Merge branch 'master' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/linville/wirel...
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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 #ifdef CONFIG_PTP_1588_CLOCK_TILEGX
191         /* The timestamp config. */
192         struct hwtstamp_config stamp_cfg;
193 #endif
194 };
195
196 static struct mpipe_data {
197         /* The ingress irq. */
198         int ingress_irq;
199
200         /* The "context" for all devices. */
201         gxio_mpipe_context_t context;
202
203         /* Egress info, indexed by "priv->echannel"
204          * (lazily created as needed).
205          */
206         struct tile_net_egress
207         egress_for_echannel[TILE_NET_CHANNELS];
208
209         /* Devices currently associated with each channel.
210          * NOTE: The array entry can become NULL after ifconfig down, but
211          * we do not free the underlying net_device structures, so it is
212          * safe to use a pointer after reading it from this array.
213          */
214         struct net_device
215         *tile_net_devs_for_channel[TILE_NET_CHANNELS];
216
217         /* The actual memory allocated for the buffer stacks. */
218         void *buffer_stack_vas[MAX_KINDS];
219
220         /* The amount of memory allocated for each buffer stack. */
221         size_t buffer_stack_bytes[MAX_KINDS];
222
223         /* The first buffer stack index
224          * (small = +0, large = +1, jumbo = +2).
225          */
226         int first_buffer_stack;
227
228         /* The buckets. */
229         int first_bucket;
230         int num_buckets;
231
232 #ifdef CONFIG_PTP_1588_CLOCK_TILEGX
233         /* PTP-specific data. */
234         struct ptp_clock *ptp_clock;
235         struct ptp_clock_info caps;
236
237         /* Lock for ptp accessors. */
238         struct mutex ptp_lock;
239 #endif
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         char buf[1024];
300         int rc;
301
302         if (network_cpus_string == NULL)
303                 return false;
304
305         rc = cpulist_parse_crop(network_cpus_string, &network_cpus_map);
306         if (rc != 0) {
307                 pr_warn("tile_net.cpus=%s: malformed cpu list\n",
308                         network_cpus_string);
309                 return false;
310         }
311
312         /* Remove dedicated cpus. */
313         cpumask_and(&network_cpus_map, &network_cpus_map, cpu_possible_mask);
314
315         if (cpumask_empty(&network_cpus_map)) {
316                 pr_warn("Ignoring empty tile_net.cpus='%s'.\n",
317                         network_cpus_string);
318                 return false;
319         }
320
321         cpulist_scnprintf(buf, sizeof(buf), &network_cpus_map);
322         pr_info("Linux network CPUs: %s\n", buf);
323         return true;
324 }
325
326 module_param_named(cpus, network_cpus_string, charp, 0444);
327 MODULE_PARM_DESC(cpus, "cpulist of cores that handle network interrupts");
328
329 /* The "tile_net.loopify=LINK" argument causes the named device to
330  * actually use "loop0" for ingress, and "loop1" for egress.  This
331  * allows an app to sit between the actual link and linux, passing
332  * (some) packets along to linux, and forwarding (some) packets sent
333  * out by linux.
334  */
335 module_param_named(loopify, loopify_link_name, charp, 0444);
336 MODULE_PARM_DESC(loopify, "name the device to use loop0/1 for ingress/egress");
337
338 /* The "tile_net.custom" argument causes us to ignore the "conventional"
339  * classifier metadata, in particular, the "l2_offset".
340  */
341 module_param_named(custom, custom_flag, bool, 0444);
342 MODULE_PARM_DESC(custom, "indicates a (heavily) customized classifier");
343
344 /* The "tile_net.jumbo" argument causes us to support "jumbo" packets,
345  * and to allocate the given number of "jumbo" buffers.
346  */
347 module_param_named(jumbo, jumbo_num, uint, 0444);
348 MODULE_PARM_DESC(jumbo, "the number of buffers to support jumbo packets");
349
350 /* Atomically update a statistics field.
351  * Note that on TILE-Gx, this operation is fire-and-forget on the
352  * issuing core (single-cycle dispatch) and takes only a few cycles
353  * longer than a regular store when the request reaches the home cache.
354  * No expensive bus management overhead is required.
355  */
356 static void tile_net_stats_add(unsigned long value, unsigned long *field)
357 {
358         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_long_t) != sizeof(unsigned long));
359         atomic_long_add(value, (atomic_long_t *)field);
360 }
361
362 /* Allocate and push a buffer. */
363 static bool tile_net_provide_buffer(int instance, int kind)
364 {
365         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
366         gxio_mpipe_buffer_size_enum_t bse = buffer_size_enums[kind];
367         size_t bs = gxio_mpipe_buffer_size_enum_to_buffer_size(bse);
368         const unsigned long buffer_alignment = 128;
369         struct sk_buff *skb;
370         int len;
371
372         len = sizeof(struct sk_buff **) + buffer_alignment + bs;
373         skb = dev_alloc_skb(len);
374         if (skb == NULL)
375                 return false;
376
377         /* Make room for a back-pointer to 'skb' and guarantee alignment. */
378         skb_reserve(skb, sizeof(struct sk_buff **));
379         skb_reserve(skb, -(long)skb->data & (buffer_alignment - 1));
380
381         /* Save a back-pointer to 'skb'. */
382         *(struct sk_buff **)(skb->data - sizeof(struct sk_buff **)) = skb;
383
384         /* Make sure "skb" and the back-pointer have been flushed. */
385         wmb();
386
387         gxio_mpipe_push_buffer(&md->context, md->first_buffer_stack + kind,
388                                (void *)va_to_tile_io_addr(skb->data));
389
390         return true;
391 }
392
393 /* Convert a raw mpipe buffer to its matching skb pointer. */
394 static struct sk_buff *mpipe_buf_to_skb(void *va)
395 {
396         /* Acquire the associated "skb". */
397         struct sk_buff **skb_ptr = va - sizeof(*skb_ptr);
398         struct sk_buff *skb = *skb_ptr;
399
400         /* Paranoia. */
401         if (skb->data != va) {
402                 /* Panic here since there's a reasonable chance
403                  * that corrupt buffers means generic memory
404                  * corruption, with unpredictable system effects.
405                  */
406                 panic("Corrupt linux buffer! va=%p, skb=%p, skb->data=%p",
407                       va, skb, skb->data);
408         }
409
410         return skb;
411 }
412
413 static void tile_net_pop_all_buffers(int instance, int stack)
414 {
415         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
416
417         for (;;) {
418                 tile_io_addr_t addr =
419                         (tile_io_addr_t)gxio_mpipe_pop_buffer(&md->context,
420                                                               stack);
421                 if (addr == 0)
422                         break;
423                 dev_kfree_skb_irq(mpipe_buf_to_skb(tile_io_addr_to_va(addr)));
424         }
425 }
426
427 /* Provide linux buffers to mPIPE. */
428 static void tile_net_provide_needed_buffers(void)
429 {
430         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
431         int instance, kind;
432         for (instance = 0; instance < NR_MPIPE_MAX &&
433                      info->mpipe[instance].has_iqueue; instance++)      {
434                 for (kind = 0; kind < MAX_KINDS; kind++) {
435                         while (info->mpipe[instance].num_needed_buffers[kind]
436                                != 0) {
437                                 if (!tile_net_provide_buffer(instance, kind)) {
438                                         pr_notice("Tile %d still needs"
439                                                   " some buffers\n",
440                                                   info->my_cpu);
441                                         return;
442                                 }
443                                 info->mpipe[instance].
