_IP_ALIGN;
1872                 edesc_head.va = va_to_tile_io_addr(buf);
1873                 gxio_mpipe_equeue_put_at(equeue, edesc_head, slot);
1874                 slot++;
1875
1876                 /* Egress the payload. */
1877                 while (p_used < p_len) {
1878                         void *va;
1879
1880                         /* Advance as needed. */
1881                         while (f_used >= f_size) {
1882                                 f_id++;
1883                                 f_size = skb_frag_size(&sh->frags[f_id]);
1884                                 f_data = tile_net_frag_buf(&sh->frags[f_id]);
1885                                 f_used = 0;
1886                         }
1887
1888                         va = f_data + f_used;
1889
1890                         /* Use bytes from the current fragment. */
1891                         n = p_len - p_used;
1892                         if (n > f_size - f_used)
1893                                 n = f_size - f_used;
1894                         f_used += n;
1895                         p_used += n;
1896
1897                         /* Egress a piece of the payload. */
1898                         edesc_body.va = va_to_tile_io_addr(va);
1899                         edesc_body.xfer_size = n;
1900                         edesc_body.bound = !(p_used < p_len);
1901                         gxio_mpipe_equeue_put_at(equeue, edesc_body, slot);
1902                         slot++;
1903                 }
1904
1905                 tx_packets++;
1906                 tx_bytes += sh_len + p_len;
1907
1908                 /* The last segment may be less than gso_size. */
1909                 data_len -= p_len;
1910                 if (data_len < p_len)
1911                         p_len = data_len;
1912         }
1913
1914         /* Update stats. */
1915         tile_net_stats_add(tx_packets, &dev->stats.tx_packets);
1916         tile_net_stats_add(tx_bytes, &dev->stats.tx_bytes);
1917 }
1918
1919 /* Do "TSO" handling for egress.
1920  *
1921  * Normally drivers set NETIF_F_TSO only to support hardware TSO;
1922  * otherwise the stack uses scatter-gather to implement GSO in software.
1923  * On our testing, enabling GSO support (via NETIF_F_SG) drops network
1924  * performance down to around 7.5 Gbps on the 10G interfaces, although
1925  * also dropping cpu utilization way down, to under 8%.  But
1926  * implementing "TSO" in the driver brings performance back up to line
1927  * rate, while dropping cpu usage even further, to less than 4%.  In
1928  * practice, profiling of GSO shows that skb_segment() is what causes
1929  * the performance overheads; we benefit in the driver from using
1930  * preallocated memory to duplicate the TCP/IP headers.
1931  */
1932 static int tile_net_tx_tso(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
1933 {
1934         struct tile_net_info *info = this_cpu_ptr(&per_cpu_info);
1935         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
1936         int channel = priv->echannel;
1937         int instance = priv->instance;
1938         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1939         struct tile_net_egress *egress = &md->egress_for_echannel[channel];
1940         struct tile_net_comps *comps =
1941                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[channel];
1942         gxio_mpipe_equeue_t *equeue = egress->equeue;
1943         unsigned long irqflags;
1944         int num_edescs;
1945         s64 slot;
1946
1947         /* Determine how many mpipe edesc's are needed. */
1948         num_edescs = tso_count_edescs(skb);
1949
1950         local_irq_save(irqflags);
1951
1952         /* Try to acquire a completion entry and an egress slot. */
1953         slot = tile_net_equeue_try_reserve(dev, skb->queue_mapping, comps,
1954                                            equeue, num_edescs);
1955         if (slot < 0) {
