Quelle  sparx5_qos.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
/* Microchip Sparx5 Switch driver
 *
 * Copyright (c) 2022 Microchip Technology Inc. and its subsidiaries.
 */

#include <net/pkt_cls.h>

#include "sparx5_main.h"
#include "sparx5_qos.h"

/* Calculate new base_time based on cycle_time.
 *
 * The hardware requires a base_time that is always in the future.
 * We define threshold_time as current_time + (2 * cycle_time).
 * If base_time is below threshold_time this function recalculates it to be in
 * the interval:
 * threshold_time <= base_time < (threshold_time + cycle_time)
 *
 * A very simple algorithm could be like this:
 * new_base_time = org_base_time + N * cycle_time
 * using the lowest N so (new_base_time >= threshold_time
 */
void sparx5_new_base_time(struct sparx5 *sparx5, const u32 cycle_time,
     const ktime_t org_base_time, ktime_t *new_base_time)
{
 ktime_t current_time, threshold_time, new_time;
 struct timespec64 ts;
 u64 nr_of_cycles_p2;
 u64 nr_of_cycles;
 u64 diff_time;

 new_time = org_base_time;

 sparx5_ptp_gettime64(&sparx5->phc[SPARX5_PHC_PORT].info, &ts);
 current_time = timespec64_to_ktime(ts);
 threshold_time = current_time + (2 * cycle_time);
 diff_time = threshold_time - new_time;
 nr_of_cycles = div_u64(diff_time, cycle_time);
 nr_of_cycles_p2 = 1; /* Use 2^0 as start value */

 if (new_time >= threshold_time) {
  *new_base_time = new_time;
  return;
 }

 /* Calculate the smallest power of 2 (nr_of_cycles_p2)
 * that is larger than nr_of_cycles.
 */
 while (nr_of_cycles_p2 < nr_of_cycles)
  nr_of_cycles_p2 <<= 1; /* Next (higher) power of 2 */

 /* Add as big chunks (power of 2 * cycle_time)
 * as possible for each power of 2
 */
 while (nr_of_cycles_p2) {
  if (new_time < threshold_time) {
   new_time += cycle_time * nr_of_cycles_p2;
   while (new_time < threshold_time)
    new_time += cycle_time * nr_of_cycles_p2;
   new_time -= cycle_time * nr_of_cycles_p2;
  }
  nr_of_cycles_p2 >>= 1; /* Next (lower) power of 2 */
 }
 new_time += cycle_time;
 *new_base_time = new_time;
}

/* Max rates for leak groups */
static const u32 spx5_hsch_max_group_rate[SPX5_HSCH_LEAK_GRP_CNT] = {
 1048568, /*  1.049 Gbps */
 2621420, /*  2.621 Gbps */
 10485680, /* 10.486 Gbps */
 26214200 /* 26.214 Gbps */
};

u32 sparx5_get_hsch_max_group_rate(int grp)
{
 return spx5_hsch_max_group_rate[grp];
}

static struct sparx5_layer layers[SPX5_HSCH_LAYER_CNT];

static u32 sparx5_lg_get_leak_time(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 group)
{
 u32 value;

 value = spx5_rd(sparx5, HSCH_HSCH_TIMER_CFG(layer, group));
 return HSCH_HSCH_TIMER_CFG_LEAK_TIME_GET(value);
}

static void sparx5_lg_set_leak_time(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 group,
        u32 leak_time)
{
 spx5_wr(HSCH_HSCH_TIMER_CFG_LEAK_TIME_SET(leak_time), sparx5,
  HSCH_HSCH_TIMER_CFG(layer, group));
}

static u32 sparx5_lg_get_first(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 group)
{
 u32 value;

 value = spx5_rd(sparx5, HSCH_HSCH_LEAK_CFG(layer, group));
 return HSCH_HSCH_LEAK_CFG_LEAK_FIRST_GET(value);
}

static u32 sparx5_lg_get_next(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 group,
         u32 idx)

{
 u32 value;

 value = spx5_rd(sparx5, HSCH_SE_CONNECT(idx));
 return HSCH_SE_CONNECT_SE_LEAK_LINK_GET(value);
}

static u32 sparx5_lg_get_last(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 group)
{
 u32 itr, next;

 itr = sparx5_lg_get_first(sparx5, layer, group);

 for (;;) {
  next = sparx5_lg_get_next(sparx5, layer, group, itr);
  if (itr == next)
   return itr;

  itr = next;
 }
}

static bool sparx5_lg_is_last(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 group,
         u32 idx)
{
 return idx == sparx5_lg_get_next(sparx5, layer, group, idx);
}

static bool sparx5_lg_is_first(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 group,
          u32 idx)
{
 return idx == sparx5_lg_get_first(sparx5, layer, group);
}

static bool sparx5_lg_is_empty(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 group)
{
 return sparx5_lg_get_leak_time(sparx5, layer, group) == 0;
}

static bool sparx5_lg_is_singular(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 group)
{
 if (sparx5_lg_is_empty(sparx5, layer, group))
  return false;

