Merge remote-tracking branches 'asoc/topic/rl6231', 'asoc/topic/rockchip', 'asoc...
[sfrench/cifs-2.6.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
44 #include <asm/checksum.h>
45 #include <asm/homecache.h>
46 #include <gxio/mpipe.h>
47 #include <arch/sim.h>
48
49 /* Default transmit lockup timeout period, in jiffies. */
50 #define TILE_NET_TIMEOUT (5 * HZ)
51
52 /* The maximum number of distinct channels (idesc.channel is 5 bits). */
53 #define TILE_NET_CHANNELS 32
54
55 /* Maximum number of idescs to handle per "poll". */
56 #define TILE_NET_BATCH 128
57
58 /* Maximum number of packets to handle per "poll". */
59 #define TILE_NET_WEIGHT 64
60
61 /* Number of entries in each iqueue. */
62 #define IQUEUE_ENTRIES 512
63
64 /* Number of entries in each equeue. */
65 #define EQUEUE_ENTRIES 2048
66
67 /* Total header bytes per equeue slot.  Must be big enough for 2 bytes
68  * of NET_IP_ALIGN alignment, plus 14 bytes (?) of L2 header, plus up to
69  * 60 bytes of actual TCP header.  We round up to align to cache lines.
70  */
71 #define HEADER_BYTES 128
72
73 /* Maximum completions per cpu per device (must be a power of two).
74  * ISSUE: What is the right number here?  If this is too small, then
75  * egress might block waiting for free space in a completions array.
76  * ISSUE: At the least, allocate these only for initialized echannels.
77  */
78 #define TILE_NET_MAX_COMPS 64
79
80 #define MAX_FRAGS (MAX_SKB_FRAGS + 1)
81
82 /* The "kinds" of buffer stacks (small/large/jumbo). */
83 #define MAX_KINDS 3
84
85 /* Size of completions data to allocate.
86  * ISSUE: Probably more than needed since we don't use all the channels.
87  */
88 #define COMPS_SIZE (TILE_NET_CHANNELS * sizeof(struct tile_net_comps))
89
90 /* Size of NotifRing data to allocate. */
91 #define NOTIF_RING_SIZE (IQUEUE_ENTRIES * sizeof(gxio_mpipe_idesc_t))
92
93 /* Timeout to wake the per-device TX timer after we stop the queue.
94  * We don't want the timeout too short (adds overhead, and might end
95  * up causing stop/wake/stop/wake cycles) or too long (affects performance).
96  * For the 10 Gb NIC, 30 usec means roughly 30+ 1500-byte packets.
97  */
98 #define TX_TIMER_DELAY_USEC 30
99
100 /* Timeout to wake the per-cpu egress timer to free completions. */
101 #define EGRESS_TIMER_DELAY_USEC 1000
102
103 MODULE_AUTHOR("Tilera Corporation");
104 MODULE_LICENSE("GPL");
105
106 /* A "packet fragment" (a chunk of memory). */
107 struct frag {
108         void *buf;
109         size_t length;
110 };
111
112 /* A single completion. */
113 struct tile_net_comp {
114         /* The "complete_count" when the completion will be complete. */
115         s64 when;
116         /* The buffer to be freed when the completion is complete. */
117         struct sk_buff *skb;
118 };
119
120 /* The completions for a given cpu and echannel. */
121 struct tile_net_comps {
122         /* The completions. */
123         struct tile_net_comp comp_queue[TILE_NET_MAX_COMPS];
124         /* The number of completions used. */
125         unsigned long comp_next;
126         /* The number of completions freed. */
127         unsigned long comp_last;
128 };
129
130 /* The transmit wake timer for a given cpu and echannel. */
131 struct tile_net_tx_wake {
132         int tx_queue_idx;
133         struct hrtimer timer;
134         struct net_device *dev;
135 };
136
137 /* Info for a specific cpu. */
138 struct tile_net_info {
139         /* Our cpu. */
140         int my_cpu;
141         /* A timer for handling egress completions. */
142         struct hrtimer egress_timer;
143         /* True if "egress_timer" is scheduled. */
144         bool egress_timer_scheduled;
145         struct info_mpipe {
146                 /* Packet queue. */
147                 gxio_mpipe_iqueue_t iqueue;
148                 /* The NAPI struct. */
149                 struct napi_struct napi;
150                 /* Number of buffers (by kind) which must still be provided. */
151                 unsigned int num_needed_buffers[MAX_KINDS];
152                 /* instance id. */
153                 int instance;
154                 /* True if iqueue is valid. */
155                 bool has_iqueue;
156                 /* NAPI flags. */
157                 bool napi_added;
158                 bool napi_enabled;
159                 /* Comps for each egress channel. */
160                 struct tile_net_comps *comps_for_echannel[TILE_NET_CHANNELS];
161                 /* Transmit wake timer for each egress channel. */
162                 struct tile_net_tx_wake tx_wake[TILE_NET_CHANNELS];
163         } mpipe[NR_MPIPE_MAX];
164 };
165
166 /* Info for egress on a particular egress channel. */
167 struct tile_net_egress {
168         /* The "equeue". */
169         gxio_mpipe_equeue_t *equeue;
170         /* The headers for TSO. */
171         unsigned char *headers;
172 };
173
174 /* Info for a specific device. */
175 struct tile_net_priv {
176         /* Our network device. */
177         struct net_device *dev;
178         /* The primary link. */
179         gxio_mpipe_link_t link;
180         /* The primary channel, if open, else -1. */
181         int channel;
182         /* The "loopify" egress link, if needed. */
183         gxio_mpipe_link_t loopify_link;
184         /* The "loopify" egress channel, if open, else -1. */
185         int loopify_channel;
186         /* The egress channel (channel or loopify_channel). */
187         int echannel;
188         /* mPIPE instance, 0 or 1. */
189         int instance;
190         /* The timestamp config. */
191         struct hwtstamp_config stamp_cfg;
192 };
193
194 static struct mpipe_data {
195         /* The ingress irq. */
196         int ingress_irq;
197
198         /* The "context" for all devices. */
199         gxio_mpipe_context_t context;
200
201         /* Egress info, indexed by "priv->echannel"
202          * (lazily created as needed).
203          */
204         struct tile_net_egress
205         egress_for_echannel[TILE_NET_CHANNELS];
206
207         /* Devices currently associated with each channel.
208          * NOTE: The array entry can become NULL after ifconfig down, but
209          * we do not free the underlying net_device structures, so it is
210          * safe to use a pointer after reading it from this array.
211          */
212         struct net_device
213         *tile_net_devs_for_channel[TILE_NET_CHANNELS];
214
215         /* The actual memory allocated for the buffer stacks. */
216         void *buffer_stack_vas[MAX_KINDS];
217
218         /* The amount of memory allocated for each buffer stack. */
219         size_t buffer_stack_bytes[MAX_KINDS];
220
221         /* The first buffer stack index
222          * (small = +0, large = +1, jumbo = +2).
223          */
224         int first_buffer_stack;
225
226         /* The buckets. */
227         int first_bucket;
228         int num_buckets;
229
230         /* PTP-specific data. */
231         struct ptp_clock *ptp_clock;
232         struct ptp_clock_info caps;
233
234         /* Lock for ptp accessors. */
235         struct mutex ptp_lock;
236
237 } mpipe_data[NR_MPIPE_MAX] = {
238         [0 ... (NR_MPIPE_MAX - 1)] {
239                 .ingress_irq = -1,
240                 .first_buffer_stack = -1,
241                 .first_bucket = -1,
242                 .num_buckets = 1
243         }
244 };
245
246 /* A mutex for "tile_net_devs_for_channel". */
247 static DEFINE_MUTEX(tile_net_devs_for_channel_mutex);
248
249 /* The per-cpu info. */
250 static DEFINE_PER_CPU(struct tile_net_info, per_cpu_info);
251
252
253 /* The buffer size enums for each buffer stack.
254  * See arch/tile/include/gxio/mpipe.h for the set of possible values.
255  * We avoid the "10384" size because it can induce "false chaining"
256  * on "cut-through" jumbo packets.
257  */
258 static gxio_mpipe_buffer_size_enum_t buffer_size_enums[MAX_KINDS] = {
259         GXIO_MPIPE_BUFFER_SIZE_128,
260         GXIO_MPIPE_BUFFER_SIZE_1664,
261         GXIO_MPIPE_BUFFER_SIZE_16384
262 };
263
264 /* Text value of tile_net.cpus if passed as a module parameter. */
265 static char *network_cpus_string;
266
267 /* The actual cpus in "network_cpus". */
268 static struct cpumask network_cpus_map;
269
270 /* If "tile_net.loopify=LINK" was specified, this is "LINK". */
271 static char *loopify_link_name;
272
273 /* If "tile_net.custom" was specified, this is true. */
274 static bool custom_flag;
275
276 /* If "tile_net.jumbo=NUM" was specified, this is "NUM". */
277 static uint jumbo_num;
278
279 /* Obtain mpipe instance from struct tile_net_priv given struct net_device. */
280 static inline int mpipe_instance(struct net_device *dev)
281 {
282         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
283         return priv->instance;
284 }
285
286 /* The "tile_net.cpus" argument specifies the cpus that are dedicated
287  * to handle ingress packets.
288  *
289  * The parameter should be in the form "tile_net.cpus=m-n[,x-y]", where
290  * m, n, x, y are integer numbers that represent the cpus that can be
291  * neither a dedicated cpu nor a dataplane cpu.
292  */
293 static bool network_cpus_init(void)
294 {
295         char buf[1024];
296         int rc;
297
298         if (network_cpus_string == NULL)
299                 return false;
300
301         rc = cpulist_parse_crop(network_cpus_string, &network_cpus_map);
302         if (rc != 0) {
303                 pr_warn("tile_net.cpus=%s: malformed cpu list\n",
304                         network_cpus_string);
305                 return false;
306         }
307
308         /* Remove dedicated cpus. */
309         cpumask_and(&network_cpus_map, &network_cpus_map, cpu_possible_mask);
310
311         if (cpumask_empty(&network_cpus_map)) {
312                 pr_warn("Ignoring empty tile_net.cpus='%s'.\n",
313                         network_cpus_string);
314                 return false;
315         }
316
317         cpulist_scnprintf(buf, sizeof(buf), &network_cpus_map);
318         pr_info("Linux network CPUs: %s\n", buf);
319         return true;
320 }
321
322 module_param_named(cpus, network_cpus_string, charp, 0444);
323 MODULE_PARM_DESC(cpus, "cpulist of cores that handle network interrupts");
324
325 /* The "tile_net.loopify=LINK" argument causes the named device to
326  * actually use "loop0" for ingress, and "loop1" for egress.  This
327  * allows an app to sit between the actual link and linux, passing
328  * (some) packets along to linux, and forwarding (some) packets sent
329  * out by linux.