444                                         num_needed_buffers[kind]--;
445                         }
446                 }
447         }
448 }
449
450 /* Get RX timestamp, and store it in the skb. */
451 static void tile_rx_timestamp(struct tile_net_priv *priv, struct sk_buff *skb,
452                               gxio_mpipe_idesc_t *idesc)
453 {
454 #ifdef CONFIG_PTP_1588_CLOCK_TILEGX
455         if (unlikely(priv->stamp_cfg.rx_filter != HWTSTAMP_FILTER_NONE)) {
456                 struct skb_shared_hwtstamps *shhwtstamps = skb_hwtstamps(skb);
457                 memset(shhwtstamps, 0, sizeof(*shhwtstamps));
458                 shhwtstamps->hwtstamp = ktime_set(idesc->time_stamp_sec,
459                                                   idesc->time_stamp_ns);
460         }
461 #endif
462 }
463
464 /* Get TX timestamp, and store it in the skb. */
465 static void tile_tx_timestamp(struct sk_buff *skb, int instance)
466 {
467 #ifdef CONFIG_PTP_1588_CLOCK_TILEGX
468         struct skb_shared_info *shtx = skb_shinfo(skb);
469         if (unlikely((shtx->tx_flags & SKBTX_HW_TSTAMP) != 0)) {
470                 struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
471                 struct skb_shared_hwtstamps shhwtstamps;
472                 struct timespec ts;
473
474                 shtx->tx_flags |= SKBTX_IN_PROGRESS;
475                 gxio_mpipe_get_timestamp(&md->context, &ts);
476                 memset(&shhwtstamps, 0, sizeof(shhwtstamps));
477                 shhwtstamps.hwtstamp = ktime_set(ts.tv_sec, ts.tv_nsec);
478                 skb_tstamp_tx(skb, &shhwtstamps);
479         }
480 #endif
481 }
482
483 /* Use ioctl() to enable or disable TX or RX timestamping. */
484 static int tile_hwtstamp_ioctl(struct net_device *dev, struct ifreq *rq,
485                                int cmd)
486 {
487 #ifdef CONFIG_PTP_1588_CLOCK_TILEGX
488         struct hwtstamp_config config;
489         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
490
491         if (copy_from_user(&config, rq->ifr_data, sizeof(config)))
492                 return -EFAULT;
493
494         if (config.flags)  /* reserved for future extensions */
495                 return -EINVAL;
496
497         switch (config.tx_type) {
498         case HWTSTAMP_TX_OFF:
499         case HWTSTAMP_TX_ON:
500                 break;
501         default:
502                 return -ERANGE;
503         }
504
505         switch (config.rx_filter) {
506         case HWTSTAMP_FILTER_NONE:
507                 break;
508         case HWTSTAMP_FILTER_ALL:
509         case HWTSTAMP_FILTER_SOME:
510         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_EVENT:
511         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_SYNC:
512         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V1_L4_DELAY_REQ:
513         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L4_EVENT:
514         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L4_SYNC:
515         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L4_DELAY_REQ:
516         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L2_EVENT:
517         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L2_SYNC:
518         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_L2_DELAY_REQ:
519         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_EVENT:
520         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_SYNC:
521         case HWTSTAMP_FILTER_PTP_V2_DELAY_REQ:
522                 config.rx_filter = HWTSTAMP_FILTER_ALL;
523                 break;
524         default:
525                 return -ERANGE;
526         }
527
528         if (copy_to_user(rq->ifr_data, &config, sizeof(config)))
529                 return -EFAULT;
530
531         priv->stamp_cfg = config;
532         return 0;
533 #else
534         return -EOPNOTSUPP;
535 #endif
536 }
537
538 static inline bool filter_packet(struct net_device *dev, void *buf)
539 {
540         /* Filter packets received before we're up. */
541         if (dev == NULL || !(dev->flags & IFF_UP))
542                 return true;
543
544         /* Filter out packets that aren't for us. */
545         if (!(dev->flags & IFF_PROMISC) &&
546             !is_multicast_ether_addr(buf) &&
547             compare_ether_addr(dev->dev_addr, buf) != 0)
548                 return true;
549
550         return false;
551 }
552
553 static void tile_net_receive_skb(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb,
554                                  gxio_mpipe_idesc_t *idesc, unsigned long len)
555 {
556         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
557         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
558         int instance = priv->instance;
559
560         /* Encode the actual packet length. */
561         skb_put(skb, len);
562
563         skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
564
565         /* Acknowledge "good" hardware checksums. */
566         if (idesc->cs && idesc->csum_seed_val == 0xFFFF)
567                 skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
568
569         /* Get RX timestamp from idesc. */
570         tile_rx_timestamp(priv, skb, idesc);
571
572         napi_gro_receive(&info->mpipe[instance].napi, skb);
573
574         /* Update stats. */
575         tile_net_stats_add(1, &dev->stats.rx_packets);
576         tile_net_stats_add(len, &dev->stats.rx_bytes);
577
578         /* Need a new buffer. */
579         if (idesc->size == buffer_size_enums[0])
580                 info->mpipe[instance].num_needed_buffers[0]++;
581         else if (idesc->size == buffer_size_enums[1])
582                 info->mpipe[instance].num_needed_buffers[1]++;
583         else
584                 info->mpipe[instance].num_needed_buffers[2]++;
585 }
586
587 /* Handle a packet.  Return true if "processed", false if "filtered". */
588 static bool tile_net_handle_packet(int instance, gxio_mpipe_idesc_t *idesc)
589 {
590         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
591         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
592         struct net_device *dev = md->tile_net_devs_for_channel[idesc->channel];
593         uint8_t l2_offset;
594         void *va;
595         void *buf;
596         unsigned long len;
597         bool filter;
598
599         /* Drop packets for which no buffer was available (which can
600          * happen under heavy load), or for which the me/tr/ce flags
601          * are set (which can happen for jumbo cut-through packets,
602          * or with a customized classifier).
603          */
604         if (idesc->be || idesc->me || idesc->tr || idesc->ce) {
605                 if (dev)
606                         tile_net_stats_add(1, &dev->stats.rx_errors);
607                 goto drop;
608         }
609
610         /* Get the "l2_offset", if allowed. */
611         l2_offset = custom_flag ? 0 : gxio_mpipe_idesc_get_l2_offset(idesc);
612
613         /* Get the VA (including NET_IP_ALIGN bytes of "headroom"). */
614         va = tile_io_addr_to_va((unsigned long)idesc->va);
615
616         /* Get the actual packet start/length. */
617         buf = va + l2_offset;
618         len = idesc->l2_size - l2_offset;
619
620         /* Point "va" at the raw buffer. */
621         va -= NET_IP_ALIGN;
622
623         filter = filter_packet(dev, buf);
624         if (filter) {
625                 if (dev)
626                         tile_net_stats_add(1, &dev->stats.rx_dropped);
627 drop:
628                 gxio_mpipe_iqueue_drop(&info->mpipe[instance].iqueue, idesc);
629         } else {
630                 struct sk_buff *skb = mpipe_buf_to_skb(va);
631
632                 /* Skip headroom, and any custom header. */
633                 skb_reserve(skb, NET_IP_ALIGN + l2_offset);
634
635                 tile_net_receive_skb(dev, skb, idesc, len);
636         }
637
638         gxio_mpipe_iqueue_consume(&info->mpipe[instance].iqueue, idesc);
639         return !filter;
640 }
641
642 /* Handle some packets for the current CPU.
643  *
644  * This function handles up to TILE_NET_BATCH idescs per call.
645  *
646  * ISSUE: Since we do not provide new buffers until this function is
647  * complete, we must initially provide enough buffers for each network
648  * cpu to fill its iqueue and also its batched idescs.
649  *
650  * ISSUE: The "rotting packet" race condition occurs if a packet
651  * arrives after the queue appears to be empty, and before the
652  * hypervisor interrupt is re-enabled.
653  */
654 static int tile_net_poll(struct napi_struct *napi, int budget)
655 {
656         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
657         unsigned int work = 0;
658         gxio_mpipe_idesc_t *idesc;
659         int instance, i, n;
660         struct mpipe_data *md;
661         struct info_mpipe *info_mpipe =
662                 container_of(napi, struct info_mpipe, napi);
663
664         instance = info_mpipe->instance;
665         while ((n = gxio_mpipe_iqueue_try_peek(
666                         &info_mpipe->iqueue,
667                         &idesc)) > 0) {
668                 for (i = 0; i < n; i++) {
669                         if (i == TILE_NET_BATCH)
670                                 goto done;
671                         if (tile_net_handle_packet(instance,
672                                                    idesc + i)) {
673                                 if (++work >= budget)
674                                         goto done;
675                         }
676                 }
677         }
678
679         /* There are no packets left. */
680         napi_complete(&info_mpipe->napi);
681
682         md = &mpipe_data[instance];
683         /* Re-enable hypervisor interrupts. */
684         gxio_mpipe_enable_notif_ring_interrupt(
685                 &md->context, info->mpipe[instance].iqueue.ring);
686
687         /* HACK: Avoid the "rotting packet" problem. */
688         if (gxio_mpipe_iqueue_try_peek(&info_mpipe->iqueue, &idesc) > 0)
689                 napi_schedule(&info_mpipe->napi);
690
691         /* ISSUE: Handle completions? */
692
693 done:
694         tile_net_provide_needed_buffers();
695
696         return work;
697 }
698
699 /* Handle an ingress interrupt from an instance on the current cpu. */
700 static irqreturn_t tile_net_handle_ingress_irq(int irq, void *id)
701 {
702         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
703         napi_schedule(&info->mpipe[(uint64_t)id].napi);
704         return IRQ_HANDLED;
705 }
706
707 /* Free some completions.  This must be called with interrupts blocked. */
708 static int tile_net_free_comps(gxio_mpipe_equeue_t *equeue,
709                                 struct tile_net_comps *comps,
710                                 int limit, bool force_update)
711 {
712         int n = 0;
713         while (comps->comp_last < comps->comp_next) {
714                 unsigned int cid = comps->comp_last % TILE_NET_MAX_COMPS;
715                 struct tile_net_comp *comp = &comps->comp_queue[cid];
716                 if (!gxio_mpipe_equeue_is_complete(equeue, comp->when,
717                                                    force_update || n == 0))
718                         break;
719                 dev_kfree_skb_irq(comp->skb);
720                 comps->comp_last++;
721                 if (++n == limit)
722                         break;
723         }
724         return n;
725 }
726
727 /* Add a completion.  This must be called with interrupts blocked.
728  * tile_net_equeue_try_reserve() will have ensured a free completion entry.
729  */
730 static void add_comp(gxio_mpipe_equeue_t *equeue,
731                      struct tile_net_comps *comps,
732                      uint64_t when, struct sk_buff *skb)
733 {
734         int cid = comps->comp_next % TILE_NET_MAX_COMPS;
735         comps->comp_queue[cid].when = when;
736         comps->comp_queue[cid].skb = skb;
737         comps->comp_next++;
738 }
739
740 static void tile_net_schedule_tx_wake_timer(struct net_device *dev,
741                                             int tx_queue_idx)
742 {
743         struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, tx_queue_idx);
744         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
745         int instance = priv->instance;
746         struct tile_net_tx_wake *tx_wake =
747                 &info->mpipe[instance].tx_wake[priv->echannel];
748
749         hrtimer_start(&tx_wake->timer,
750                       ktime_set(0, TX_TIMER_DELAY_USEC * 1000UL),
751                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
752 }
753
754 static enum hrtimer_restart tile_net_handle_tx_wake_timer(struct hrtimer *t)
755 {
756         struct tile_net_tx_wake *tx_wake =
757                 container_of(t, struct tile_net_tx_wake, timer);
758         netif_wake_subqueue(tx_wake->dev, tx_wake->tx_queue_idx);
759         return HRTIMER_NORESTART;
760 }
761
762 /* Make sure the egress timer is scheduled. */
763 static void tile_net_schedule_egress_timer(void)
764 {
765         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
766
767         if (!info->egress_timer_scheduled) {
768                 hrtimer_start(&info->egress_timer,
769                               ktime_set(0, EGRESS_TIMER_DELAY_USEC * 1000UL),
770                               HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
771                 info->egress_timer_scheduled = true;
772         }
773 }
774
775 /* The "function" for "info->egress_timer".