1956                 local_irq_restore(irqflags);
1957                 return NETDEV_TX_BUSY;
1958         }
1959
1960         /* Set up copies of header data properly. */
1961         tso_headers_prepare(skb, egress->headers, slot);
1962
1963         /* Actually pass the data to the network hardware. */
1964         tso_egress(dev, equeue, skb, egress->headers, slot);
1965
1966         /* Add a completion record. */
1967         add_comp(equeue, comps, slot + num_edescs - 1, skb);
1968
1969         local_irq_restore(irqflags);
1970
1971         /* Make sure the egress timer is scheduled. */
1972         tile_net_schedule_egress_timer();
1973
1974         return NETDEV_TX_OK;
1975 }
1976
1977 /* Analyze the body and frags for a transmit request. */
1978 static unsigned int tile_net_tx_frags(struct frag *frags,
1979                                        struct sk_buff *skb,
1980                                        void *b_data, unsigned int b_len)
1981 {
1982         unsigned int i, n = 0;
1983
1984         struct skb_shared_info *sh = skb_shinfo(skb);
1985
1986         if (b_len != 0) {
1987                 frags[n].buf = b_data;
1988                 frags[n++].length = b_len;
1989         }
1990
1991         for (i = 0; i < sh->nr_frags; i++) {
1992                 skb_frag_t *f = &sh->frags[i];
1993                 frags[n].buf = tile_net_frag_buf(f);
1994                 frags[n++].length = skb_frag_size(f);
1995         }
1996
1997         return n;
1998 }
1999
2000 /* Help the kernel transmit a packet. */
2001 static int tile_net_tx(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
2002 {
2003         struct tile_net_info *info = this_cpu_ptr(&per_cpu_info);
2004         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
2005         int instance = priv->instance;
2006         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
2007         struct tile_net_egress *egress =
2008                 &md->egress_for_echannel[priv->echannel];
2009         gxio_mpipe_equeue_t *equeue = egress->equeue;
2010         struct tile_net_comps *comps =
2011                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[priv->echannel];
2012         unsigned int len = skb->len;
2013         unsigned char *data = skb->data;
2014         unsigned int num_edescs;
2015         struct frag frags[MAX_FRAGS];
2016         gxio_mpipe_edesc_t edescs[MAX_FRAGS];
2017         unsigned long irqflags;
2018         gxio_mpipe_edesc_t edesc = { { 0 } };
2019         unsigned int i;
2020         s64 slot;
2021
2022         if (skb_is_gso(skb))
2023                 return tile_net_tx_tso(skb, dev);
2024
2025         num_edescs = tile_net_tx_frags(frags, skb, data, skb_headlen(skb));
2026
2027         /* This is only used to specify the TLB. */
2028         edesc.stack_idx = md->first_buffer_stack;
2029
2030         /* Prepare the edescs. */
2031         for (i = 0; i < num_edescs; i++) {
2032                 edesc.xfer_size = frags[i].length;
2033                 edesc.va = va_to_tile_io_addr(frags[i].buf);
2034                 edescs[i] = edesc;
2035         }
2036
2037         /* Mark the final edesc. */
2038         edescs[num_edescs - 1].bound = 1;
2039
2040         /* Add checksum info to the initial edesc, if needed. */
2041         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL) {
2042                 unsigned int csum_start = skb_checksum_start_offset(skb);
2043                 edescs[0].csum = 1;
2044                 edescs[0].csum_start = csum_start;
2045                 edescs[0].csum_dest = csum_start + skb->csum_offset;
2046         }
2047
2048         local_irq_save(irqflags);
2049
2050         /* Try to acquire a completion entry and an egress slot. */
2051         slot = tile_net_equeue_try_reserve(dev, skb->queue_mapping, comps,
2052                                            equeue, num_edescs);
2053         if (slot < 0) {