330  */
331 module_param_named(loopify, loopify_link_name, charp, 0444);
332 MODULE_PARM_DESC(loopify, "name the device to use loop0/1 for ingress/egress");
333
334 /* The "tile_net.custom" argument causes us to ignore the "conventional"
335  * classifier metadata, in particular, the "l2_offset".
336  */
337 module_param_named(custom, custom_flag, bool, 0444);
338 MODULE_PARM_DESC(custom, "indicates a (heavily) customized classifier");
339
340 /* The "tile_net.jumbo" argument causes us to support "jumbo" packets,
341  * and to allocate the given number of "jumbo" buffers.
342  */
343 module_param_named(jumbo, jumbo_num, uint, 0444);
344 MODULE_PARM_DESC(jumbo, "the number of buffers to support jumbo packets");
345
346 /* Atomically update a statistics field.
347  * Note that on TILE-Gx, this operation is fire-and-forget on the
348  * issuing core (single-cycle dispatch) and takes only a few cycles
349  * longer than a regular store when the request reaches the home cache.
350  * No expensive bus management overhead is required.
351  */
352 static void tile_net_stats_add(unsigned long value, unsigned long *field)
353 {
354         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_long_t) != sizeof(unsigned long));
355         atomic_long_add(value, (atomic_long_t *)field);
356 }
357
358 /* Allocate and push a buffer. */
359 static bool tile_net_provide_buffer(int instance, int kind)
360 {
361         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
362         gxio_mpipe_buffer_size_enum_t bse = buffer_size_enums[kind];
363         size_t bs = gxio_mpipe_buffer_size_enum_to_buffer_size(bse);
364         const unsigned long buffer_alignment = 128;
365         struct sk_buff *skb;
366         int len;
367
368         len = sizeof(struct sk_buff **) + buffer_alignment + bs;
369         skb = dev_alloc_skb(len);
370         if (skb == NULL)
371                 return false;
372
373         /* Make room for a back-pointer to 'skb' and guarantee alignment. */
374         skb_reserve(skb, sizeof(struct sk_buff **));
375         skb_reserve(skb, -(long)skb->data & (buffer_alignment - 1));
376
377         /* Save a back-pointer to 'skb'. */
378         *(struct sk_buff **)(skb->data - sizeof(struct sk_buff **)) = skb;
379
380         /* Make sure "skb" and the back-pointer have been flushed. */
381         wmb();
382
383         gxio_mpipe_push_buffer(&md->context, md->first_buffer_stack + kind,
384                                (void *)va_to_tile_io_addr(skb->data));
385
386         return true;
387 }
388
389 /* Convert a raw mpipe buffer to its matching skb pointer. */
390 static struct sk_buff *mpipe_buf_to_skb(void *va)
391 {
392         /* Acquire the associated "skb". */
393         struct sk_buff **skb_ptr = va - sizeof(*skb_ptr);
394         struct sk_buff *skb = *skb_ptr;
395
396         /* Paranoia. */
397         if (skb->data != va) {
398                 /* Panic here since there's a reasonable chance
399                  * that corrupt buffers means generic memory
400                  * corruption, with unpredictable system effects.
401                  */
402                 panic("Corrupt linux buffer! va=%p, skb=%p, skb->data=%p",
403                       va, skb, skb->data);
404         }
405
406         return skb;
407 }
408
409 static void tile_net_pop_all_buffers(int instance, int stack)
410 {
411         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
412
413         for (;;) {
414                 tile_io_addr_t addr =
415                         (tile_io_addr_t)gxio_mpipe_pop_buffer(&md->context,
416                                                               stack);
417                 if (addr == 0)
418                         break;
419                 dev_kfree_skb_irq(mpipe_buf_to_skb(tile_io_addr_to_va(addr)));
420         }
421 }
422
423 /* Provide linux buffers to mPIPE. */
424 static void tile_net_provide_needed_buffers(void)
425 {
426         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
427         int instance, kind;
428         for (instance = 0; instance < NR_MPIPE_MAX &&
429                      info->mpipe[instance].has_iqueue; instance++)      {
430                 for (kind = 0; kind < MAX_KINDS; kind++) {
431                         while (info->mpipe[instance].num_needed_buffers[kind]
432                                != 0) {
433                                 if (!tile_net_provide_buffer(instance, kind)) {
434                                         pr_notice("Tile %d still needs"
435                                                   " some buffers\n",
436                                                   info->my_cpu);
437                                         return;
438                                 }
439                                 info->mpipe[instance].
440                                         num_needed_buffers[kind]--;
441                         }
442                 }
443         }
444 }
445
446 /* Get RX timestamp, and store it in the skb. */
447 static void tile_rx_timestamp(struct tile_net_priv *priv, struct sk_buff *skb,
448                               gxio_mpipe_idesc_t *idesc)
449 {
450         if (unlikely(priv->stamp_cfg.rx_filter != HWTSTAMP_FILTER_NONE)) {
451                 struct skb_shared_hwtstamps *shhwtstamps = skb_hwtstamps(skb);
452                 memset(shhwtstamps, 0, sizeof(*shhwtstamps));
453                 shhwtstamps->hwtstamp = ktime_set(idesc->time_stamp_sec,
454                                                   idesc->time_stamp_ns);
455         }
456 }
457
458 /* Get TX timestamp, and store it in the skb. */
459 static void tile_tx_timestamp(struct sk_buff *skb, int instance)
460 {
461         struct skb_shared_info *shtx = skb_shinfo(skb);
462         if (unlikely((shtx->tx_flags & SKBTX_HW_TSTAMP) != 0)) {
463                 struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
464                 struct skb_shared_hwtstamps shhwtstamps;
465                 struct timespec ts;
466
467                 shtx->tx_flags |= SKBTX_IN_PROGRESS;
468                 gxio_mpipe_get_timestamp(&md->context, &ts);
469                 memset(&shhwtstamps, 0, sizeof(shhwtstamps));
470                 shhwtstamps.hwtstamp = ktime_set(ts.tv_sec, ts.tv_nsec);
471                 skb_tstamp_tx(skb, &shhwtstamps);
472         }
473 }
474
475 /* Use ioctl() to enable or disable TX or RX timestamping. */
476 static int tile_hwtstamp_set(struct net_device *dev, struct ifreq *rq)
477 {
478         struct hwtstamp_config config;
479         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
480
481         if (copy_from_user(&config, rq->ifr_data, sizeof(config)))
482                 return -EFAULT;
483
484         if (config.flags)  /* reserved for future extensions */
485                 return -EINVAL;
486
487         switch (config.tx_type) {
488         case HWTSTAMP_TX_OFF:
489         case HWTSTAMP_TX_ON:
490                 break;
491         default:
492                 return -ERANGE;
493         }
494
495         switch (config.rx_filter) {
496         case HWTSTAMP_FILTER_NONE:
497                 break;
498         case HWTSTAMP_FILTER_ALL:
499         case HWTSTAMP_FILTER_SOME:
500         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_EVENT:
501         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_SYNC:
502         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_DELAY_REQ:
503         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L4_EVENT:
504         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L4_SYNC:
505         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L4_DELAY_REQ:
506         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L2_EVENT:
507         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L2_SYNC:
508         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L2_DELAY_REQ:
509         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_EVENT:
510         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_SYNC:
511         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_DELAY_REQ:
512                 config.rx_filter = HWTSTAMP_FILTER_ALL;
513                 break;
514         default:
515                 return -ERANGE;
516         }
517
518         if (copy_to_user(rq->ifr_data, &config, sizeof(config)))
519                 return -EFAULT;
520
521         priv->stamp_cfg = config;
522         return 0;
523 }
524
525 static int tile_hwtstamp_get(struct net_device *dev, struct ifreq *rq)
526 {
527         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
528
529         if (copy_to_user(rq->ifr_data, &priv->stamp_cfg,
530                          sizeof(priv->stamp_cfg)))
531                 return -EFAULT;
532
533         return 0;
534 }
535
536 static inline bool filter_packet(struct net_device *dev, void *buf)
537 {
538         /* Filter packets received before we're up. */
539         if (dev == NULL || !(dev->flags & IFF_UP))
540                 return true;
541
542         /* Filter out packets that aren't for us. */
543         if (!(dev->flags & IFF_PROMISC) &&
544             !is_multicast_ether_addr(buf) &&
545             !ether_addr_equal(dev->dev_addr, buf))
546                 return true;
547
548         return false;
549 }
550
551 static void tile_net_receive_skb(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb,
552                                  gxio_mpipe_idesc_t *idesc, unsigned long len)
553 {
554         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
555         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
556         int instance = priv->instance;
557
558         /* Encode the actual packet length. */
559         skb_put(skb, len);
560
561         skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
562
563         /* Acknowledge "good" hardware checksums. */
564         if (idesc->cs && idesc->csum_seed_val == 0xFFFF)
565                 skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
566
567         /* Get RX timestamp from idesc. */
568         tile_rx_timestamp(priv, skb, idesc);
569
570         napi_gro_receive(&info->mpipe[instance].napi, skb);
571
572         /* Update stats. */
573         tile_net_stats_add(1, &dev->stats.rx_packets);
574         tile_net_stats_add(len, &dev->stats.rx_bytes);
575
576         /* Need a new buffer. */
577         if (idesc->size == buffer_size_enums[0])
578                 info->mpipe[instance].num_needed_buffers[0]++;
579         else if (idesc->size == buffer_size_enums[1])
580                 info->mpipe[instance].num_needed_buffers[1]++;
581         else
582                 info->mpipe[instance].num_needed_buffers[2]++;
583 }
584
585 /* Handle a packet.  Return true if "processed", false if "filtered". */
586 static bool tile_net_handle_packet(int instance, gxio_mpipe_idesc_t *idesc)
587 {
588         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
589         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
590         struct net_device *dev = md->tile_net_devs_for_channel[idesc->channel];
591         uint8_t l2_offset;
592         void *va;
593         void *buf;
594         unsigned long len;
595         bool filter;
596
597         /* Drop packets for which no buffer was available (which can
598          * happen under heavy load), or for which the me/tr/ce flags
599          * are set (which can happen for jumbo cut-through packets,
600          * or with a customized classifier).