776  *
777  * This timer will reschedule itself as long as there are any pending
778  * completions expected for this tile.
779  */
780 static enum hrtimer_restart tile_net_handle_egress_timer(struct hrtimer *t)
781 {
782         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
783         unsigned long irqflags;
784         bool pending = false;
785         int i, instance;
786
787         local_irq_save(irqflags);
788
789         /* The timer is no longer scheduled. */
790         info->egress_timer_scheduled = false;
791
792         /* Free all possible comps for this tile. */
793         for (instance = 0; instance < NR_MPIPE_MAX &&
794                      info->mpipe[instance].has_iqueue; instance++) {
795                 for (i = 0; i < TILE_NET_CHANNELS; i++) {
796                         struct tile_net_egress *egress =
797                                 &mpipe_data[instance].egress_for_echannel[i];
798                         struct tile_net_comps *comps =
799                                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[i];
800                         if (!egress || comps->comp_last >= comps->comp_next)
801                                 continue;
802                         tile_net_free_comps(egress->equeue, comps, -1, true);
803                         pending = pending ||
804                                 (comps->comp_last < comps->comp_next);
805                 }
806         }
807
808         /* Reschedule timer if needed. */
809         if (pending)
810                 tile_net_schedule_egress_timer();
811
812         local_irq_restore(irqflags);
813
814         return HRTIMER_NORESTART;
815 }
816
817 #ifdef CONFIG_PTP_1588_CLOCK_TILEGX
818
819 /* PTP clock operations. */
820
821 static int ptp_mpipe_adjfreq(struct ptp_clock_info *ptp, s32 ppb)
822 {
823         int ret = 0;
824         struct mpipe_data *md = container_of(ptp, struct mpipe_data, caps);
825         mutex_lock(&md->ptp_lock);
826         if (gxio_mpipe_adjust_timestamp_freq(&md->context, ppb))
827                 ret = -EINVAL;
828         mutex_unlock(&md->ptp_lock);
829         return ret;
830 }
831
832 static int ptp_mpipe_adjtime(struct ptp_clock_info *ptp, s64 delta)
833 {
834         int ret = 0;
835         struct mpipe_data *md = container_of(ptp, struct mpipe_data, caps);
836         mutex_lock(&md->ptp_lock);
837         if (gxio_mpipe_adjust_timestamp(&md->context, delta))
838                 ret = -EBUSY;
839         mutex_unlock(&md->ptp_lock);
840         return ret;
841 }
842
843 static int ptp_mpipe_gettime(struct ptp_clock_info *ptp, struct timespec *ts)
844 {
845         int ret = 0;
846         struct mpipe_data *md = container_of(ptp, struct mpipe_data, caps);
847         mutex_lock(&md->ptp_lock);
848         if (gxio_mpipe_get_timestamp(&md->context, ts))
849                 ret = -EBUSY;
850         mutex_unlock(&md->ptp_lock);
851         return ret;
852 }
853
854 static int ptp_mpipe_settime(struct ptp_clock_info *ptp,
855                              const struct timespec *ts)
856 {
857         int ret = 0;
858         struct mpipe_data *md = container_of(ptp, struct mpipe_data, caps);
859         mutex_lock(&md->ptp_lock);
860         if (gxio_mpipe_set_timestamp(&md->context, ts))
861                 ret = -EBUSY;
862         mutex_unlock(&md->ptp_lock);
863         return ret;
864 }
865
866 static int ptp_mpipe_enable(struct ptp_clock_info *ptp,
867                             struct ptp_clock_request *request, int on)
868 {
869         return -EOPNOTSUPP;
870 }
871
872 static struct ptp_clock_info ptp_mpipe_caps = {
873         .owner          = THIS_MODULE,
874         .name           = "mPIPE clock",
875         .max_adj        = 999999999,
876         .n_ext_ts       = 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 #endif /* CONFIG_PTP_1588_CLOCK_TILEGX */
886
887 /* Sync mPIPE's timestamp up with Linux system time and register PTP clock. */
888 static void register_ptp_clock(struct net_device *dev, struct mpipe_data *md)
889 {
890 #ifdef CONFIG_PTP_1588_CLOCK_TILEGX
891         struct timespec ts;
892
893         getnstimeofday(&ts);
894         gxio_mpipe_set_timestamp(&md->context, &ts);
895
896         mutex_init(&md->ptp_lock);
897         md->caps = ptp_mpipe_caps;
898         md->ptp_clock = ptp_clock_register(&md->caps, NULL);
899         if (IS_ERR(md->ptp_clock))
900                 netdev_err(dev, "ptp_clock_register failed %ld\n",
901                            PTR_ERR(md->ptp_clock));
902 #endif
903 }
904
905 /* Initialize PTP fields in a new device. */
906 static void init_ptp_dev(struct tile_net_priv *priv)
907 {
908 #ifdef CONFIG_PTP_1588_CLOCK_TILEGX
909         priv->stamp_cfg.rx_filter = HWTSTAMP_FILTER_NONE;
910         priv->stamp_cfg.tx_type = HWTSTAMP_TX_OFF;
911 #endif
912 }
913
914 /* Helper functions for "tile_net_update()". */
915 static void enable_ingress_irq(void *irq)
916 {
917         enable_percpu_irq((long)irq, 0);
918 }
919
920 static void disable_ingress_irq(void *irq)
921 {
922         disable_percpu_irq((long)irq);
923 }
924
925 /* Helper function for tile_net_open() and tile_net_stop().
926  * Always called under tile_net_devs_for_channel_mutex.
927  */
928 static int tile_net_update(struct net_device *dev)
929 {
930         static gxio_mpipe_rules_t rules;  /* too big to fit on the stack */
931         bool saw_channel = false;
932         int instance = mpipe_instance(dev);
933         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
934         int channel;
935         int rc;
936         int cpu;
937
938         saw_channel = false;
939         gxio_mpipe_rules_init(&rules, &md->context);
940
941         for (channel = 0; channel < TILE_NET_CHANNELS; channel++) {
942                 if (md->tile_net_devs_for_channel[channel] == NULL)
943                         continue;
944                 if (!saw_channel) {
945                         saw_channel = true;
946                         gxio_mpipe_rules_begin(&rules, md->first_bucket,
947                                                md->num_buckets, NULL);
948                         gxio_mpipe_rules_set_headroom(&rules, NET_IP_ALIGN);
949                 }
950                 gxio_mpipe_rules_add_channel(&rules, channel);
951         }
952
953         /* NOTE: This can fail if there is no classifier.
954          * ISSUE: Can anything else cause it to fail?
955          */
956         rc = gxio_mpipe_rules_commit(&rules);
957         if (rc != 0) {
958                 netdev_warn(dev, "gxio_mpipe_rules_commit: mpipe[%d] %d\n",
959                             instance, rc);
960                 return -EIO;
961         }
962
963         /* Update all cpus, sequentially (to protect "netif_napi_add()").
964          * We use on_each_cpu to handle the IPI mask or unmask.
965          */
966         if (!saw_channel)
967                 on_each_cpu(disable_ingress_irq,
968                             (void *)(long)(md->ingress_irq), 1);
969         for_each_online_cpu(cpu) {
970                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
971
972                 if (!info->mpipe[instance].has_iqueue)
973                         continue;
974                 if (saw_channel) {
975                         if (!info->mpipe[instance].napi_added) {
976                                 netif_napi_add(dev, &info->mpipe[instance].napi,
977                                                tile_net_poll, TILE_NET_WEIGHT);
978                                 info->mpipe[instance].napi_added = true;
979                         }
980                         if (!info->mpipe[instance].napi_enabled) {
981                                 napi_enable(&info->mpipe[instance].napi);
982                                 info->mpipe[instance].napi_enabled = true;
983                         }
984                 } else {
985                         if (info->mpipe[instance].napi_enabled) {
986                                 napi_disable(&info->mpipe[instance].napi);
987                                 info->mpipe[instance].napi_enabled = false;
988                         }
989                         /* FIXME: Drain the iqueue. */
990                 }
991         }
992         if (saw_channel)
993                 on_each_cpu(enable_ingress_irq,
994                             (void *)(long)(md->ingress_irq), 1);
995
996         /* HACK: Allow packets to flow in the simulator. */
997         if (saw_channel)
998                 sim_enable_mpipe_links(instance, -1);
999
1000         return 0;
1001 }
1002
1003 /* Initialize a buffer stack. */
1004 static int create_buffer_stack(struct net_device *dev,
1005                                int kind, size_t num_buffers)
1006 {
1007         pte_t hash_pte = pte_set_home((pte_t) { 0 }, PAGE_HOME_HASH);
1008         int instance = mpipe_instance(dev);
1009         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1010         size_t needed = gxio_mpipe_calc_buffer_stack_bytes(num_buffers);
1011         int stack_idx = md->first_buffer_stack + kind;
1012         void *va;
1013         int i, rc;
1014
1015         /* Round up to 64KB and then use alloc_pages() so we get the
1016          * required 64KB alignment.