2054                 local_irq_restore(irqflags);
2055                 return NETDEV_TX_BUSY;
2056         }
2057
2058         for (i = 0; i < num_edescs; i++)
2059                 gxio_mpipe_equeue_put_at(equeue, edescs[i], slot++);
2060
2061         /* Store TX timestamp if needed. */
2062         tile_tx_timestamp(skb, instance);
2063
2064         /* Add a completion record. */
2065         add_comp(equeue, comps, slot - 1, skb);
2066
2067         /* NOTE: Use ETH_ZLEN for short packets (e.g. 42 < 60). */
2068         tile_net_stats_add(1, &dev->stats.tx_packets);
2069         tile_net_stats_add(max_t(unsigned int, len, ETH_ZLEN),
2070                            &dev->stats.tx_bytes);
2071
2072         local_irq_restore(irqflags);
2073
2074         /* Make sure the egress timer is scheduled. */
2075         tile_net_schedule_egress_timer();
2076
2077         return NETDEV_TX_OK;
2078 }
2079
2080 /* Return subqueue id on this core (one per core). */
2081 static u16 tile_net_select_queue(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb,
2082                                  void *accel_priv, select_queue_fallback_t fallback)
2083 {
2084         return smp_processor_id();
2085 }
2086
2087 /* Deal with a transmit timeout. */
2088 static void tile_net_tx_timeout(struct net_device *dev)
2089 {
2090         int cpu;
2091
2092         for_each_online_cpu(cpu)
2093                 netif_wake_subqueue(dev, cpu);
2094 }
2095
2096 /* Ioctl commands. */
2097 static int tile_net_ioctl(struct net_device *dev, struct ifreq *rq, int cmd)
2098 {
2099         if (cmd == SIOCSHWTSTAMP)
2100                 return tile_hwtstamp_set(dev, rq);
2101         if (cmd == SIOCGHWTSTAMP)
2102                 return tile_hwtstamp_get(dev, rq);
2103
2104         return -EOPNOTSUPP;
2105 }
2106
2107 /* Change the Ethernet address of the NIC.
2108  *
2109  * The hypervisor driver does not support changing MAC address.  However,
2110  * the hardware does not do anything with the MAC address, so the address
2111  * which gets used on outgoing packets, and which is accepted on incoming
2112  * packets, is completely up to us.
2113  *
2114  * Returns 0 on success, negative on failure.
2115  */
2116 static int tile_net_set_mac_address(struct net_device *dev, void *p)
2117 {
2118         struct sockaddr *addr = p;
2119
2120         if (!is_valid_ether_addr(addr->sa_data))
2121                 return -EINVAL;
2122         memcpy(dev->dev_addr, addr->sa_data, dev->addr_len);
2123         return 0;
2124 }
2125
2126 #ifdef CONFIG_NET_POLL_CONTROLLER
2127 /* Polling 'interrupt' - used by things like netconsole to send skbs
2128  * without having to re-enable interrupts. It's not called while
2129  * the interrupt routine is executing.
2130  */
2131 static void tile_net_netpoll(struct net_device *dev)
2132 {
2133         int instance = mpipe_instance(dev);
2134         struct tile_net_info *info = this_cpu_ptr(&per_cpu_info);
2135         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
2136
2137         disable_percpu_irq(md->ingress_irq);
2138         napi_schedule(&info->mpipe[instance].napi);
2139         enable_percpu_irq(md->ingress_irq, 0);
2140 }
2141 #endif
2142
2143 static const struct net_device_ops tile_net_ops = {
2144         .ndo_open = tile_net_open,
2145         .ndo_stop = tile_net_stop,
2146         .ndo_start_xmit = tile_net_tx,
2147         .ndo_select_queue = tile_net_select_queue,
2148         .ndo_do_ioctl = tile_net_ioctl,
2149         .ndo_tx_timeout = tile_net_tx_timeout,
2150         .ndo_set_mac_address = tile_net_set_mac_address,
2151 #ifdef CONFIG_NET_POLL_CONTROLLER
2152         .ndo_poll_controller = tile_net_netpoll,
2153 #endif
2154 };
2155
2156 /* The setup function.
2157  *
2158  * This uses ether_setup() to assign various fields in dev, including
2159  * setting IFF_BROADCAST and IFF_MULTICAST, then sets some extra fields.