601          */
602         if (idesc->be || idesc->me || idesc->tr || idesc->ce) {
603                 if (dev)
604                         tile_net_stats_add(1, &dev->stats.rx_errors);
605                 goto drop;
606         }
607
608         /* Get the "l2_offset", if allowed. */
609         l2_offset = custom_flag ? 0 : gxio_mpipe_idesc_get_l2_offset(idesc);
610
611         /* Get the VA (including NET_IP_ALIGN bytes of "headroom"). */
612         va = tile_io_addr_to_va((unsigned long)idesc->va);
613
614         /* Get the actual packet start/length. */
615         buf = va + l2_offset;
616         len = idesc->l2_size - l2_offset;
617
618         /* Point "va" at the raw buffer. */
619         va -= NET_IP_ALIGN;
620
621         filter = filter_packet(dev, buf);
622         if (filter) {
623                 if (dev)
624                         tile_net_stats_add(1, &dev->stats.rx_dropped);
625 drop:
626                 gxio_mpipe_iqueue_drop(&info->mpipe[instance].iqueue, idesc);
627         } else {
628                 struct sk_buff *skb = mpipe_buf_to_skb(va);
629
630                 /* Skip headroom, and any custom header. */
631                 skb_reserve(skb, NET_IP_ALIGN + l2_offset);
632
633                 tile_net_receive_skb(dev, skb, idesc, len);
634         }
635
636         gxio_mpipe_iqueue_consume(&info->mpipe[instance].iqueue, idesc);
637         return !filter;
638 }
639
640 /* Handle some packets for the current CPU.
641  *
642  * This function handles up to TILE_NET_BATCH idescs per call.
643  *
644  * ISSUE: Since we do not provide new buffers until this function is
645  * complete, we must initially provide enough buffers for each network
646  * cpu to fill its iqueue and also its batched idescs.
647  *
648  * ISSUE: The "rotting packet" race condition occurs if a packet
649  * arrives after the queue appears to be empty, and before the
650  * hypervisor interrupt is re-enabled.
651  */
652 static int tile_net_poll(struct napi_struct *napi, int budget)
653 {
654         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
655         unsigned int work = 0;
656         gxio_mpipe_idesc_t *idesc;
657         int instance, i, n;
658         struct mpipe_data *md;
659         struct info_mpipe *info_mpipe =
660                 container_of(napi, struct info_mpipe, napi);
661
662         if (budget <= 0)
663                 goto done;
664
665         instance = info_mpipe->instance;
666         while ((n = gxio_mpipe_iqueue_try_peek(
667                         &info_mpipe->iqueue,
668                         &idesc)) > 0) {
669                 for (i = 0; i < n; i++) {
670                         if (i == TILE_NET_BATCH)
671                                 goto done;
672                         if (tile_net_handle_packet(instance,
673                                                    idesc + i)) {
674                                 if (++work >= budget)
675                                         goto done;
676                         }
677                 }
678         }
679
680         /* There are no packets left. */
681         napi_complete(&info_mpipe->napi);
682
683         md = &mpipe_data[instance];
684         /* Re-enable hypervisor interrupts. */
685         gxio_mpipe_enable_notif_ring_interrupt(
686                 &md->context, info->mpipe[instance].iqueue.ring);
687
688         /* HACK: Avoid the "rotting packet" problem. */
689         if (gxio_mpipe_iqueue_try_peek(&info_mpipe->iqueue, &idesc) > 0)
690                 napi_schedule(&info_mpipe->napi);
691
692         /* ISSUE: Handle completions? */
693
694 done:
695         tile_net_provide_needed_buffers();
696
697         return work;
698 }
699
700 /* Handle an ingress interrupt from an instance on the current cpu. */
701 static irqreturn_t tile_net_handle_ingress_irq(int irq, void *id)
702 {
703         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
704         napi_schedule(&info->mpipe[(uint64_t)id].napi);
705         return IRQ_HANDLED;
706 }
707
708 /* Free some completions.  This must be called with interrupts blocked. */
709 static int tile_net_free_comps(gxio_mpipe_equeue_t *equeue,
710                                 struct tile_net_comps *comps,
711                                 int limit, bool force_update)
712 {
713         int n = 0;
714         while (comps->comp_last < comps->comp_next) {
715                 unsigned int cid = comps->comp_last % TILE_NET_MAX_COMPS;
716                 struct tile_net_comp *comp = &comps->comp_queue[cid];
717                 if (!gxio_mpipe_equeue_is_complete(equeue, comp->when,
718                                                    force_update || n == 0))
719                         break;
720                 dev_kfree_skb_irq(comp->skb);
721                 comps->comp_last++;
722                 if (++n == limit)
723                         break;
724         }
725         return n;
726 }
727
728 /* Add a completion.  This must be called with interrupts blocked.
729  * tile_net_equeue_try_reserve() will have ensured a free completion entry.
730  */
731 static void add_comp(gxio_mpipe_equeue_t *equeue,
732                      struct tile_net_comps *comps,
733                      uint64_t when, struct sk_buff *skb)
734 {
735         int cid = comps->comp_next % TILE_NET_MAX_COMPS;
736         comps->comp_queue[cid].when = when;
737         comps->comp_queue[cid].skb = skb;
738         comps->comp_next++;
739 }
740
741 static void tile_net_schedule_tx_wake_timer(struct net_device *dev,
742                                             int tx_queue_idx)
743 {
744         struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, tx_queue_idx);
745         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
746         int instance = priv->instance;
747         struct tile_net_tx_wake *tx_wake =
748                 &info->mpipe[instance].tx_wake[priv->echannel];
749
750         hrtimer_start(&tx_wake->timer,
751                       ktime_set(0, TX_TIMER_DELAY_USEC * 1000UL),
752                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
753 }
754
755 static enum hrtimer_restart tile_net_handle_tx_wake_timer(struct hrtimer *t)
756 {
757         struct tile_net_tx_wake *tx_wake =
758                 container_of(t, struct tile_net_tx_wake, timer);
759         netif_wake_subqueue(tx_wake->dev, tx_wake->tx_queue_idx);
760         return HRTIMER_NORESTART;
761 }
762
763 /* Make sure the egress timer is scheduled. */
764 static void tile_net_schedule_egress_timer(void)
765 {
766         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
767
768         if (!info->egress_timer_scheduled) {
769                 hrtimer_start(&info->egress_timer,
770                               ktime_set(0, EGRESS_TIMER_DELAY_USEC * 1000UL),
771                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
772                 info->egress_timer_scheduled = true;
773         }
774 }
775
776 /* The "function" for "info->egress_timer".
777  *
778  * This timer will reschedule itself as long as there are any pending
779  * completions expected for this tile.
780  */
781 static enum hrtimer_restart tile_net_handle_egress_timer(struct hrtimer *t)
782 {
783         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
784         unsigned long irqflags;
785         bool pending = false;
786         int i, instance;
787
788         local_irq_save(irqflags);
789
790         /* The timer is no longer scheduled. */
791         info->egress_timer_scheduled = false;
792
793         /* Free all possible comps for this tile. */
794         for (instance = 0; instance < NR_MPIPE_MAX &&
795                      info->mpipe[instance].has_iqueue; instance++) {
796                 for (i = 0; i < TILE_NET_CHANNELS; i++) {
797                         struct tile_net_egress *egress =
798                                 &mpipe_data[instance].egress_for_echannel[i];
799                         struct tile_net_comps *comps =
800                                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[i];
801                         if (!egress || comps->comp_last >= comps->comp_next)
802                                 continue;
803                         tile_net_free_comps(egress->equeue, comps, -1, true);
804                         pending = pending ||
805                                 (comps->comp_last < comps->comp_next);
806                 }
807         }
808
809         /* Reschedule timer if needed. */
810         if (pending)
811                 tile_net_schedule_egress_timer();
812
813         local_irq_restore(irqflags);
814
815         return HRTIMER_NORESTART;
816 }
817
818 /* PTP clock operations. */
819
820 static int ptp_mpipe_adjfreq(struct ptp_clock_info *ptp, s32 ppb)
821 {
822         int ret = 0;
823         struct mpipe_data *md = container_of(ptp, struct mpipe_data, caps);
824         mutex_lock(&md->ptp_lock);
825         if (gxio_mpipe_adjust_timestamp_freq(&md->context, ppb))
826                 ret = -EINVAL;
827         mutex_unlock(&md->ptp_lock);
828         return ret;
829 }
830
831 static int ptp_mpipe_adjtime(struct ptp_clock_info *ptp, s64 delta)
832 {
833         int ret = 0;
834         struct mpipe_data *md = container_of(ptp, struct mpipe_data, caps);
835         mutex_lock(&md->ptp_lock);
836         if (gxio_mpipe_adjust_timestamp(&md->context, delta))
837                 ret = -EBUSY;
838         mutex_unlock(&md->ptp_lock);
839         return ret;
840 }
841
842 static int ptp_mpipe_gettime(struct ptp_clock_info *ptp, struct timespec *ts)
843 {
844         int ret = 0;
845         struct mpipe_data *md = container_of(ptp, struct mpipe_data, caps);
846         mutex_lock(&md->ptp_lock);
847         if (gxio_mpipe_get_timestamp(&md->context, ts))
848                 ret = -EBUSY;
849         mutex_unlock(&md->ptp_lock);
850         return ret;
851 }
852
853 static int ptp_mpipe_settime(struct ptp_clock_info *ptp,
854                              const struct timespec *ts)
855 {
856         int ret = 0;
857         struct mpipe_data *md = container_of(ptp, struct mpipe_data, caps);
858         mutex_lock(&md->ptp_lock);
859         if (gxio_mpipe_set_timestamp(&md->context, ts))
860                 ret = -EBUSY;
861         mutex_unlock(&md->ptp_lock);
862         return ret;
863 }
864
865 static int ptp_mpipe_enable(struct ptp_clock_info *ptp,
866                             struct ptp_clock_request *request, int on)
867 {
868         return -EOPNOTSUPP;
869 }
870
871 static struct ptp_clock_info ptp_mpipe_caps = {
872         .owner          = THIS_MODULE,
873         .name           = "mPIPE clock",
874         .max_adj        = 999999999,
875         .n_ext_ts       = 0,
876         .n_pins         = 0,
877         .pps            = 0,
878         .adjfreq        = ptp_mpipe_adjfreq,
879         .adjtime        = ptp_mpipe_adjtime,
880         .gettime        = ptp_mpipe_gettime,
881         .settime        = ptp_mpipe_settime,
882         .enable         = ptp_mpipe_enable,
883 };
884
885 /* Sync mPIPE's timestamp up with Linux system time and register PTP clock. */
886 static void register_ptp_clock(struct net_device *dev, struct mpipe_data *md)
887 {
888         struct timespec ts;
889
890         getnstimeofday(&ts);
891         gxio_mpipe_set_timestamp(&md->context, &ts);
892
893         mutex_init(&md->ptp_lock);
894         md->caps = ptp_mpipe_caps;
895         md->ptp_clock = ptp_clock_register(&md->caps, NULL);
896         if (IS_ERR(md->ptp_clock))
897                 netdev_err(dev, "ptp_clock_register failed %ld\n",
898                            PTR_ERR(md->ptp_clock));
899 }
900
901 /* Initialize PTP fields in a new device. */
902 static void init_ptp_dev(struct tile_net_priv *priv)
903 {
904         priv->stamp_cfg.rx_filter = HWTSTAMP_FILTER_NONE;
905         priv->stamp_cfg.tx_type = HWTSTAMP_TX_OFF;
906 }
907
908 /* Helper functions for "tile_net_update()". */
909 static void enable_ingress_irq(void *irq)
910 {
911         enable_percpu_irq((long)irq, 0);
912 }
913
914 static void disable_ingress_irq(void *irq)
915 {
916         disable_percpu_irq((long)irq);
917 }
918
919 /* Helper function for tile_net_open() and tile_net_stop().