1017          */
1018         md->buffer_stack_bytes[kind] =
1019                 ALIGN(needed, 64 * 1024);
1020
1021         va = alloc_pages_exact(md->buffer_stack_bytes[kind], GFP_KERNEL);
1022         if (va == NULL) {
1023                 netdev_err(dev,
1024                            "Could not alloc %zd bytes for buffer stack %d\n",
1025                            md->buffer_stack_bytes[kind], kind);
1026                 return -ENOMEM;
1027         }
1028
1029         /* Initialize the buffer stack. */
1030         rc = gxio_mpipe_init_buffer_stack(&md->context, stack_idx,
1031                                           buffer_size_enums[kind],  va,
1032                                           md->buffer_stack_bytes[kind], 0);
1033         if (rc != 0) {
1034                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_init_buffer_stack: mpipe[%d] %d\n",
1035                            instance, rc);
1036                 free_pages_exact(va, md->buffer_stack_bytes[kind]);
1037                 return rc;
1038         }
1039
1040         md->buffer_stack_vas[kind] = va;
1041
1042         rc = gxio_mpipe_register_client_memory(&md->context, stack_idx,
1043                                                hash_pte, 0);
1044         if (rc != 0) {
1045                 netdev_err(dev,
1046                            "gxio_mpipe_register_client_memory: mpipe[%d] %d\n",
1047                            instance, rc);
1048                 return rc;
1049         }
1050
1051         /* Provide initial buffers. */
1052         for (i = 0; i < num_buffers; i++) {
1053                 if (!tile_net_provide_buffer(instance, kind)) {
1054                         netdev_err(dev, "Cannot allocate initial sk_bufs!\n");
1055                         return -ENOMEM;
1056                 }
1057         }
1058
1059         return 0;
1060 }
1061
1062 /* Allocate and initialize mpipe buffer stacks, and register them in
1063  * the mPIPE TLBs, for small, large, and (possibly) jumbo packet sizes.
1064  * This routine supports tile_net_init_mpipe(), below.
1065  */
1066 static int init_buffer_stacks(struct net_device *dev,
1067                               int network_cpus_count)
1068 {
1069         int num_kinds = MAX_KINDS - (jumbo_num == 0);
1070         size_t num_buffers;
1071         int rc;
1072         int instance = mpipe_instance(dev);
1073         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1074
1075         /* Allocate the buffer stacks. */
1076         rc = gxio_mpipe_alloc_buffer_stacks(&md->context, num_kinds, 0, 0);
1077         if (rc < 0) {
1078                 netdev_err(dev,
1079                            "gxio_mpipe_alloc_buffer_stacks: mpipe[%d] %d\n",
1080                            instance, rc);
1081                 return rc;
1082         }
1083         md->first_buffer_stack = rc;
1084
1085         /* Enough small/large buffers to (normally) avoid buffer errors. */
1086         num_buffers =
1087                 network_cpus_count * (IQUEUE_ENTRIES + TILE_NET_BATCH);
1088
1089         /* Allocate the small memory stack. */
1090         if (rc >= 0)
1091                 rc = create_buffer_stack(dev, 0, num_buffers);
1092
1093         /* Allocate the large buffer stack. */
1094         if (rc >= 0)
1095                 rc = create_buffer_stack(dev, 1, num_buffers);
1096
1097         /* Allocate the jumbo buffer stack if needed. */
1098         if (rc >= 0 && jumbo_num != 0)
1099                 rc = create_buffer_stack(dev, 2, jumbo_num);
1100
1101         return rc;
1102 }
1103
1104 /* Allocate per-cpu resources (memory for completions and idescs).
1105  * This routine supports tile_net_init_mpipe(), below.
1106  */
1107 static int alloc_percpu_mpipe_resources(struct net_device *dev,
1108                                         int cpu, int ring)
1109 {
1110         struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1111         int order, i, rc;
1112         int instance = mpipe_instance(dev);
1113         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1114         struct page *page;
1115         void *addr;
1116
1117         /* Allocate the "comps". */
1118         order = get_order(COMPS_SIZE);
1119         page = homecache_alloc_pages(GFP_KERNEL, order, cpu);
1120         if (page == NULL) {
1121                 netdev_err(dev, "Failed to alloc %zd bytes comps memory\n",
1122                            COMPS_SIZE);
1123                 return -ENOMEM;
1124         }
1125         addr = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(page));
1126         memset(addr, 0, COMPS_SIZE);
1127         for (i = 0; i < TILE_NET_CHANNELS; i++)
1128                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[i] =
1129                         addr + i * sizeof(struct tile_net_comps);
1130
1131         /* If this is a network cpu, create an iqueue. */
1132         if (cpu_isset(cpu, network_cpus_map)) {
1133                 order = get_order(NOTIF_RING_SIZE);
1134                 page = homecache_alloc_pages(GFP_KERNEL, order, cpu);
1135                 if (page == NULL) {
1136                         netdev_err(dev,
1137                                    "Failed to alloc %zd bytes iqueue memory\n",
1138                                    NOTIF_RING_SIZE);
1139                         return -ENOMEM;
1140                 }
1141                 addr = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(page));
1142                 rc = gxio_mpipe_iqueue_init(&info->mpipe[instance].iqueue,
1143                                             &md->context, ring++, addr,
1144                                             NOTIF_RING_SIZE, 0);
1145                 if (rc < 0) {
1146                         netdev_err(dev,
1147                                    "gxio_mpipe_iqueue_init failed: %d\n", rc);
1148                         return rc;
1149                 }
1150                 info->mpipe[instance].has_iqueue = true;
1151         }
1152
1153         return ring;
1154 }
1155
1156 /* Initialize NotifGroup and buckets.
1157  * This routine supports tile_net_init_mpipe(), below.
1158  */
1159 static int init_notif_group_and_buckets(struct net_device *dev,
1160                                         int ring, int network_cpus_count)
1161 {
1162         int group, rc;
1163         int instance = mpipe_instance(dev);
1164         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1165
1166         /* Allocate one NotifGroup. */
1167         rc = gxio_mpipe_alloc_notif_groups(&md->context, 1, 0, 0);
1168         if (rc < 0) {
1169                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_alloc_notif_groups: mpipe[%d] %d\n",
1170                            instance, rc);
1171                 return rc;
1172         }
1173         group = rc;
1174
1175         /* Initialize global num_buckets value. */
1176         if (network_cpus_count > 4)
1177                 md->num_buckets = 256;
1178         else if (network_cpus_count > 1)
1179                 md->num_buckets = 16;
1180
1181         /* Allocate some buckets, and set global first_bucket value. */
1182         rc = gxio_mpipe_alloc_buckets(&md->context, md->num_buckets, 0, 0);
1183         if (rc < 0) {
1184                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_alloc_buckets: mpipe[%d] %d\n",
1185                            instance, rc);
1186                 return rc;
1187         }
1188         md->first_bucket = rc;
1189
1190         /* Init group and buckets. */
1191         rc = gxio_mpipe_init_notif_group_and_buckets(
1192                 &md->context, group, ring, network_cpus_count,
1193                 md->first_bucket, md->num_buckets,
1194                 GXIO_MPIPE_BUCKET_STICKY_FLOW_LOCALITY);
1195         if (rc != 0) {
1196                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_init_notif_group_and_buckets: "
1197                            "mpipe[%d] %d\n", instance, rc);
1198                 return rc;
1199         }
1200
1201         return 0;
1202 }
1203
1204 /* Create an irq and register it, then activate the irq and request
1205  * interrupts on all cores.  Note that "ingress_irq" being initialized
1206  * is how we know not to call tile_net_init_mpipe() again.
1207  * This routine supports tile_net_init_mpipe(), below.
1208  */
1209 static int tile_net_setup_interrupts(struct net_device *dev)
1210 {
1211         int cpu, rc, irq;
1212         int instance = mpipe_instance(dev);
1213         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1214
1215         irq = md->ingress_irq;
1216         if (irq < 0) {
1217                 irq = create_irq();
1218                 if (irq < 0) {
1219                         netdev_err(dev,
1220                                    "create_irq failed: mpipe[%d] %d\n",
1221                                    instance, irq);
1222                         return irq;
1223                 }
1224                 tile_irq_activate(irq, TILE_IRQ_PERCPU);
1225
1226                 rc = request_irq(irq, tile_net_handle_ingress_irq,
1227                                  0, "tile_net", (void *)((uint64_t)instance));
1228
1229                 if (rc != 0) {
1230                         netdev_err(dev, "request_irq failed: mpipe[%d] %d\n",
1231                                    instance, rc);
1232                         destroy_irq(irq);
1233                         return rc;
1234                 }
1235                 md->ingress_irq = irq;
1236         }
1237
1238         for_each_online_cpu(cpu) {
1239                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1240                 if (info->mpipe[instance].has_iqueue) {
1241                         gxio_mpipe_request_notif_ring_interrupt(&md->context,
1242                                 cpu_x(cpu), cpu_y(cpu), KERNEL_PL, irq,
1243                                 info->mpipe[instance].iqueue.ring);
1244                 }
1245         }
1246
1247         return 0;
1248 }
1249
1250 /* Undo any state set up partially by a failed call to tile_net_init_mpipe. */
1251 static void tile_net_init_mpipe_fail(int instance)
1252 {
1253         int kind, cpu;
1254         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1255
1256         /* Do cleanups that require the mpipe context first. */
1257         for (kind = 0; kind < MAX_KINDS; kind++) {
1258                 if (md->buffer_stack_vas[kind] != NULL) {
1259                         tile_net_pop_all_buffers(instance,
1260                                                  md->first_buffer_stack +
1261                                                  kind);
1262                 }
1263         }
1264
1265         /* Destroy mpipe context so the hardware no longer owns any memory. */
1266         gxio_mpipe_destroy(&md->context);
1267
1268         for_each_online_cpu(cpu) {
1269                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1270                 free_pages(
1271                         (unsigned long)(
1272                                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[0]),
1273                         get_order(COMPS_SIZE));
1274                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[0] = NULL;
1275                 free_pages((unsigned long)(info->mpipe[instance].iqueue.idescs),
1276                            get_order(NOTIF_RING_SIZE));
1277                 info->mpipe[instance].iqueue.idescs = NULL;
1278         }
1279
1280         for (kind = 0; kind < MAX_KINDS; kind++) {
1281                 if (md->buffer_stack_vas[kind] != NULL) {
1282                         free_pages_exact(md->buffer_stack_vas[kind],
1283                                          md->buffer_stack_bytes[kind]);
1284                         md->buffer_stack_vas[kind] = NULL;
1285                 }
1286         }
1287
1288         md->first_buffer_stack = -1;
1289         md->first_bucket = -1;
1290 }
1291
1292 /* The first time any tilegx network device is opened, we initialize
1293  * the global mpipe state.  If this step fails, we fail to open the
1294  * device, but if it succeeds, we never need to do it again, and since
1295  * tile_net can't be unloaded, we never undo it.