2160  */
2161 static void tile_net_setup(struct net_device *dev)
2162 {
2163         netdev_features_t features = 0;
2164
2165         ether_setup(dev);
2166         dev->netdev_ops = &tile_net_ops;
2167         dev->watchdog_timeo = TILE_NET_TIMEOUT;
2168
2169         /* MTU range: 68 - 1500 or 9000 */
2170         dev->mtu = ETH_DATA_LEN;
2171         dev->min_mtu = ETH_MIN_MTU;
2172         dev->max_mtu = jumbo_num ? TILE_JUMBO_MAX_MTU : ETH_DATA_LEN;
2173
2174         features |= NETIF_F_HW_CSUM;
2175         features |= NETIF_F_SG;
2176         features |= NETIF_F_TSO;
2177         features |= NETIF_F_TSO6;
2178
2179         dev->hw_features   |= features;
2180         dev->vlan_features |= features;
2181         dev->features      |= features;
2182 }
2183
2184 /* Allocate the device structure, register the device, and obtain the
2185  * MAC address from the hypervisor.
2186  */
2187 static void tile_net_dev_init(const char *name, const uint8_t *mac)
2188 {
2189         int ret;
2190         struct net_device *dev;
2191         struct tile_net_priv *priv;
2192
2193         /* HACK: Ignore "loop" links. */
2194         if (strncmp(name, "loop", 4) == 0)
2195                 return;
2196
2197         /* Allocate the device structure.  Normally, "name" is a
2198          * template, instantiated by register_netdev(), but not for us.
2199          */
2200         dev = alloc_netdev_mqs(sizeof(*priv), name, NET_NAME_UNKNOWN,
2201                                tile_net_setup, NR_CPUS, 1);
2202         if (!dev) {
2203                 pr_err("alloc_netdev_mqs(%s) failed\n", name);
2204                 return;
2205         }
2206
2207         /* Initialize "priv". */
2208         priv = netdev_priv(dev);
2209         priv->dev = dev;
2210         priv->channel = -1;
2211         priv->loopify_channel = -1;
2212         priv->echannel = -1;
2213         init_ptp_dev(priv);
2214
2215         /* Get the MAC address and set it in the device struct; this must
2216          * be done before the device is opened.  If the MAC is all zeroes,
2217          * we use a random address, since we're probably on the simulator.
2218          */
2219         if (!is_zero_ether_addr(mac))
2220                 ether_addr_copy(dev->dev_addr, mac);
2221         else
2222                 eth_hw_addr_random(dev);
2223
2224         /* Register the network device. */
2225         ret = register_netdev(dev);
2226         if (ret) {
2227                 netdev_err(dev, "register_netdev failed %d\n", ret);
2228                 free_netdev(dev);
2229                 return;
2230         }
2231 }
2232
2233 /* Per-cpu module initialization. */
2234 static void tile_net_init_module_percpu(void *unused)
2235 {
2236         struct tile_net_info *info = this_cpu_ptr(&per_cpu_info);
2237         int my_cpu = smp_processor_id();
2238         int instance;
2239
2240         for (instance = 0; instance < NR_MPIPE_MAX; instance++) {
2241                 info->mpipe[instance].has_iqueue = false;
2242                 info->mpipe[instance].instance = instance;
2243         }
2244         info->my_cpu = my_cpu;
2245
2246         /* Initialize the egress timer. */
2247         hrtimer_init(&info->egress_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2248         info->egress_timer.function = tile_net_handle_egress_timer;
2249 }
2250
2251 /* Module initialization. */
2252 static int __init tile_net_init_module(void)
2253 {
2254         int i;
2255         char name[GXIO_MPIPE_LINK_NAME_LEN];
2256         uint8_t mac[6];
2257
2258         pr_info("Tilera Network Driver\n");
2259
2260         BUILD_BUG_ON(NR_MPIPE_MAX != 2);
2261
2262         mutex_init(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
2263
2264         /* Initialize each CPU. */
2265         on_each_cpu(tile_net_init_module_percpu, NULL, 1);
2266
2267         /* Find out what devices we have, and initialize them. */
2268         for (i = 0; gxio_mpipe_link_enumerate_mac(i, name, mac) >= 0; i++)
2269                 tile_net_dev_init(name, mac);
2270
2271         if (!network_cpus_init())
2272                 cpumask_and(&network_cpus_map, housekeeping_cpumask(),
2273                             cpu_online_mask);
2274
2275         return 0;
2276 }
2277
2278 module_init(tile_net_init_module);