920  * Always called under tile_net_devs_for_channel_mutex.
921  */
922 static int tile_net_update(struct net_device *dev)
923 {
924         static gxio_mpipe_rules_t rules;  /* too big to fit on the stack */
925         bool saw_channel = false;
926         int instance = mpipe_instance(dev);
927         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
928         int channel;
929         int rc;
930         int cpu;
931
932         saw_channel = false;
933         gxio_mpipe_rules_init(&rules, &md->context);
934
935         for (channel = 0; channel < TILE_NET_CHANNELS; channel++) {
936                 if (md->tile_net_devs_for_channel[channel] == NULL)
937                         continue;
938                 if (!saw_channel) {
939                         saw_channel = true;
940                         gxio_mpipe_rules_begin(&rules, md->first_bucket,
941                                                md->num_buckets, NULL);
942                         gxio_mpipe_rules_set_headroom(&rules, NET_IP_ALIGN);
943                 }
944                 gxio_mpipe_rules_add_channel(&rules, channel);
945         }
946
947         /* NOTE: This can fail if there is no classifier.
948          * ISSUE: Can anything else cause it to fail?
949          */
950         rc = gxio_mpipe_rules_commit(&rules);
951         if (rc != 0) {
952                 netdev_warn(dev, "gxio_mpipe_rules_commit: mpipe[%d] %d\n",
953                             instance, rc);
954                 return -EIO;
955         }
956
957         /* Update all cpus, sequentially (to protect "netif_napi_add()").
958          * We use on_each_cpu to handle the IPI mask or unmask.
959          */
960         if (!saw_channel)
961                 on_each_cpu(disable_ingress_irq,
962                             (void *)(long)(md->ingress_irq), 1);
963         for_each_online_cpu(cpu) {
964                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
965
966                 if (!info->mpipe[instance].has_iqueue)
967                         continue;
968                 if (saw_channel) {
969                         if (!info->mpipe[instance].napi_added) {
970                                 netif_napi_add(dev, &info->mpipe[instance].napi,
971                                                tile_net_poll, TILE_NET_WEIGHT);
972                                 info->mpipe[instance].napi_added = true;
973                         }
974                         if (!info->mpipe[instance].napi_enabled) {
975                                 napi_enable(&info->mpipe[instance].napi);
976                                 info->mpipe[instance].napi_enabled = true;
977                         }
978                 } else {
979                         if (info->mpipe[instance].napi_enabled) {
980                                 napi_disable(&info->mpipe[instance].napi);
981                                 info->mpipe[instance].napi_enabled = false;
982                         }
983                         /* FIXME: Drain the iqueue. */
984                 }
985         }
986         if (saw_channel)
987                 on_each_cpu(enable_ingress_irq,
988                             (void *)(long)(md->ingress_irq), 1);
989
990         /* HACK: Allow packets to flow in the simulator. */
991         if (saw_channel)
992                 sim_enable_mpipe_links(instance, -1);
993
994         return 0;
995 }
996
997 /* Initialize a buffer stack. */
998 static int create_buffer_stack(struct net_device *dev,
999                                int kind, size_t num_buffers)
1000 {
1001         pte_t hash_pte = pte_set_home((pte_t) { 0 }, PAGE_HOME_HASH);
1002         int instance = mpipe_instance(dev);
1003         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1004         size_t needed = gxio_mpipe_calc_buffer_stack_bytes(num_buffers);
1005         int stack_idx = md->first_buffer_stack + kind;
1006         void *va;
1007         int i, rc;
1008
1009         /* Round up to 64KB and then use alloc_pages() so we get the
1010          * required 64KB alignment.
1011          */
1012         md->buffer_stack_bytes[kind] =
1013                 ALIGN(needed, 64 * 1024);
1014
1015         va = alloc_pages_exact(md->buffer_stack_bytes[kind], GFP_KERNEL);
1016         if (va == NULL) {
1017                 netdev_err(dev,
1018                            "Could not alloc %zd bytes for buffer stack %d\n",
1019                            md->buffer_stack_bytes[kind], kind);
1020                 return -ENOMEM;
1021         }
1022
1023         /* Initialize the buffer stack. */
1024         rc = gxio_mpipe_init_buffer_stack(&md->context, stack_idx,
1025                                           buffer_size_enums[kind],  va,
1026                                           md->buffer_stack_bytes[kind], 0);
1027         if (rc != 0) {
1028                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_init_buffer_stack: mpipe[%d] %d\n",
1029                            instance, rc);
1030                 free_pages_exact(va, md->buffer_stack_bytes[kind]);
1031                 return rc;
1032         }
1033
1034         md->buffer_stack_vas[kind] = va;
1035
1036         rc = gxio_mpipe_register_client_memory(&md->context, stack_idx,
1037                                                hash_pte, 0);
1038         if (rc != 0) {
1039                 netdev_err(dev,
1040                            "gxio_mpipe_register_client_memory: mpipe[%d] %d\n",
1041                            instance, rc);
1042                 return rc;
1043         }
1044
1045         /* Provide initial buffers. */
1046         for (i = 0; i < num_buffers; i++) {
1047                 if (!tile_net_provide_buffer(instance, kind)) {
1048                         netdev_err(dev, "Cannot allocate initial sk_bufs!\n");
1049                         return -ENOMEM;
1050                 }
1051         }
1052
1053         return 0;
1054 }
1055
1056 /* Allocate and initialize mpipe buffer stacks, and register them in
1057  * the mPIPE TLBs, for small, large, and (possibly) jumbo packet sizes.
1058  * This routine supports tile_net_init_mpipe(), below.
1059  */
1060 static int init_buffer_stacks(struct net_device *dev,
1061                               int network_cpus_count)
1062 {
1063         int num_kinds = MAX_KINDS - (jumbo_num == 0);
1064         size_t num_buffers;
1065         int rc;
1066         int instance = mpipe_instance(dev);
1067         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1068
1069         /* Allocate the buffer stacks. */
1070         rc = gxio_mpipe_alloc_buffer_stacks(&md->context, num_kinds, 0, 0);
1071         if (rc < 0) {
1072                 netdev_err(dev,
1073                            "gxio_mpipe_alloc_buffer_stacks: mpipe[%d] %d\n",
1074                            instance, rc);
1075                 return rc;
1076         }
1077         md->first_buffer_stack = rc;
1078
1079         /* Enough small/large buffers to (normally) avoid buffer errors. */
1080         num_buffers =
1081                 network_cpus_count * (IQUEUE_ENTRIES + TILE_NET_BATCH);
1082
1083         /* Allocate the small memory stack. */
1084         if (rc >= 0)
1085                 rc = create_buffer_stack(dev, 0, num_buffers);
1086
1087         /* Allocate the large buffer stack. */
1088         if (rc >= 0)
1089                 rc = create_buffer_stack(dev, 1, num_buffers);
1090
1091         /* Allocate the jumbo buffer stack if needed. */
1092         if (rc >= 0 && jumbo_num != 0)
1093                 rc = create_buffer_stack(dev, 2, jumbo_num);
1094
1095         return rc;
1096 }
1097
1098 /* Allocate per-cpu resources (memory for completions and idescs).
1099  * This routine supports tile_net_init_mpipe(), below.
1100  */
1101 static int alloc_percpu_mpipe_resources(struct net_device *dev,
1102                                         int cpu, int ring)
1103 {
1104         struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1105         int order, i, rc;
1106         int instance = mpipe_instance(dev);
1107         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1108         struct page *page;
1109         void *addr;
1110
1111         /* Allocate the "comps". */
1112         order = get_order(COMPS_SIZE);
1113         page = homecache_alloc_pages(GFP_KERNEL, order, cpu);
1114         if (page == NULL) {
1115                 netdev_err(dev, "Failed to alloc %zd bytes comps memory\n",
1116                            COMPS_SIZE);
1117                 return -ENOMEM;
1118         }
1119         addr = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(page));
1120         memset(addr, 0, COMPS_SIZE);
1121         for (i = 0; i < TILE_NET_CHANNELS; i++)
1122                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[i] =
1123                         addr + i * sizeof(struct tile_net_comps);
1124
1125         /* If this is a network cpu, create an iqueue. */
1126         if (cpu_isset(cpu, network_cpus_map)) {
1127                 order = get_order(NOTIF_RING_SIZE);
1128                 page = homecache_alloc_pages(GFP_KERNEL, order, cpu);
1129                 if (page == NULL) {
1130                         netdev_err(dev,
1131                                    "Failed to alloc %zd bytes iqueue memory\n",
1132                                    NOTIF_RING_SIZE);
1133                         return -ENOMEM;
1134                 }
1135                 addr = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(page));
1136                 rc = gxio_mpipe_iqueue_init(&info->mpipe[instance].iqueue,
1137                                             &md->context, ring++, addr,
1138                                             NOTIF_RING_SIZE, 0);
1139                 if (rc < 0) {
1140                         netdev_err(dev,
1141                                    "gxio_mpipe_iqueue_init failed: %d\n", rc);
1142                         return rc;
1143                 }
1144                 info->mpipe[instance].has_iqueue = true;
1145         }
1146
1147         return ring;
1148 }
1149
1150 /* Initialize NotifGroup and buckets.
1151  * This routine supports tile_net_init_mpipe(), below.