1296  *
1297  * Note that some resources in this path (buffer stack indices,
1298  * bindings from init_buffer_stack, etc.) are hypervisor resources
1299  * that are freed implicitly by gxio_mpipe_destroy().
1300  */
1301 static int tile_net_init_mpipe(struct net_device *dev)
1302 {
1303         int rc;
1304         int cpu;
1305         int first_ring, ring;
1306         int instance = mpipe_instance(dev);
1307         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1308         int network_cpus_count = cpus_weight(network_cpus_map);
1309
1310         if (!hash_default) {
1311                 netdev_err(dev, "Networking requires hash_default!\n");
1312                 return -EIO;
1313         }
1314
1315         rc = gxio_mpipe_init(&md->context, instance);
1316         if (rc != 0) {
1317                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_init: mpipe[%d] %d\n",
1318                            instance, rc);
1319                 return -EIO;
1320         }
1321
1322         /* Set up the buffer stacks. */
1323         rc = init_buffer_stacks(dev, network_cpus_count);
1324         if (rc != 0)
1325                 goto fail;
1326
1327         /* Allocate one NotifRing for each network cpu. */
1328         rc = gxio_mpipe_alloc_notif_rings(&md->context,
1329                                           network_cpus_count, 0, 0);
1330         if (rc < 0) {
1331                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_alloc_notif_rings failed %d\n",
1332                            rc);
1333                 goto fail;
1334         }
1335
1336         /* Init NotifRings per-cpu. */
1337         first_ring = rc;
1338         ring = first_ring;
1339         for_each_online_cpu(cpu) {
1340                 rc = alloc_percpu_mpipe_resources(dev, cpu, ring);
1341                 if (rc < 0)
1342                         goto fail;
1343                 ring = rc;
1344         }
1345
1346         /* Initialize NotifGroup and buckets. */
1347         rc = init_notif_group_and_buckets(dev, first_ring, network_cpus_count);
1348         if (rc != 0)
1349                 goto fail;
1350
1351         /* Create and enable interrupts. */
1352         rc = tile_net_setup_interrupts(dev);
1353         if (rc != 0)
1354                 goto fail;
1355
1356         /* Register PTP clock and set mPIPE timestamp, if configured. */
1357         register_ptp_clock(dev, md);
1358
1359         return 0;
1360
1361 fail:
1362         tile_net_init_mpipe_fail(instance);
1363         return rc;
1364 }
1365
1366 /* Create persistent egress info for a given egress channel.
1367  * Note that this may be shared between, say, "gbe0" and "xgbe0".
1368  * ISSUE: Defer header allocation until TSO is actually needed?
1369  */
1370 static int tile_net_init_egress(struct net_device *dev, int echannel)
1371 {
1372         static int ering = -1;
1373         struct page *headers_page, *edescs_page, *equeue_page;
1374         gxio_mpipe_edesc_t *edescs;
1375         gxio_mpipe_equeue_t *equeue;
1376         unsigned char *headers;
1377         int headers_order, edescs_order, equeue_order;
1378         size_t edescs_size;
1379         int rc = -ENOMEM;
1380         int instance = mpipe_instance(dev);
1381         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1382
1383         /* Only initialize once. */
1384         if (md->egress_for_echannel[echannel].equeue != NULL)
1385                 return 0;
1386
1387         /* Allocate memory for the "headers". */
1388         headers_order = get_order(EQUEUE_ENTRIES * HEADER_BYTES);
1389         headers_page = alloc_pages(GFP_KERNEL, headers_order);
1390         if (headers_page == NULL) {
1391                 netdev_warn(dev,
1392                             "Could not alloc %zd bytes for TSO headers.\n",
1393                             PAGE_SIZE << headers_order);
1394                 goto fail;
1395         }
1396         headers = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(headers_page));
1397
1398         /* Allocate memory for the "edescs". */
1399         edescs_size = EQUEUE_ENTRIES * sizeof(*edescs);
1400         edescs_order = get_order(edescs_size);
1401         edescs_page = alloc_pages(GFP_KERNEL, edescs_order);
1402         if (edescs_page == NULL) {
1403                 netdev_warn(dev,
1404                             "Could not alloc %zd bytes for eDMA ring.\n",
1405                             edescs_size);
1406                 goto fail_headers;
1407         }
1408         edescs = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(edescs_page));
1409
1410         /* Allocate memory for the "equeue". */
1411         equeue_order = get_order(sizeof(*equeue));
1412         equeue_page = alloc_pages(GFP_KERNEL, equeue_order);
1413         if (equeue_page == NULL) {
1414                 netdev_warn(dev,
1415                             "Could not alloc %zd bytes for equeue info.\n",
1416                             PAGE_SIZE << equeue_order);
1417                 goto fail_edescs;
1418         }
1419         equeue = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(equeue_page));
1420
1421         /* Allocate an edma ring (using a one entry "free list"). */
1422         if (ering < 0) {
1423                 rc = gxio_mpipe_alloc_edma_rings(&md->context, 1, 0, 0);
1424                 if (rc < 0) {
1425                         netdev_warn(dev, "gxio_mpipe_alloc_edma_rings: "
1426                                     "mpipe[%d] %d\n", instance, rc);
1427                         goto fail_equeue;
1428                 }
1429                 ering = rc;
1430         }
1431
1432         /* Initialize the equeue. */
1433         rc = gxio_mpipe_equeue_init(equeue, &md->context, ering, echannel,
1434                                     edescs, edescs_size, 0);
1435         if (rc != 0) {
1436                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_equeue_init: mpipe[%d] %d\n",
1437                            instance, rc);
1438                 goto fail_equeue;
1439         }
1440
1441         /* Don't reuse the ering later. */
1442         ering = -1;
1443
1444         if (jumbo_num != 0) {
1445                 /* Make sure "jumbo" packets can be egressed safely. */
1446                 if (gxio_mpipe_equeue_set_snf_size(equeue, 10368) < 0) {
1447                         /* ISSUE: There is no "gxio_mpipe_equeue_destroy()". */
1448                         netdev_warn(dev, "Jumbo packets may not be egressed"
1449                                     " properly on channel %d\n", echannel);
1450                 }
1451         }
1452
1453         /* Done. */
1454         md->egress_for_echannel[echannel].equeue = equeue;
1455         md->egress_for_echannel[echannel].headers = headers;
1456         return 0;
1457
1458 fail_equeue:
1459         __free_pages(equeue_page, equeue_order);
1460
1461 fail_edescs:
1462         __free_pages(edescs_page, edescs_order);
1463
1464 fail_headers:
1465         __free_pages(headers_page, headers_order);
1466
1467 fail:
1468         return rc;
1469 }
1470
1471 /* Return channel number for a newly-opened link. */
1472 static int tile_net_link_open(struct net_device *dev, gxio_mpipe_link_t *link,
1473                               const char *link_name)
1474 {
1475         int instance = mpipe_instance(dev);
1476         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1477         int rc = gxio_mpipe_link_open(link, &md->context, link_name, 0);
1478         if (rc < 0) {
1479                 netdev_err(dev, "Failed to open '%s', mpipe[%d], %d\n",
1480                            link_name, instance, rc);
1481                 return rc;
1482         }
1483         if (jumbo_num != 0) {
1484                 u32 attr = GXIO_MPIPE_LINK_RECEIVE_JUMBO;
1485                 rc = gxio_mpipe_link_set_attr(link, attr, 1);
1486                 if (rc != 0) {
1487                         netdev_err(dev,
1488                                    "Cannot receive jumbo packets on '%s'\n",
1489                                    link_name);
1490                         gxio_mpipe_link_close(link);
1491                         return rc;
1492                 }
1493         }
1494         rc = gxio_mpipe_link_channel(link);
1495         if (rc < 0 || rc >= TILE_NET_CHANNELS) {
1496                 netdev_err(dev, "gxio_mpipe_link_channel bad value: %d\n", rc);
1497                 gxio_mpipe_link_close(link);
1498                 return -EINVAL;
1499         }
1500         return rc;
1501 }
1502
1503 /* Help the kernel activate the given network interface. */
1504 static int tile_net_open(struct net_device *dev)
1505 {
1506         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
1507         int cpu, rc, instance;
1508
1509         mutex_lock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1510
1511         /* Get the instance info. */
1512         rc = gxio_mpipe_link_instance(dev->name);
1513         if (rc < 0 || rc >= NR_MPIPE_MAX) {
1514                 mutex_unlock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1515                 return -EIO;
1516         }
1517
1518         priv->instance = rc;
1519         instance = rc;
1520         if (!mpipe_data[rc].context.mmio_fast_base) {
1521                 /* Do one-time initialization per instance the first time
1522                  * any device is opened.