1152  */
1153 static int init_notif_group_and_buckets(struct net_device *dev,
1154                                         int ring, int network_cpus_count)
1155 {
1156         int group, rc;
1157         int instance = mpipe_instance(dev);
1158         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1159
1160         /* Allocate one NotifGroup. */
1161         rc = gxio_mpipe_alloc_notif_groups(&md->context, 1, 0, 0);
1162         if (rc < 0) {
1163                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_alloc_notif_groups: mpipe[%d] %d\n",
1164                            instance, rc);
1165                 return rc;
1166         }
1167         group = rc;
1168
1169         /* Initialize global num_buckets value. */
1170         if (network_cpus_count > 4)
1171                 md->num_buckets = 256;
1172         else if (network_cpus_count > 1)
1173                 md->num_buckets = 16;
1174
1175         /* Allocate some buckets, and set global first_bucket value. */
1176         rc = gxio_mpipe_alloc_buckets(&md->context, md->num_buckets, 0, 0);
1177         if (rc < 0) {
1178                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_alloc_buckets: mpipe[%d] %d\n",
1179                            instance, rc);
1180                 return rc;
1181         }
1182         md->first_bucket = rc;
1183
1184         /* Init group and buckets. */
1185         rc = gxio_mpipe_init_notif_group_and_buckets(
1186                 &md->context, group, ring, network_cpus_count,
1187                 md->first_bucket, md->num_buckets,
1188                 GXIO_MPIPE_BUCKET_STICKY_FLOW_LOCALITY);
1189         if (rc != 0) {
1190                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_init_notif_group_and_buckets: "
1191                            "mpipe[%d] %d\n", instance, rc);
1192                 return rc;
1193         }
1194
1195         return 0;
1196 }
1197
1198 /* Create an irq and register it, then activate the irq and request
1199  * interrupts on all cores.  Note that "ingress_irq" being initialized
1200  * is how we know not to call tile_net_init_mpipe() again.
1201  * This routine supports tile_net_init_mpipe(), below.
1202  */
1203 static int tile_net_setup_interrupts(struct net_device *dev)
1204 {
1205         int cpu, rc, irq;
1206         int instance = mpipe_instance(dev);
1207         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1208
1209         irq = md->ingress_irq;
1210         if (irq < 0) {
1211                 irq = irq_alloc_hwirq(-1);
1212                 if (!irq) {
1213                         netdev_err(dev,
1214                                    "create_irq failed: mpipe[%d] %d\n",
1215                                    instance, irq);
1216                         return irq;
1217                 }
1218                 tile_irq_activate(irq, TILE_IRQ_PERCPU);
1219
1220                 rc = request_irq(irq, tile_net_handle_ingress_irq,
1221                                  0, "tile_net", (void *)((uint64_t)instance));
1222
1223                 if (rc != 0) {
1224                         netdev_err(dev, "request_irq failed: mpipe[%d] %d\n",
1225                                    instance, rc);
1226                         irq_free_hwirq(irq);
1227                         return rc;
1228                 }
1229                 md->ingress_irq = irq;
1230         }
1231
1232         for_each_online_cpu(cpu) {
1233                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1234                 if (info->mpipe[instance].has_iqueue) {
1235                         gxio_mpipe_request_notif_ring_interrupt(&md->context,
1236                                 cpu_x(cpu), cpu_y(cpu), KERNEL_PL, irq,
1237                                 info->mpipe[instance].iqueue.ring);
1238                 }
1239         }
1240
1241         return 0;
1242 }
1243
1244 /* Undo any state set up partially by a failed call to tile_net_init_mpipe. */
1245 static void tile_net_init_mpipe_fail(int instance)
1246 {
1247         int kind, cpu;
1248         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1249
1250         /* Do cleanups that require the mpipe context first. */
1251         for (kind = 0; kind < MAX_KINDS; kind++) {
1252                 if (md->buffer_stack_vas[kind] != NULL) {
1253                         tile_net_pop_all_buffers(instance,
1254                                                  md->first_buffer_stack +
1255                                                  kind);
1256                 }
1257         }
1258
1259         /* Destroy mpipe context so the hardware no longer owns any memory. */
1260         gxio_mpipe_destroy(&md->context);
1261
1262         for_each_online_cpu(cpu) {
1263                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1264                 free_pages(
1265                         (unsigned long)(
1266                                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[0]),
1267                         get_order(COMPS_SIZE));
1268                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[0] = NULL;
1269                 free_pages((unsigned long)(info->mpipe[instance].iqueue.idescs),
1270                            get_order(NOTIF_RING_SIZE));
1271                 info->mpipe[instance].iqueue.idescs = NULL;
1272         }
1273
1274         for (kind = 0; kind < MAX_KINDS; kind++) {
1275                 if (md->buffer_stack_vas[kind] != NULL) {
1276                         free_pages_exact(md->buffer_stack_vas[kind],
1277                                          md->buffer_stack_bytes[kind]);
1278                         md->buffer_stack_vas[kind] = NULL;
1279                 }
1280         }
1281
1282         md->first_buffer_stack = -1;
1283         md->first_bucket = -1;
1284 }
1285
1286 /* The first time any tilegx network device is opened, we initialize
1287  * the global mpipe state.  If this step fails, we fail to open the
1288  * device, but if it succeeds, we never need to do it again, and since
1289  * tile_net can't be unloaded, we never undo it.
1290  *
1291  * Note that some resources in this path (buffer stack indices,
1292  * bindings from init_buffer_stack, etc.) are hypervisor resources
1293  * that are freed implicitly by gxio_mpipe_destroy().
1294  */
1295 static int tile_net_init_mpipe(struct net_device *dev)
1296 {
1297         int rc;
1298         int cpu;
1299         int first_ring, ring;
1300         int instance = mpipe_instance(dev);
1301         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1302         int network_cpus_count = cpus_weight(network_cpus_map);
1303
1304         if (!hash_default) {
1305                 netdev_err(dev, "Networking requires hash_default!\n");
1306                 return -EIO;
1307         }
1308
1309         rc = gxio_mpipe_init(&md->context, instance);
1310         if (rc != 0) {
1311                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_init: mpipe[%d] %d\n",
1312                            instance, rc);
1313                 return -EIO;
1314         }
1315
1316         /* Set up the buffer stacks. */
1317         rc = init_buffer_stacks(dev, network_cpus_count);
1318         if (rc != 0)
1319                 goto fail;
1320
1321         /* Allocate one NotifRing for each network cpu. */
1322         rc = gxio_mpipe_alloc_notif_rings(&md->context,
1323                                           network_cpus_count, 0, 0);
1324         if (rc < 0) {
1325                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_alloc_notif_rings failed %d\n",
1326                            rc);
1327                 goto fail;
1328         }
1329
1330         /* Init NotifRings per-cpu. */
1331         first_ring = rc;
1332         ring = first_ring;
1333         for_each_online_cpu(cpu) {
1334                 rc = alloc_percpu_mpipe_resources(dev, cpu, ring);
1335                 if (rc < 0)
1336                         goto fail;
1337                 ring = rc;
1338         }
1339
1340         /* Initialize NotifGroup and buckets. */
1341         rc = init_notif_group_and_buckets(dev, first_ring, network_cpus_count);
1342         if (rc != 0)
1343                 goto fail;
1344
1345         /* Create and enable interrupts. */
1346         rc = tile_net_setup_interrupts(dev);
1347         if (rc != 0)
1348                 goto fail;
1349
1350         /* Register PTP clock and set mPIPE timestamp, if configured. */
1351         register_ptp_clock(dev, md);
1352
1353         return 0;
1354
1355 fail:
1356         tile_net_init_mpipe_fail(instance);
1357         return rc;
1358 }
1359
1360 /* Create persistent egress info for a given egress channel.
1361  * Note that this may be shared between, say, "gbe0" and "xgbe0".
1362  * ISSUE: Defer header allocation until TSO is actually needed?
1363  */
1364 static int tile_net_init_egress(struct net_device *dev, int echannel)
1365 {
1366         static int ering = -1;
1367         struct page *headers_page, *edescs_page, *equeue_page;
1368         gxio_mpipe_edesc_t *edescs;
1369         gxio_mpipe_equeue_t *equeue;
1370         unsigned char *headers;
1371         int headers_order, edescs_order, equeue_order;
1372         size_t edescs_size;
1373         int rc = -ENOMEM;
1374         int instance = mpipe_instance(dev);
1375         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1376
1377         /* Only initialize once. */
1378         if (md->egress_for_echannel[echannel].equeue != NULL)
1379                 return 0;
1380
1381         /* Allocate memory for the "headers". */
1382         headers_order = get_order(EQUEUE_ENTRIES * HEADER_BYTES);
1383         headers_page = alloc_pages(GFP_KERNEL, headers_order);
1384         if (headers_page == NULL) {
1385                 netdev_warn(dev,
1386                             "Could not alloc %zd bytes for TSO headers.\n",
1387                             PAGE_SIZE << headers_order);
1388                 goto fail;
1389         }
1390         headers = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(headers_page));
1391
1392         /* Allocate memory for the "edescs". */
1393         edescs_size = EQUEUE_ENTRIES * sizeof(*edescs);
1394         edescs_order = get_order(edescs_size);
1395         edescs_page = alloc_pages(GFP_KERNEL, edescs_order);
1396         if (edescs_page == NULL) {
1397                 netdev_warn(dev,
1398                             "Could not alloc %zd bytes for eDMA ring.\n",
1399                             edescs_size);
1400                 goto fail_headers;
1401         }
1402         edescs = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(edescs_page));
1403
1404         /* Allocate memory for the "equeue". */
1405         equeue_order = get_order(sizeof(*equeue));
1406         equeue_page = alloc_pages(GFP_KERNEL, equeue_order);
1407         if (equeue_page == NULL) {
1408                 netdev_warn(dev,
1409                             "Could not alloc %zd bytes for equeue info.\n",
1410                             PAGE_SIZE << equeue_order);
1411                 goto fail_edescs;
1412         }
1413         equeue = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(equeue_page));
1414
1415         /* Allocate an edma ring (using a one entry "free list"). */
1416         if (ering < 0) {
1417                 rc = gxio_mpipe_alloc_edma_rings(&md->context, 1, 0, 0);
1418                 if (rc < 0) {
1419                         netdev_warn(dev, "gxio_mpipe_alloc_edma_rings: "
1420                                     "mpipe[%d] %d\n", instance, rc);
1421                         goto fail_equeue;
1422                 }
1423                 ering = rc;
1424         }
1425
1426         /* Initialize the equeue. */
1427         rc = gxio_mpipe_equeue_init(equeue, &md->context, ering, echannel,
1428                                     edescs, edescs_size, 0);
1429         if (rc != 0) {
1430                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_equeue_init: mpipe[%d] %d\n",
1431                            instance, rc);
1432                 goto fail_equeue;
1433         }
1434
1435         /* Don't reuse the ering later. */
1436         ering = -1;
1437
1438         if (jumbo_num != 0) {
1439                 /* Make sure "jumbo" packets can be egressed safely. */
1440                 if (gxio_mpipe_equeue_set_snf_size(equeue, 10368) < 0) {
1441                         /* ISSUE: There is no "gxio_mpipe_equeue_destroy()". */
1442                         netdev_warn(dev, "Jumbo packets may not be egressed"
1443                                     " properly on channel %d\n", echannel);
1444                 }
1445         }
1446
1447         /* Done. */
1448         md->egress_for_echannel[echannel].equeue = equeue;
1449         md->egress_for_echannel[echannel].headers = headers;
1450         return 0;
1451
1452 fail_equeue:
1453         __free_pages(equeue_page, equeue_order);
1454
1455 fail_edescs:
1456         __free_pages(edescs_page, edescs_order);
1457
1458 fail_headers:
1459         __free_pages(headers_page, headers_order);
1460
1461 fail:
1462         return rc;
1463 }
1464
1465 /* Return channel number for a newly-opened link. */
1466 static int tile_net_link_open(struct net_device *dev, gxio_mpipe_link_t *link,
1467                               const char *link_name)
1468 {
1469         int instance = mpipe_instance(dev);
1470         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1471         int rc = gxio_mpipe_link_open(link, &md->context, link_name, 0);
1472         if (rc < 0) {
1473                 netdev_err(dev, "Failed to open '%s', mpipe[%d], %d\n",
1474                            link_name, instance, rc);
1475                 return rc;
1476         }
1477         if (jumbo_num != 0) {
1478                 u32 attr = GXIO_MPIPE_LINK_RECEIVE_JUMBO;
1479                 rc = gxio_mpipe_link_set_attr(link, attr, 1);
1480                 if (rc != 0) {
1481                         netdev_err(dev,
1482                                    "Cannot receive jumbo packets on '%s'\n",
1483                                    link_name);
1484                         gxio_mpipe_link_close(link);
1485                         return rc;
1486                 }
1487         }
1488         rc = gxio_mpipe_link_channel(link);
1489         if (rc < 0 || rc >= TILE_NET_CHANNELS) {
1490                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_link_channel bad value: %d\n", rc);
1491                 gxio_mpipe_link_close(link);
1492                 return -EINVAL;
1493         }
1494         return rc;
1495 }
1496
1497 /* Help the kernel activate the given network interface. */
1498 static int tile_net_open(struct net_device *dev)
1499 {
1500         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
1501         int cpu, rc, instance;
1502
1503         mutex_lock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1504
1505         /* Get the instance info. */
1506         rc = gxio_mpipe_link_instance(dev->name);
1507         if (rc < 0 || rc >= NR_MPIPE_MAX) {
1508                 mutex_unlock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1509                 return -EIO;
1510         }
1511
1512         priv->instance = rc;
1513         instance = rc;
1514         if (!mpipe_data[rc].context.mmio_fast_base) {
1515                 /* Do one-time initialization per instance the first time
1516                  * any device is opened.
1517                  */
1518                 rc = tile_net_init_mpipe(dev);
1519                 if (rc != 0)
1520                         goto fail;
1521         }
1522
1523         /* Determine if this is the "loopify" device. */
1524         if (unlikely((loopify_link_name != NULL) &&
1525                      !strcmp(dev->name, loopify_link_name))) {
1526                 rc = tile_net_link_open(dev, &priv->link, "loop0");
1527                 if (rc < 0)
1528                         goto fail;
1529                 priv->channel = rc;
1530                 rc = tile_net_link_open(dev, &priv->loopify_link, "loop1");
1531                 if (rc < 0)
1532                         goto fail;
1533                 priv->loopify_channel = rc;
1534                 priv->echannel = rc;
1535         } else {
1536                 rc = tile_net_link_open(dev, &priv->link, dev->name);
1537                 if (rc < 0)
1538                         goto fail;
1539                 priv->channel = rc;
1540                 priv->echannel = rc;
1541         }
1542
1543         /* Initialize egress info (if needed).  Once ever, per echannel. */
1544         rc = tile_net_init_egress(dev, priv->echannel);
1545         if (rc != 0)
1546                 goto fail;
1547
1548         mpipe_data[instance].tile_net_devs_for_channel[priv->channel] = dev;
1549
1550         rc = tile_net_update(dev);
1551         if (rc != 0)
1552                 goto fail;
1553
1554         mutex_unlock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1555
1556         /* Initialize the transmit wake timer for this device for each cpu. */
1557         for_each_online_cpu(cpu) {
1558                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1559                 struct tile_net_tx_wake *tx_wake =
1560                         &info->mpipe[instance].tx_wake[priv->echannel];
1561
1562                 hrtimer_init(&tx_wake->timer, CLOCK_MONOTONIC,
1563                              HRTIMER_MODE_REL);
1564                 tx_wake->tx_queue_idx = cpu;
1565                 tx_wake->timer.function = tile_net_handle_tx_wake_timer;
1566                 tx_wake->dev = dev;
1567         }
1568
1569         for_each_online_cpu(cpu)
1570                 netif_start_subqueue(dev, cpu);
1571         netif_carrier_on(dev);
1572         return 0;
1573
1574 fail:
1575         if (priv->loopify_channel >= 0) {
1576                 if (gxio_mpipe_link_close(&priv->loopify_link) != 0)
1577                         netdev_warn(dev, "Failed to close loopify link!\n");
1578                 priv->loopify_channel = -1;
1579         }
1580         if (priv->channel >= 0) {
1581                 if (gxio_mpipe_link_close(&priv->link) != 0)
1582                         netdev_warn(dev, "Failed to close link!\n");
1583                 priv->channel = -1;
1584         }
1585         priv->echannel = -1;
1586         mpipe_data[instance].tile_net_devs_for_channel[priv->channel] = NULL;
1587         mutex_unlock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1588
1589         /* Don't return raw gxio error codes to generic Linux. */
1590         return (rc > -512) ? rc : -EIO;
1591 }
1592
1593 /* Help the kernel deactivate the given network interface. */
1594 static int tile_net_stop(struct net_device *dev)
1595 {
1596         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
1597         int cpu;
1598         int instance = priv->instance;
1599         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1600
1601         for_each_online_cpu(cpu) {
1602                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1603                 struct tile_net_tx_wake *tx_wake =
1604                         &info->mpipe[instance].tx_wake[priv->echannel];
1605
1606                 hrtimer_cancel(&tx_wake->timer);
1607                 netif_stop_subqueue(dev, cpu);
1608         }
1609
1610         mutex_lock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1611         md->tile_net_devs_for_channel[priv->channel] = NULL;
1612         (void)tile_net_update(dev);
1613         if (priv->loopify_channel >= 0) {
1614                 if (gxio_mpipe_link_close(&priv->loopify_link) != 0)
1615                         netdev_warn(dev, "Failed to close loopify link!\n");
1616                 priv->loopify_channel = -1;
1617         }
1618         if (priv->channel >= 0) {
1619                 if (gxio_mpipe_link_close(&priv->link) != 0)
1620                         netdev_warn(dev, "Failed to close link!\n");
1621                 priv->channel = -1;
1622         }
1623         priv->echannel = -1;
1624         mutex_unlock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1625
1626         return 0;
1627 }
1628
1629 /* Determine the VA for a fragment. */
1630 static inline void *tile_net_frag_buf(skb_frag_t *f)
1631 {
1632         unsigned long pfn = page_to_pfn(skb_frag_page(f));
1633         return pfn_to_kaddr(pfn) + f->page_offset;
1634 }
1635
1636 /* Acquire a completion entry and an egress slot, or if we can't,
1637  * stop the queue and schedule the tx_wake timer.
1638  */
1639 static s64 tile_net_equeue_try_reserve(struct net_device *dev,
1640                                        int tx_queue_idx,
1641                                        struct tile_net_comps *comps,
1642                                        gxio_mpipe_equeue_t *equeue,
1643                                        int num_edescs)
1644 {
1645         /* Try to acquire a completion entry. */
1646         if (comps->comp_next - comps->comp_last < TILE_NET_MAX_COMPS - 1 ||
1647             tile_net_free_comps(equeue, comps, 32, false) != 0) {
1648
1649                 /* Try to acquire an egress slot. */
1650                 s64 slot = gxio_mpipe_equeue_try_reserve(equeue, num_edescs);
1651                 if (slot >= 0)
1652                         return slot;
1653
1654                 /* Freeing some completions gives the equeue time to drain. */
1655                 tile_net_free_comps(equeue, comps, TILE_NET_MAX_COMPS, false);
1656
1657                 slot = gxio_mpipe_equeue_try_reserve(equeue, num_edescs);
1658                 if (slot >= 0)
1659                         return slot;
1660         }
1661
1662         /* Still nothing; give up and stop the queue for a short while. */
1663         netif_stop_subqueue(dev, tx_queue_idx);
1664         tile_net_schedule_tx_wake_timer(dev, tx_queue_idx);
1665         return -1;
1666 }
1667
1668 /* Determine how many edesc's are needed for TSO.
1669  *
1670  * Sometimes, if "sendfile()" requires copying, we will be called with
1671  * "data" containing the header and payload, with "frags" being empty.
1672  * Sometimes, for example when using NFS over TCP, a single segment can
1673  * span 3 fragments.  This requires special care.