1523                  */
1524                 rc = tile_net_init_mpipe(dev);
1525                 if (rc != 0)
1526                         goto fail;
1527         }
1528
1529         /* Determine if this is the "loopify" device. */
1530         if (unlikely((loopify_link_name != NULL) &&
1531                      !strcmp(dev->name, loopify_link_name))) {
1532                 rc = tile_net_link_open(dev, &priv->link, "loop0");
1533                 if (rc < 0)
1534                         goto fail;
1535                 priv->channel = rc;
1536                 rc = tile_net_link_open(dev, &priv->loopify_link, "loop1");
1537                 if (rc < 0)
1538                         goto fail;
1539                 priv->loopify_channel = rc;
1540                 priv->echannel = rc;
1541         } else {
1542                 rc = tile_net_link_open(dev, &priv->link, dev->name);
1543                 if (rc < 0)
1544                         goto fail;
1545                 priv->channel = rc;
1546                 priv->echannel = rc;
1547         }
1548
1549         /* Initialize egress info (if needed).  Once ever, per echannel. */
1550         rc = tile_net_init_egress(dev, priv->echannel);
1551         if (rc != 0)
1552                 goto fail;
1553
1554         mpipe_data[instance].tile_net_devs_for_channel[priv->channel] = dev;
1555
1556         rc = tile_net_update(dev);
1557         if (rc != 0)
1558                 goto fail;
1559
1560         mutex_unlock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1561
1562         /* Initialize the transmit wake timer for this device for each cpu. */
1563         for_each_online_cpu(cpu) {
1564                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1565                 struct tile_net_tx_wake *tx_wake =
1566                         &info->mpipe[instance].tx_wake[priv->echannel];
1567
1568                 hrtimer_init(&tx_wake->timer, CLOCK_MONOTONIC,
1569                              HRTIMER_MODE_REL);
1570                 tx_wake->tx_queue_idx = cpu;
1571                 tx_wake->timer.function = tile_net_handle_tx_wake_timer;
1572                 tx_wake->dev = dev;
1573         }
1574
1575         for_each_online_cpu(cpu)
1576                 netif_start_subqueue(dev, cpu);
1577         netif_carrier_on(dev);
1578         return 0;
1579
1580 fail:
1581         if (priv->loopify_channel >= 0) {
1582                 if (gxio_mpipe_link_close(&priv->loopify_link) != 0)
1583                         netdev_warn(dev, "Failed to close loopify link!\n");
1584                 priv->loopify_channel = -1;
1585         }
1586         if (priv->channel >= 0) {
1587                 if (gxio_mpipe_link_close(&priv->link) != 0)
1588                         netdev_warn(dev, "Failed to close link!\n");
1589                 priv->channel = -1;
1590         }
1591         priv->echannel = -1;
1592         mpipe_data[instance].tile_net_devs_for_channel[priv->channel] = NULL;
1593         mutex_unlock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1594
1595         /* Don't return raw gxio error codes to generic Linux. */
1596         return (rc > -512) ? rc : -EIO;
1597 }
1598
1599 /* Help the kernel deactivate the given network interface. */
1600 static int tile_net_stop(struct net_device *dev)
1601 {
1602         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
1603         int cpu;
1604         int instance = priv->instance;
1605         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1606
1607         for_each_online_cpu(cpu) {
1608                 struct tile_net_info *info = &per_cpu(per_cpu_info, cpu);
1609                 struct tile_net_tx_wake *tx_wake =
1610                         &info->mpipe[instance].tx_wake[priv->echannel];
1611
1612                 hrtimer_cancel(&tx_wake->timer);
1613                 netif_stop_subqueue(dev, cpu);
1614         }
1615
1616         mutex_lock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1617         md->tile_net_devs_for_channel[priv->channel] = NULL;
1618         (void)tile_net_update(dev);
1619         if (priv->loopify_channel >= 0) {
1620                 if (gxio_mpipe_link_close(&priv->loopify_link) != 0)
1621                         netdev_warn(dev, "Failed to close loopify link!\n");
1622                 priv->loopify_channel = -1;
1623         }
1624         if (priv->channel >= 0) {
1625                 if (gxio_mpipe_link_close(&priv->link) != 0)
1626                         netdev_warn(dev, "Failed to close link!\n");
1627                 priv->channel = -1;
1628         }
1629         priv->echannel = -1;
1630         mutex_unlock(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
1631
1632         return 0;
1633 }
1634
1635 /* Determine the VA for a fragment. */
1636 static inline void *tile_net_frag_buf(skb_frag_t *f)
1637 {
1638         unsigned long pfn = page_to_pfn(skb_frag_page(f));
1639         return pfn_to_kaddr(pfn) + f->page_offset;
1640 }
1641
1642 /* Acquire a completion entry and an egress slot, or if we can't,
1643  * stop the queue and schedule the tx_wake timer.
1644  */
1645 static s64 tile_net_equeue_try_reserve(struct net_device *dev,
1646                                        int tx_queue_idx,
1647                                        struct tile_net_comps *comps,
1648                                        gxio_mpipe_equeue_t *equeue,
1649                                        int num_edescs)
1650 {
1651         /* Try to acquire a completion entry. */
1652         if (comps->comp_next - comps->comp_last < TILE_NET_MAX_COMPS - 1 ||
1653             tile_net_free_comps(equeue, comps, 32, false) != 0) {
1654
1655                 /* Try to acquire an egress slot. */
1656                 s64 slot = gxio_mpipe_equeue_try_reserve(equeue, num_edescs);
1657                 if (slot >= 0)
1658                         return slot;
1659
1660                 /* Freeing some completions gives the equeue time to drain. */
1661                 tile_net_free_comps(equeue, comps, TILE_NET_MAX_COMPS, false);
1662
1663                 slot = gxio_mpipe_equeue_try_reserve(equeue, num_edescs);
1664                 if (slot >= 0)
1665                         return slot;
1666         }
1667
1668         /* Still nothing; give up and stop the queue for a short while. */
1669         netif_stop_subqueue(dev, tx_queue_idx);
1670         tile_net_schedule_tx_wake_timer(dev, tx_queue_idx);
1671         return -1;
1672 }
1673
1674 /* Determine how many edesc's are needed for TSO.
1675  *
1676  * Sometimes, if "sendfile()" requires copying, we will be called with
1677  * "data" containing the header and payload, with "frags" being empty.
1678  * Sometimes, for example when using NFS over TCP, a single segment can
1679  * span 3 fragments.  This requires special care.
1680  */
1681 static int tso_count_edescs(struct sk_buff *skb)
1682 {
1683         struct skb_shared_info *sh = skb_shinfo(skb);
1684         unsigned int sh_len = skb_transport_offset(skb) + tcp_hdrlen(skb);
1685         unsigned int data_len = skb->len - sh_len;
1686         unsigned int p_len = sh->gso_size;
1687         long f_id = -1;    /* id of the current fragment */
1688         long f_size = skb_headlen(skb) - sh_len;  /* current fragment size */
1689         long f_used = 0;  /* bytes used from the current fragment */
1690         long n;            /* size of the current piece of payload */
1691         int num_edescs = 0;
1692         int segment;
1693
1694         for (segment = 0; segment < sh->gso_segs; segment++) {
1695
1696                 unsigned int p_used = 0;
1697
1698                 /* One edesc for header and for each piece of the payload. */
1699                 for (num_edescs++; p_used < p_len; num_edescs++) {
1700
1701                         /* Advance as needed. */
1702                         while (f_used >= f_size) {
1703                                 f_id++;
1704                                 f_size = skb_frag_size(&sh->frags[f_id]);
1705                                 f_used = 0;
1706                         }
1707
1708                         /* Use bytes from the current fragment. */
1709                         n = p_len - p_used;
1710                         if (n > f_size - f_used)
1711                                 n = f_size - f_used;
1712                         f_used += n;
1713                         p_used += n;
1714                 }
1715
1716                 /* The last segment may be less than gso_size. */
1717                 data_len -= p_len;
1718                 if (data_len < p_len)
1719                         p_len = data_len;
1720         }
1721
1722         return num_edescs;
1723 }
1724
1725 /* Prepare modified copies of the skbuff headers. */
1726 static void tso_headers_prepare(struct sk_buff *skb, unsigned char *headers,
1727                                 s64 slot)
1728 {
1729         struct skb_shared_info *sh = skb_shinfo(skb);
1730         struct iphdr *ih;
1731         struct ipv6hdr *ih6;
1732         struct tcphdr *th;
1733         unsigned int sh_len = skb_transport_offset(skb) + tcp_hdrlen(skb);
1734         unsigned int data_len = skb->len - sh_len;
1735         unsigned char *data = skb->data;
1736         unsigned int ih_off, th_off, p_len;
1737         unsigned int isum_seed, tsum_seed, id, seq;
1738         int is_ipv6;
1739         long f_id = -1;    /* id of the current fragment */
1740         long f_size = skb_headlen(skb) - sh_len;  /* current fragment size */
1741         long f_used = 0;  /* bytes used from the current fragment */
1742         long n;            /* size of the current piece of payload */
1743         int segment;
1744
1745         /* Locate original headers and compute various lengths. */
1746         is_ipv6 = skb_is_gso_v6(skb);
1747         if (is_ipv6) {
1748                 ih6 = ipv6_hdr(skb);
1749                 ih_off = skb_network_offset(skb);
1750         } else {
1751                 ih = ip_hdr(skb);
1752                 ih_off = skb_network_offset(skb);
1753                 isum_seed = ((0xFFFF - ih->check) +
1754                              (0xFFFF - ih->tot_len) +
1755                              (0xFFFF - ih->id));
1756                 id = ntohs(ih->id);
1757         }
1758
1759         th = tcp_hdr(skb);
1760         th_off = skb_transport_offset(skb);
1761         p_len = sh->gso_size;
1762
1763         tsum_seed = th->check + (0xFFFF ^ htons(skb->len));
1764         seq = ntohl(th->seq);