1674  */
1675 static int tso_count_edescs(struct sk_buff *skb)
1676 {
1677         struct skb_shared_info *sh = skb_shinfo(skb);
1678         unsigned int sh_len = skb_transport_offset(skb) + tcp_hdrlen(skb);
1679         unsigned int data_len = skb->len - sh_len;
1680         unsigned int p_len = sh->gso_size;
1681         long f_id = -1;    /* id of the current fragment */
1682         long f_size = skb_headlen(skb) - sh_len;  /* current fragment size */
1683         long f_used = 0;  /* bytes used from the current fragment */
1684         long n;            /* size of the current piece of payload */
1685         int num_edescs = 0;
1686         int segment;
1687
1688         for (segment = 0; segment < sh->gso_segs; segment++) {
1689
1690                 unsigned int p_used = 0;
1691
1692                 /* One edesc for header and for each piece of the payload. */
1693                 for (num_edescs++; p_used < p_len; num_edescs++) {
1694
1695                         /* Advance as needed. */
1696                         while (f_used >= f_size) {
1697                                 f_id++;
1698                                 f_size = skb_frag_size(&sh->frags[f_id]);
1699                                 f_used = 0;
1700                         }
1701
1702                         /* Use bytes from the current fragment. */
1703                         n = p_len - p_used;
1704                         if (n > f_size - f_used)
1705                                 n = f_size - f_used;
1706                         f_used += n;
1707                         p_used += n;
1708                 }
1709
1710                 /* The last segment may be less than gso_size. */
1711                 data_len -= p_len;
1712                 if (data_len < p_len)
1713                         p_len = data_len;
1714         }
1715
1716         return num_edescs;
1717 }
1718
1719 /* Prepare modified copies of the skbuff headers. */
1720 static void tso_headers_prepare(struct sk_buff *skb, unsigned char *headers,
1721                                 s64 slot)
1722 {
1723         struct skb_shared_info *sh = skb_shinfo(skb);
1724         struct iphdr *ih;
1725         struct ipv6hdr *ih6;
1726         struct tcphdr *th;
1727         unsigned int sh_len = skb_transport_offset(skb) + tcp_hdrlen(skb);
1728         unsigned int data_len = skb->len - sh_len;
1729         unsigned char *data = skb->data;
1730         unsigned int ih_off, th_off, p_len;
1731         unsigned int isum_seed, tsum_seed, seq;
1732         unsigned int uninitialized_var(id);
1733         int is_ipv6;
1734         long f_id = -1;    /* id of the current fragment */
1735         long f_size = skb_headlen(skb) - sh_len;  /* current fragment size */
1736         long f_used = 0;  /* bytes used from the current fragment */
1737         long n;            /* size of the current piece of payload */
1738         int segment;
1739
1740         /* Locate original headers and compute various lengths. */
1741         is_ipv6 = skb_is_gso_v6(skb);
1742         if (is_ipv6) {
1743                 ih6 = ipv6_hdr(skb);
1744                 ih_off = skb_network_offset(skb);
1745         } else {
1746                 ih = ip_hdr(skb);
1747                 ih_off = skb_network_offset(skb);
1748                 isum_seed = ((0xFFFF - ih->check) +
1749                              (0xFFFF - ih->tot_len) +
1750                              (0xFFFF - ih->id));
1751                 id = ntohs(ih->id);
1752         }
1753
1754         th = tcp_hdr(skb);
1755         th_off = skb_transport_offset(skb);
1756         p_len = sh->gso_size;
1757
1758         tsum_seed = th->check + (0xFFFF ^ htons(skb->len));
1759         seq = ntohl(th->seq);
1760
1761         /* Prepare all the headers. */
1762         for (segment = 0; segment < sh->gso_segs; segment++) {
1763                 unsigned char *buf;
1764                 unsigned int p_used = 0;
1765
1766                 /* Copy to the header memory for this segment. */
1767                 buf = headers + (slot % EQUEUE_ENTRIES) * HEADER_BYTES +
1768                         NET_IP_ALIGN;
1769                 memcpy(buf, data, sh_len);
1770
1771                 /* Update copied ip header. */
1772                 if (is_ipv6) {
1773                         ih6 = (struct ipv6hdr *)(buf + ih_off);
1774                         ih6->payload_len = htons(sh_len + p_len - ih_off -
1775                                                  sizeof(*ih6));
1776                 } else {
1777                         ih = (struct iphdr *)(buf + ih_off);
1778                         ih->tot_len = htons(sh_len + p_len - ih_off);
1779                         ih->id = htons(id++);
1780                         ih->check = csum_long(isum_seed + ih->tot_len +
1781                                               ih->id) ^ 0xffff;
1782                 }
1783
1784                 /* Update copied tcp header. */
1785                 th = (struct tcphdr *)(buf + th_off);
1786                 th->seq = htonl(seq);
1787                 th->check = csum_long(tsum_seed + htons(sh_len + p_len));
1788                 if (segment != sh->gso_segs - 1) {
1789                         th->fin = 0;
1790                         th->psh = 0;
1791                 }
1792
1793                 /* Skip past the header. */
1794                 slot++;
1795
1796                 /* Skip past the payload. */
1797                 while (p_used < p_len) {
1798
1799                         /* Advance as needed. */
1800                         while (f_used >= f_size) {
1801                                 f_id++;
1802                                 f_size = skb_frag_size(&sh->frags[f_id]);
1803                                 f_used = 0;
1804                         }
1805
1806                         /* Use bytes from the current fragment. */
1807                         n = p_len - p_used;
1808                         if (n > f_size - f_used)
1809                                 n = f_size - f_used;
1810                         f_used += n;
1811                         p_used += n;
1812
1813                         slot++;
1814                 }
1815
1816                 seq += p_len;
1817
1818                 /* The last segment may be less than gso_size. */
1819                 data_len -= p_len;
1820                 if (data_len < p_len)
1821                         p_len = data_len;
1822         }
1823
1824         /* Flush the headers so they are ready for hardware DMA. */
1825         wmb();
1826 }
1827
1828 /* Pass all the data to mpipe for egress. */
1829 static void tso_egress(struct net_device *dev, gxio_mpipe_equeue_t *equeue,
1830                        struct sk_buff *skb, unsigned char *headers, s64 slot)
1831 {
1832         struct skb_shared_info *sh = skb_shinfo(skb);
1833         int instance = mpipe_instance(dev);
1834         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1835         unsigned int sh_len = skb_transport_offset(skb) + tcp_hdrlen(skb);
1836         unsigned int data_len = skb->len - sh_len;
1837         unsigned int p_len = sh->gso_size;
1838         gxio_mpipe_edesc_t edesc_head = { { 0 } };
1839         gxio_mpipe_edesc_t edesc_body = { { 0 } };
1840         long f_id = -1;    /* id of the current fragment */
1841         long f_size = skb_headlen(skb) - sh_len;  /* current fragment size */
1842         long f_used = 0;  /* bytes used from the current fragment */
1843         void *f_data = skb->data + sh_len;
1844         long n;            /* size of the current piece of payload */
1845         unsigned long tx_packets = 0, tx_bytes = 0;
1846         unsigned int csum_start;
1847         int segment;
1848
1849         /* Prepare to egress the headers: set up header edesc. */
1850         csum_start = skb_checksum_start_offset(skb);
1851         edesc_head.csum = 1;
1852         edesc_head.csum_start = csum_start;
1853         edesc_head.csum_dest = csum_start + skb->csum_offset;
1854         edesc_head.xfer_size = sh_len;
1855
1856         /* This is only used to specify the TLB. */
1857         edesc_head.stack_idx = md->first_buffer_stack;
1858         edesc_body.stack_idx = md->first_buffer_stack;
1859
1860         /* Egress all the edescs. */
1861         for (segment = 0; segment < sh->gso_segs; segment++) {
1862                 unsigned char *buf;
1863                 unsigned int p_used = 0;
1864
1865                 /* Egress the header. */
1866                 buf = headers + (slot % EQUEUE_ENTRIES) * HEADER_BYTES +
1867                         NET_IP_ALIGN;
1868                 edesc_head.va = va_to_tile_io_addr(buf);
1869                 gxio_mpipe_equeue_put_at(equeue, edesc_head, slot);
1870                 slot++;
1871
1872                 /* Egress the payload. */
1873                 while (p_used < p_len) {
1874                         void *va;
1875
1876                         /* Advance as needed. */
1877                         while (f_used >= f_size) {
1878                                 f_id++;
1879                                 f_size = skb_frag_size(&sh->frags[f_id]);
1880                                 f_data = tile_net_frag_buf(&sh->frags[f_id]);
1881                                 f_used = 0;
1882                         }
1883
1884                         va = f_data + f_used;
1885
1886                         /* Use bytes from the current fragment. */
1887                         n = p_len - p_used;
1888                         if (n > f_size - f_used)
1889                                 n = f_size - f_used;
1890                         f_used += n;
1891                         p_used += n;
1892
1893                         /* Egress a piece of the payload. */
1894                         edesc_body.va = va_to_tile_io_addr(va);
1895                         edesc_body.xfer_size = n;
1896                         edesc_body.bound = !(p_used < p_len);
1897                         gxio_mpipe_equeue_put_at(equeue, edesc_body, slot);
1898                         slot++;
1899                 }
1900
1901                 tx_packets++;
1902                 tx_bytes += sh_len + p_len;
1903
1904                 /* The last segment may be less than gso_size. */
1905                 data_len -= p_len;
1906                 if (data_len < p_len)
1907                         p_len = data_len;
1908         }
1909
1910         /* Update stats. */
1911         tile_net_stats_add(tx_packets, &dev->stats.tx_packets);
1912         tile_net_stats_add(tx_bytes, &dev->stats.tx_bytes);
1913 }
1914
1915 /* Do "TSO" handling for egress.
1916  *
1917  * Normally drivers set NETIF_F_TSO only to support hardware TSO;
1918  * otherwise the stack uses scatter-gather to implement GSO in software.
1919  * On our testing, enabling GSO support (via NETIF_F_SG) drops network
1920  * performance down to around 7.5 Gbps on the 10G interfaces, although
1921  * also dropping cpu utilization way down, to under 8%.  But
1922  * implementing "TSO" in the driver brings performance back up to line
1923  * rate, while dropping cpu usage even further, to less than 4%.  In
1924  * practice, profiling of GSO shows that skb_segment() is what causes
1925  * the performance overheads; we benefit in the driver from using
1926  * preallocated memory to duplicate the TCP/IP headers.
1927  */
1928 static int tile_net_tx_tso(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
1929 {
1930         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
1931         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
1932         int channel = priv->echannel;
1933         int instance = priv->instance;
1934         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1935         struct tile_net_egress *egress = &md->egress_for_echannel[channel];
1936         struct tile_net_comps *comps =
1937                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[channel];
1938         gxio_mpipe_equeue_t *equeue = egress->equeue;
1939         unsigned long irqflags;
1940         int num_edescs;
1941         s64 slot;
1942
1943         /* Determine how many mpipe edesc's are needed. */
1944         num_edescs = tso_count_edescs(skb);
1945
1946         local_irq_save(irqflags);
1947
1948         /* Try to acquire a completion entry and an egress slot. */
1949         slot = tile_net_equeue_try_reserve(dev, skb->queue_mapping, comps,
1950                                            equeue, num_edescs);
1951         if (slot < 0) {
1952                 local_irq_restore(irqflags);
1953                 return NETDEV_TX_BUSY;
1954         }
1955
1956         /* Set up copies of header data properly. */
1957         tso_headers_prepare(skb, egress->headers, slot);
1958
1959         /* Actually pass the data to the network hardware. */
1960         tso_egress(dev, equeue, skb, egress->headers, slot);
1961
1962         /* Add a completion record. */
1963         add_comp(equeue, comps, slot + num_edescs - 1, skb);
1964
1965         local_irq_restore(irqflags);
1966
1967         /* Make sure the egress timer is scheduled. */
1968         tile_net_schedule_egress_timer();
1969
1970         return NETDEV_TX_OK;
1971 }
1972
1973 /* Analyze the body and frags for a transmit request. */
1974 static unsigned int tile_net_tx_frags(struct frag *frags,
1975                                        struct sk_buff *skb,
1976                                        void *b_data, unsigned int b_len)
1977 {
1978         unsigned int i, n = 0;
1979
1980         struct skb_shared_info *sh = skb_shinfo(skb);
1981
1982         if (b_len != 0) {
1983                 frags[n].buf = b_data;
1984                 frags[n++].length = b_len;
1985         }
1986
1987         for (i = 0; i < sh->nr_frags; i++) {
1988                 skb_frag_t *f = &sh->frags[i];
1989                 frags[n].buf = tile_net_frag_buf(f);
1990                 frags[n++].length = skb_frag_size(f);
1991         }
1992
1993         return n;
1994 }
1995
1996 /* Help the kernel transmit a packet. */
1997 static int tile_net_tx(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
1998 {
1999         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
2000         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
2001         int instance = priv->instance;
2002         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
2003         struct tile_net_egress *egress =
2004                 &md->egress_for_echannel[priv->echannel];
2005         gxio_mpipe_equeue_t *equeue = egress->equeue;
2006         struct tile_net_comps *comps =
2007                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[priv->echannel];
2008         unsigned int len = skb->len;
2009         unsigned char *data = skb->data;
2010         unsigned int num_edescs;
2011         struct frag frags[MAX_FRAGS];
2012         gxio_mpipe_edesc_t edescs[MAX_FRAGS];
2013         unsigned long irqflags;
2014         gxio_mpipe_edesc_t edesc = { { 0 } };
2015         unsigned int i;
2016         s64 slot;
2017
2018         if (skb_is_gso(skb))
2019                 return tile_net_tx_tso(skb, dev);
2020
2021         num_edescs = tile_net_tx_frags(frags, skb, data, skb_headlen(skb));
2022
2023         /* This is only used to specify the TLB. */
2024         edesc.stack_idx = md->first_buffer_stack;
2025
2026         /* Prepare the edescs. */
2027         for (i = 0; i < num_edescs; i++) {
2028                 edesc.xfer_size = frags[i].length;
2029                 edesc.va = va_to_tile_io_addr(frags[i].buf);
2030                 edescs[i] = edesc;
2031         }
2032
2033         /* Mark the final edesc. */
2034         edescs[num_edescs - 1].bound = 1;
2035
2036         /* Add checksum info to the initial edesc, if needed. */
2037         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL) {
2038                 unsigned int csum_start = skb_checksum_start_offset(skb);
2039                 edescs[0].csum = 1;
2040                 edescs[0].csum_start = csum_start;
2041                 edescs[0].csum_dest = csum_start + skb->csum_offset;
2042         }
2043
2044         local_irq_save(irqflags);
2045
2046         /* Try to acquire a completion entry and an egress slot. */
2047         slot = tile_net_equeue_try_reserve(dev, skb->queue_mapping, comps,
2048                                            equeue, num_edescs);
2049         if (slot < 0) {
2050                 local_irq_restore(irqflags);
2051                 return NETDEV_TX_BUSY;
2052         }
2053
2054         for (i = 0; i < num_edescs; i++)
2055                 gxio_mpipe_equeue_put_at(equeue, edescs[i], slot++);
2056
2057         /* Store TX timestamp if needed. */
2058         tile_tx_timestamp(skb, instance);
2059
2060         /* Add a completion record. */
2061         add_comp(equeue, comps, slot - 1, skb);
2062
2063         /* NOTE: Use ETH_ZLEN for short packets (e.g. 42 < 60). */
2064         tile_net_stats_add(1, &dev->stats.tx_packets);
2065         tile_net_stats_add(max_t(unsigned int, len, ETH_ZLEN),
2066                            &dev->stats.tx_bytes);
2067
2068         local_irq_restore(irqflags);
2069
2070         /* Make sure the egress timer is scheduled. */
2071         tile_net_schedule_egress_timer();
2072
2073         return NETDEV_TX_OK;
2074 }
2075
2076 /* Return subqueue id on this core (one per core). */
2077 static u16 tile_net_select_queue(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb,
2078                                  void *accel_priv, select_queue_fallback_t fallback)
2079 {
2080         return smp_processor_id();
2081 }
2082
2083 /* Deal with a transmit timeout. */
2084 static void tile_net_tx_timeout(struct net_device *dev)
2085 {
2086         int cpu;
2087
2088         for_each_online_cpu(cpu)
2089                 netif_wake_subqueue(dev, cpu);
2090 }
2091
2092 /* Ioctl commands. */
2093 static int tile_net_ioctl(struct net_device *dev, struct ifreq *rq, int cmd)
2094 {
2095         if (cmd == SIOCSHWTSTAMP)
2096                 return tile_hwtstamp_set(dev, rq);
2097         if (cmd == SIOCGHWTSTAMP)
2098                 return tile_hwtstamp_get(dev, rq);
2099
2100         return -EOPNOTSUPP;
2101 }
2102
2103 /* Change the MTU. */
2104 static int tile_net_change_mtu(struct net_device *dev, int new_mtu)
2105 {
2106         if (new_mtu < 68)
2107                 return -EINVAL;
2108         if (new_mtu > ((jumbo_num != 0) ? 9000 : 1500))
2109                 return -EINVAL;
2110         dev->mtu = new_mtu;
2111         return 0;
2112 }
2113
2114 /* Change the Ethernet address of the NIC.
2115  *
2116  * The hypervisor driver does not support changing MAC address.  However,
2117  * the hardware does not do anything with the MAC address, so the address
2118  * which gets used on outgoing packets, and which is accepted on incoming
2119  * packets, is completely up to us.
2120  *
2121  * Returns 0 on success, negative on failure.
2122  */
2123 static int tile_net_set_mac_address(struct net_device *dev, void *p)
2124 {
2125         struct sockaddr *addr = p;
2126
2127         if (!is_valid_ether_addr(addr->sa_data))
2128                 return -EINVAL;
2129         memcpy(dev->dev_addr, addr->sa_data, dev->addr_len);
2130         return 0;
2131 }
2132
2133 #ifdef CONFIG_NET_POLL_CONTROLLER
2134 /* Polling 'interrupt' - used by things like netconsole to send skbs
2135  * without having to re-enable interrupts. It's not called while
2136  * the interrupt routine is executing.
2137  */
2138 static void tile_net_netpoll(struct net_device *dev)
2139 {
2140         int instance = mpipe_instance(dev);
2141         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
2142         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
2143
2144         disable_percpu_irq(md->ingress_irq);
2145         napi_schedule(&info->mpipe[instance].napi);
2146         enable_percpu_irq(md->ingress_irq, 0);
2147 }
2148 #endif
2149
2150 static const struct net_device_ops tile_net_ops = {
2151         .ndo_open = tile_net_open,
2152         .ndo_stop = tile_net_stop,
2153         .ndo_start_xmit = tile_net_tx,
2154         .ndo_select_queue = tile_net_select_queue,
2155         .ndo_do_ioctl = tile_net_ioctl,
2156         .ndo_change_mtu = tile_net_change_mtu,
2157         .ndo_tx_timeout = tile_net_tx_timeout,
2158         .ndo_set_mac_address = tile_net_set_mac_address,
2159 #ifdef CONFIG_NET_POLL_CONTROLLER
2160         .ndo_poll_controller = tile_net_netpoll,
2161 #endif
2162 };
2163
2164 /* The setup function.
2165  *
2166  * This uses ether_setup() to assign various fields in dev, including
2167  * setting IFF_BROADCAST and IFF_MULTICAST, then sets some extra fields.
2168  */
2169 static void tile_net_setup(struct net_device *dev)
2170 {
2171         netdev_features_t features = 0;
2172
2173         ether_setup(dev);
2174         dev->netdev_ops = &tile_net_ops;
2175         dev->watchdog_timeo = TILE_NET_TIMEOUT;
2176         dev->mtu = 1500;
2177
2178         features |= NETIF_F_HW_CSUM;
2179         features |= NETIF_F_SG;
2180         features |= NETIF_F_TSO;
2181         features |= NETIF_F_TSO6;
2182
2183         dev->hw_features   |= features;
2184         dev->vlan_features |= features;
2185         dev->features      |= features;
2186 }
2187
2188 /* Allocate the device structure, register the device, and obtain the
2189  * MAC address from the hypervisor.
2190  */
2191 static void tile_net_dev_init(const char *name, const uint8_t *mac)
2192 {
2193         int ret;
2194         struct net_device *dev;
2195         struct tile_net_priv *priv;
2196
2197         /* HACK: Ignore "loop" links. */
2198         if (strncmp(name, "loop", 4) == 0)
2199                 return;
2200
2201         /* Allocate the device structure.  Normally, "name" is a
2202          * template, instantiated by register_netdev(), but not for us.
2203          */
2204         dev = alloc_netdev_mqs(sizeof(*priv), name, tile_net_setup,
2205                                NR_CPUS, 1);
2206         if (!dev) {
2207                 pr_err("alloc_netdev_mqs(%s) failed\n", name);
2208                 return;
2209         }
2210
2211         /* Initialize "priv". */
2212         priv = netdev_priv(dev);
2213         priv->dev = dev;
2214         priv->channel = -1;
2215         priv->loopify_channel = -1;
2216         priv->echannel = -1;
2217         init_ptp_dev(priv);
2218
2219         /* Get the MAC address and set it in the device struct; this must
2220          * be done before the device is opened.  If the MAC is all zeroes,
2221          * we use a random address, since we're probably on the simulator.
2222          */
2223         if (!is_zero_ether_addr(mac))
2224                 ether_addr_copy(dev->dev_addr, mac);
2225         else
2226                 eth_hw_addr_random(dev);
2227
2228         /* Register the network device. */
2229         ret = register_netdev(dev);
2230         if (ret) {
2231                 netdev_err(dev, "register_netdev failed %d\n", ret);
2232                 free_netdev(dev);
2233                 return;
2234         }
2235 }
2236
2237 /* Per-cpu module initialization. */
2238 static void tile_net_init_module_percpu(void *unused)
2239 {
2240         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
2241         int my_cpu = smp_processor_id();
2242         int instance;
2243
2244         for (instance = 0; instance < NR_MPIPE_MAX; instance++) {
2245                 info->mpipe[instance].has_iqueue = false;
2246                 info->mpipe[instance].instance = instance;
2247         }
2248         info->my_cpu = my_cpu;
2249
2250         /* Initialize the egress timer. */
2251         hrtimer_init(&info->egress_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2252         info->egress_timer.function = tile_net_handle_egress_timer;
2253 }
2254
2255 /* Module initialization. */
2256 static int __init tile_net_init_module(void)
2257 {
2258         int i;
2259         char name[GXIO_MPIPE_LINK_NAME_LEN];
2260         uint8_t mac[6];
2261
2262         pr_info("Tilera Network Driver\n");
2263
2264         BUILD_BUG_ON(NR_MPIPE_MAX != 2);
2265
2266         mutex_init(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
2267
2268         /* Initialize each CPU. */
2269         on_each_cpu(tile_net_init_module_percpu, NULL, 1);
2270
2271         /* Find out what devices we have, and initialize them. */
2272         for (i = 0; gxio_mpipe_link_enumerate_mac(i, name, mac) >= 0; i++)
2273                 tile_net_dev_init(name, mac);
2274
2275         if (!network_cpus_init())
2276                 network_cpus_map = *cpu_online_mask;
2277
2278         return 0;
2279 }
2280
2281 module_init(tile_net_init_module);