1765
1766         /* Prepare all the headers. */
1767         for (segment = 0; segment < sh->gso_segs; segment++) {
1768                 unsigned char *buf;
1769                 unsigned int p_used = 0;
1770
1771                 /* Copy to the header memory for this segment. */
1772                 buf = headers + (slot % EQUEUE_ENTRIES) * HEADER_BYTES +
1773                         NET_IP_ALIGN;
1774                 memcpy(buf, data, sh_len);
1775
1776                 /* Update copied ip header. */
1777                 if (is_ipv6) {
1778                         ih6 = (struct ipv6hdr *)(buf + ih_off);
1779                         ih6->payload_len = htons(sh_len + p_len - ih_off -
1780                                                  sizeof(*ih6));
1781                 } else {
1782                         ih = (struct iphdr *)(buf + ih_off);
1783                         ih->tot_len = htons(sh_len + p_len - ih_off);
1784                         ih->id = htons(id);
1785                         ih->check = csum_long(isum_seed + ih->tot_len +
1786                                               ih->id) ^ 0xffff;
1787                 }
1788
1789                 /* Update copied tcp header. */
1790                 th = (struct tcphdr *)(buf + th_off);
1791                 th->seq = htonl(seq);
1792                 th->check = csum_long(tsum_seed + htons(sh_len + p_len));
1793                 if (segment != sh->gso_segs - 1) {
1794                         th->fin = 0;
1795                         th->psh = 0;
1796                 }
1797
1798                 /* Skip past the header. */
1799                 slot++;
1800
1801                 /* Skip past the payload. */
1802                 while (p_used < p_len) {
1803
1804                         /* Advance as needed. */
1805                         while (f_used >= f_size) {
1806                                 f_id++;
1807                                 f_size = skb_frag_size(&sh->frags[f_id]);
1808                                 f_used = 0;
1809                         }
1810
1811                         /* Use bytes from the current fragment. */
1812                         n = p_len - p_used;
1813                         if (n > f_size - f_used)
1814                                 n = f_size - f_used;
1815                         f_used += n;
1816                         p_used += n;
1817
1818                         slot++;
1819                 }
1820
1821                 id++;
1822                 seq += p_len;
1823
1824                 /* The last segment may be less than gso_size. */
1825                 data_len -= p_len;
1826                 if (data_len < p_len)
1827                         p_len = data_len;
1828         }
1829
1830         /* Flush the headers so they are ready for hardware DMA. */
1831         wmb();
1832 }
1833
1834 /* Pass all the data to mpipe for egress. */
1835 static void tso_egress(struct net_device *dev, gxio_mpipe_equeue_t *equeue,
1836                        struct sk_buff *skb, unsigned char *headers, s64 slot)
1837 {
1838         struct skb_shared_info *sh = skb_shinfo(skb);
1839         int instance = mpipe_instance(dev);
1840         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1841         unsigned int sh_len = skb_transport_offset(skb) + tcp_hdrlen(skb);
1842         unsigned int data_len = skb->len - sh_len;
1843         unsigned int p_len = sh->gso_size;
1844         gxio_mpipe_edesc_t edesc_head = { { 0 } };
1845         gxio_mpipe_edesc_t edesc_body = { { 0 } };
1846         long f_id = -1;    /* id of the current fragment */
1847         long f_size = skb_headlen(skb) - sh_len;  /* current fragment size */
1848         long f_used = 0;  /* bytes used from the current fragment */
1849         void *f_data = skb->data + sh_len;
1850         long n;            /* size of the current piece of payload */
1851         unsigned long tx_packets = 0, tx_bytes = 0;
1852         unsigned int csum_start;
1853         int segment;
1854
1855         /* Prepare to egress the headers: set up header edesc. */
1856         csum_start = skb_checksum_start_offset(skb);
1857         edesc_head.csum = 1;
1858         edesc_head.csum_start = csum_start;
1859         edesc_head.csum_dest = csum_start + skb->csum_offset;
1860         edesc_head.xfer_size = sh_len;
1861
1862         /* This is only used to specify the TLB. */
1863         edesc_head.stack_idx = md->first_buffer_stack;
1864         edesc_body.stack_idx = md->first_buffer_stack;
1865
1866         /* Egress all the edescs. */
1867         for (segment = 0; segment < sh->gso_segs; segment++) {
1868                 unsigned char *buf;
1869                 unsigned int p_used = 0;
1870
1871                 /* Egress the header. */
1872                 buf = headers + (slot % EQUEUE_ENTRIES) * HEADER_BYTES +
1873                         NET_IP_ALIGN;
1874                 edesc_head.va = va_to_tile_io_addr(buf);
1875                 gxio_mpipe_equeue_put_at(equeue, edesc_head, slot);
1876                 slot++;
1877
1878                 /* Egress the payload. */
1879                 while (p_used < p_len) {
1880                         void *va;
1881
1882                         /* Advance as needed. */
1883                         while (f_used >= f_size) {
1884                                 f_id++;
1885                                 f_size = skb_frag_size(&sh->frags[f_id]);
1886                                 f_data = tile_net_frag_buf(&sh->frags[f_id]);
1887                                 f_used = 0;
1888                         }
1889
1890                         va = f_data + f_used;
1891
1892                         /* Use bytes from the current fragment. */
1893                         n = p_len - p_used;
1894                         if (n > f_size - f_used)
1895                                 n = f_size - f_used;
1896                         f_used += n;
1897                         p_used += n;
1898
1899                         /* Egress a piece of the payload. */
1900                         edesc_body.va = va_to_tile_io_addr(va);
1901                         edesc_body.xfer_size = n;
1902                         edesc_body.bound = !(p_used < p_len);
1903                         gxio_mpipe_equeue_put_at(equeue, edesc_body, slot);
1904                         slot++;
1905                 }
1906
1907                 tx_packets++;
1908                 tx_bytes += sh_len + p_len;
1909
1910                 /* The last segment may be less than gso_size. */
1911                 data_len -= p_len;
1912                 if (data_len < p_len)
1913                         p_len = data_len;
1914         }
1915
1916         /* Update stats. */
1917         tile_net_stats_add(tx_packets, &dev->stats.tx_packets);
1918         tile_net_stats_add(tx_bytes, &dev->stats.tx_bytes);
1919 }
1920
1921 /* Do "TSO" handling for egress.
1922  *
1923  * Normally drivers set NETIF_F_TSO only to support hardware TSO;
1924  * otherwise the stack uses scatter-gather to implement GSO in software.
1925  * On our testing, enabling GSO support (via NETIF_F_SG) drops network
1926  * performance down to around 7.5 Gbps on the 10G interfaces, although
1927  * also dropping cpu utilization way down, to under 8%.  But
1928  * implementing "TSO" in the driver brings performance back up to line
1929  * rate, while dropping cpu usage even further, to less than 4%.  In
1930  * practice, profiling of GSO shows that skb_segment() is what causes
1931  * the performance overheads; we benefit in the driver from using
1932  * preallocated memory to duplicate the TCP/IP headers.
1933  */
1934 static int tile_net_tx_tso(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
1935 {
1936         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
1937         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
1938         int channel = priv->echannel;
1939         int instance = priv->instance;
1940         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
1941         struct tile_net_egress *egress = &md->egress_for_echannel[channel];
1942         struct tile_net_comps *comps =
1943                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[channel];
1944         gxio_mpipe_equeue_t *equeue = egress->equeue;
1945         unsigned long irqflags;
1946         int num_edescs;
1947         s64 slot;
1948
1949         /* Determine how many mpipe edesc's are needed. */
1950         num_edescs = tso_count_edescs(skb);
1951
1952         local_irq_save(irqflags);
1953
1954         /* Try to acquire a completion entry and an egress slot. */
1955         slot = tile_net_equeue_try_reserve(dev, skb->queue_mapping, comps,
1956                                            equeue, num_edescs);
1957         if (slot < 0) {
1958                 local_irq_restore(irqflags);
1959                 return NETDEV_TX_BUSY;
1960         }
1961
1962         /* Set up copies of header data properly. */
1963         tso_headers_prepare(skb, egress->headers, slot);
1964
1965         /* Actually pass the data to the network hardware. */
1966         tso_egress(dev, equeue, skb, egress->headers, slot);
1967
1968         /* Add a completion record. */
1969         add_comp(equeue, comps, slot + num_edescs - 1, skb);
1970
1971         local_irq_restore(irqflags);
1972
1973         /* Make sure the egress timer is scheduled. */
1974         tile_net_schedule_egress_timer();
1975
1976         return NETDEV_TX_OK;
1977 }
1978
1979 /* Analyze the body and frags for a transmit request. */
1980 static unsigned int tile_net_tx_frags(struct frag *frags,
1981                                        struct sk_buff *skb,
1982                                        void *b_data, unsigned int b_len)
1983 {
1984         unsigned int i, n = 0;
1985
1986         struct skb_shared_info *sh = skb_shinfo(skb);
1987
1988         if (b_len != 0) {
1989                 frags[n].buf = b_data;
1990                 frags[n++].length = b_len;
1991         }
1992
1993         for (i = 0; i < sh->nr_frags; i++) {
1994                 skb_frag_t *f = &sh->frags[i];
1995                 frags[n].buf = tile_net_frag_buf(f);
1996                 frags[n++].length = skb_frag_size(f);
1997         }
1998
1999         return n;
2000 }
2001
2002 /* Help the kernel transmit a packet. */
2003 static int tile_net_tx(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
2004 {
2005         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
2006         struct tile_net_priv *priv = netdev_priv(dev);
2007         int instance = priv->instance;
2008         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
2009         struct tile_net_egress *egress =
2010                 &md->egress_for_echannel[priv->echannel];
2011         gxio_mpipe_equeue_t *equeue = egress->equeue;
2012         struct tile_net_comps *comps =
2013                 info->mpipe[instance].comps_for_echannel[priv->echannel];
2014         unsigned int len = skb->len;
2015         unsigned char *data = skb->data;
2016         unsigned int num_edescs;
2017         struct frag frags[MAX_FRAGS];
2018         gxio_mpipe_edesc_t edescs[MAX_FRAGS];
2019         unsigned long irqflags;
2020         gxio_mpipe_edesc_t edesc = { { 0 } };
2021         unsigned int i;
2022         s64 slot;
2023
2024         if (skb_is_gso(skb))
2025                 return tile_net_tx_tso(skb, dev);
2026
2027         num_edescs = tile_net_tx_frags(frags, skb, data, skb_headlen(skb));
2028
2029         /* This is only used to specify the TLB. */
2030         edesc.stack_idx = md->first_buffer_stack;
2031
2032         /* Prepare the edescs. */
2033         for (i = 0; i < num_edescs; i++) {
2034                 edesc.xfer_size = frags[i].length;
2035                 edesc.va = va_to_tile_io_addr(frags[i].buf);
2036                 edescs[i] = edesc;
2037         }
2038
2039         /* Mark the final edesc. */
2040         edescs[num_edescs - 1].bound = 1;
2041
2042         /* Add checksum info to the initial edesc, if needed. */
2043         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL) {
2044                 unsigned int csum_start = skb_checksum_start_offset(skb);
2045                 edescs[0].csum = 1;
2046                 edescs[0].csum_start = csum_start;
2047                 edescs[0].csum_dest = csum_start + skb->csum_offset;
2048         }
2049
2050         local_irq_save(irqflags);
2051
2052         /* Try to acquire a completion entry and an egress slot. */
2053         slot = tile_net_equeue_try_reserve(dev, skb->queue_mapping, comps,
2054                                            equeue, num_edescs);
2055         if (slot < 0) {
2056                 local_irq_restore(irqflags);
2057                 return NETDEV_TX_BUSY;
2058         }
2059
2060         for (i = 0; i < num_edescs; i++)
2061                 gxio_mpipe_equeue_put_at(equeue, edescs[i], slot++);
2062
2063         /* Store TX timestamp if needed. */
2064         tile_tx_timestamp(skb, instance);
2065
2066         /* Add a completion record. */
2067         add_comp(equeue, comps, slot - 1, skb);
2068
2069         /* NOTE: Use ETH_ZLEN for short packets (e.g. 42 < 60). */
2070         tile_net_stats_add(1, &dev->stats.tx_packets);
2071         tile_net_stats_add(max_t(unsigned int, len, ETH_ZLEN),
2072                            &dev->stats.tx_bytes);
2073
2074         local_irq_restore(irqflags);
2075
2076         /* Make sure the egress timer is scheduled. */
2077         tile_net_schedule_egress_timer();
2078
2079         return NETDEV_TX_OK;
2080 }
2081
2082 /* Return subqueue id on this core (one per core). */
2083 static u16 tile_net_select_queue(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
2084 {
2085         return smp_processor_id();
2086 }
2087
2088 /* Deal with a transmit timeout. */
2089 static void tile_net_tx_timeout(struct net_device *dev)
2090 {
2091         int cpu;
2092
2093         for_each_online_cpu(cpu)
2094                 netif_wake_subqueue(dev, cpu);
2095 }
2096
2097 /* Ioctl commands. */
2098 static int tile_net_ioctl(struct net_device *dev, struct ifreq *rq, int cmd)
2099 {
2100         if (cmd == SIOCSHWTSTAMP)
2101                 return tile_hwtstamp_ioctl(dev, rq, cmd);
2102
2103         return -EOPNOTSUPP;
2104 }
2105
2106 /* Change the MTU. */
2107 static int tile_net_change_mtu(struct net_device *dev, int new_mtu)
2108 {
2109         if (new_mtu < 68)
2110                 return -EINVAL;
2111         if (new_mtu > ((jumbo_num != 0) ? 9000 : 1500))
2112                 return -EINVAL;
2113         dev->mtu = new_mtu;
2114         return 0;
2115 }
2116
2117 /* Change the Ethernet address of the NIC.
2118  *
2119  * The hypervisor driver does not support changing MAC address.  However,
2120  * the hardware does not do anything with the MAC address, so the address
2121  * which gets used on outgoing packets, and which is accepted on incoming
2122  * packets, is completely up to us.
2123  *
2124  * Returns 0 on success, negative on failure.
2125  */
2126 static int tile_net_set_mac_address(struct net_device *dev, void *p)
2127 {
2128         struct sockaddr *addr = p;
2129
2130         if (!is_valid_ether_addr(addr->sa_data))
2131                 return -EINVAL;
2132         memcpy(dev->dev_addr, addr->sa_data, dev->addr_len);
2133         return 0;
2134 }
2135
2136 #ifdef CONFIG_NET_POLL_CONTROLLER
2137 /* Polling 'interrupt' - used by things like netconsole to send skbs
2138  * without having to re-enable interrupts. It's not called while
2139  * the interrupt routine is executing.
2140  */
2141 static void tile_net_netpoll(struct net_device *dev)
2142 {
2143         int instance = mpipe_instance(dev);
2144         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
2145         struct mpipe_data *md = &mpipe_data[instance];
2146
2147         disable_percpu_irq(md->ingress_irq);
2148         napi_schedule(&info->mpipe[instance].napi);
2149         enable_percpu_irq(md->ingress_irq, 0);
2150 }
2151 #endif
2152
2153 static const struct net_device_ops tile_net_ops = {
2154         .ndo_open = tile_net_open,
2155         .ndo_stop = tile_net_stop,
2156         .ndo_start_xmit = tile_net_tx,
2157         .ndo_select_queue = tile_net_select_queue,
2158         .ndo_do_ioctl = tile_net_ioctl,
2159         .ndo_change_mtu = tile_net_change_mtu,
2160         .ndo_tx_timeout = tile_net_tx_timeout,
2161         .ndo_set_mac_address = tile_net_set_mac_address,
2162 #ifdef CONFIG_NET_POLL_CONTROLLER
2163         .ndo_poll_controller = tile_net_netpoll,
2164 #endif
2165 };
2166
2167 /* The setup function.
2168  *
2169  * This uses ether_setup() to assign various fields in dev, including
2170  * setting IFF_BROADCAST and IFF_MULTICAST, then sets some extra fields.
2171  */
2172 static void tile_net_setup(struct net_device *dev)
2173 {
2174         netdev_features_t features = 0;
2175
2176         ether_setup(dev);
2177         dev->netdev_ops = &tile_net_ops;
2178         dev->watchdog_timeo = TILE_NET_TIMEOUT;
2179         dev->mtu = 1500;
2180
2181         features |= NETIF_F_HW_CSUM;
2182         features |= NETIF_F_SG;
2183         features |= NETIF_F_TSO;
2184         features |= NETIF_F_TSO6;
2185
2186         dev->hw_features   |= features;
2187         dev->vlan_features |= features;
2188         dev->features      |= features;
2189 }
2190
2191 /* Allocate the device structure, register the device, and obtain the
2192  * MAC address from the hypervisor.
2193  */
2194 static void tile_net_dev_init(const char *name, const uint8_t *mac)
2195 {
2196         int ret;
2197         int i;
2198         int nz_addr = 0;
2199         struct net_device *dev;
2200         struct tile_net_priv *priv;
2201
2202         /* HACK: Ignore "loop" links. */
2203         if (strncmp(name, "loop", 4) == 0)
2204                 return;
2205
2206         /* Allocate the device structure.  Normally, "name" is a
2207          * template, instantiated by register_netdev(), but not for us.
2208          */
2209         dev = alloc_netdev_mqs(sizeof(*priv), name, tile_net_setup,
2210                                NR_CPUS, 1);
2211         if (!dev) {
2212                 pr_err("alloc_netdev_mqs(%s) failed\n", name);
2213                 return;
2214         }
2215
2216         /* Initialize "priv". */
2217         priv = netdev_priv(dev);
2218         memset(priv, 0, sizeof(*priv));
2219         priv->dev = dev;
2220         priv->channel = -1;
2221         priv->loopify_channel = -1;
2222         priv->echannel = -1;
2223         init_ptp_dev(priv);
2224
2225         /* Get the MAC address and set it in the device struct; this must
2226          * be done before the device is opened.  If the MAC is all zeroes,
2227          * we use a random address, since we're probably on the simulator.
2228          */
2229         for (i = 0; i < 6; i++)
2230                 nz_addr |= mac[i];
2231
2232         if (nz_addr) {
2233                 memcpy(dev->dev_addr, mac, 6);
2234                 dev->addr_len = 6;
2235         } else {
2236                 eth_hw_addr_random(dev);
2237         }
2238
2239         /* Register the network device. */
2240         ret = register_netdev(dev);
2241         if (ret) {
2242                 netdev_err(dev, "register_netdev failed %d\n", ret);
2243                 free_netdev(dev);
2244                 return;
2245         }
2246 }
2247
2248 /* Per-cpu module initialization. */
2249 static void tile_net_init_module_percpu(void *unused)
2250 {
2251         struct tile_net_info *info = &__get_cpu_var(per_cpu_info);
2252         int my_cpu = smp_processor_id();
2253         int instance;
2254
2255         for (instance = 0; instance < NR_MPIPE_MAX; instance++) {
2256                 info->mpipe[instance].has_iqueue = false;
2257                 info->mpipe[instance].instance = instance;
2258         }
2259         info->my_cpu = my_cpu;
2260
2261         /* Initialize the egress timer. */
2262         hrtimer_init(&info->egress_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2263         info->egress_timer.function = tile_net_handle_egress_timer;
2264 }
2265
2266 /* Module initialization. */
2267 static int __init tile_net_init_module(void)
2268 {
2269         int i;
2270         char name[GXIO_MPIPE_LINK_NAME_LEN];
2271         uint8_t mac[6];
2272
2273         pr_info("Tilera Network Driver\n");
2274
2275         BUILD_BUG_ON(NR_MPIPE_MAX != 2);
2276
2277         mutex_init(&tile_net_devs_for_channel_mutex);
2278
2279         /* Initialize each CPU. */
2280         on_each_cpu(tile_net_init_module_percpu, NULL, 1);
2281
2282         /* Find out what devices we have, and initialize them. */
2283         for (i = 0; gxio_mpipe_link_enumerate_mac(i, name, mac) >= 0; i++)
2284                 tile_net_dev_init(name, mac);
2285
2286         if (!network_cpus_init())
2287                 network_cpus_map = *cpu_online_mask;
2288
2289         return 0;
2290 }
2291
2292 module_init(tile_net_init_module);