 return sparx5_lg_get_first(sparx5, layer, group) ==
        sparx5_lg_get_last(sparx5, layer, group);
}

static void sparx5_lg_enable(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 group,
        u32 leak_time)
{
 sparx5_lg_set_leak_time(sparx5, layer, group, leak_time);
}

static void sparx5_lg_disable(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 group)
{
 sparx5_lg_set_leak_time(sparx5, layer, group, 0);
}

static int sparx5_lg_get_group_by_index(struct sparx5 *sparx5, u32 layer,
     u32 idx, u32 *group)
{
 u32 itr, next;
 int i;

 for (i = 0; i < SPX5_HSCH_LEAK_GRP_CNT; i++) {
  if (sparx5_lg_is_empty(sparx5, layer, i))
   continue;

  itr = sparx5_lg_get_first(sparx5, layer, i);

  for (;;) {
   next = sparx5_lg_get_next(sparx5, layer, i, itr);

   if (itr == idx) {
    *group = i;
    return 0; /* Found it */
   }
   if (itr == next)
    break; /* Was not found */

   itr = next;
  }
 }

 return -1;
}

static int sparx5_lg_get_group_by_rate(u32 layer, u32 rate, u32 *group)
{
 struct sparx5_layer *l = &layers[layer];
 struct sparx5_lg *lg;
 u32 i;

 for (i = 0; i < SPX5_HSCH_LEAK_GRP_CNT; i++) {
  lg = &l->leak_groups[i];
  if (rate <= lg->max_rate) {
   *group = i;
   return 0;
  }
 }

 return -1;
}

static int sparx5_lg_get_adjacent(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 group,
      u32 idx, u32 *prev, u32 *next, u32 *first)
{
 u32 itr;

 *first = sparx5_lg_get_first(sparx5, layer, group);
 *prev = *first;
 *next = *first;
 itr = *first;

 for (;;) {
  *next = sparx5_lg_get_next(sparx5, layer, group, itr);

  if (itr == idx)
   return 0; /* Found it */

  if (itr == *next)
   return -1; /* Was not found */

  *prev = itr;
  itr = *next;
 }

 return -1;
}

static int sparx5_lg_conf_set(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 group,
         u32 se_first, u32 idx, u32 idx_next, bool empty)
{
 u32 leak_time = layers[layer].leak_groups[group].leak_time;

 /* Stop leaking */
 sparx5_lg_disable(sparx5, layer, group);

 if (empty)
  return 0;

 /* Select layer */
 spx5_rmw(HSCH_HSCH_CFG_CFG_HSCH_LAYER_SET(layer),
   HSCH_HSCH_CFG_CFG_HSCH_LAYER, sparx5, HSCH_HSCH_CFG_CFG);

 /* Link elements */
 spx5_wr(HSCH_SE_CONNECT_SE_LEAK_LINK_SET(idx_next), sparx5,
  HSCH_SE_CONNECT(idx));

 /* Set the first element. */
 spx5_rmw(HSCH_HSCH_LEAK_CFG_LEAK_FIRST_SET(se_first),
   HSCH_HSCH_LEAK_CFG_LEAK_FIRST, sparx5,
   HSCH_HSCH_LEAK_CFG(layer, group));

 /* Start leaking */
 sparx5_lg_enable(sparx5, layer, group, leak_time);

 return 0;
}

static int sparx5_lg_del(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 group, u32 idx)
{
 u32 first, next, prev;
 bool empty = false;

 /* idx *must* be present in the leak group */
 WARN_ON(sparx5_lg_get_adjacent(sparx5, layer, group, idx, &prev, &next,
           &first) < 0);

 if (sparx5_lg_is_singular(sparx5, layer, group)) {
  empty = true;
 } else if (sparx5_lg_is_last(sparx5, layer, group, idx)) {
  /* idx is removed, prev is now last */
  idx = prev;
  next = prev;
 } else if (sparx5_lg_is_first(sparx5, layer, group, idx)) {
  /* idx is removed and points to itself, first is next */
  first = next;
  next = idx;
 } else {
  /* Next is not touched */
  idx = prev;
 }

 return sparx5_lg_conf_set(sparx5, layer, group, first, idx, next,
      empty);
}

static int sparx5_lg_add(struct sparx5 *sparx5, u32 layer, u32 new_group,
    u32 idx)
{
 u32 first, next, old_group;

 pr_debug("ADD: layer: %d, new_group: %d, idx: %d", layer, new_group,
   idx);

 /* Is this SE already shaping ? */
 if (sparx5_lg_get_group_by_index(sparx5, layer, idx, &old_group) >= 0) {
  if (old_group != new_group) {
   /* Delete from old group */
   sparx5_lg_del(sparx5, layer, old_group, idx);
  } else {
   /* Nothing to do here */
   return 0;
  }
 }

 /* We always add to head of the list */
 first = idx;

 if (sparx5_lg_is_empty(sparx5, layer, new_group))
  next = idx;
 else
  next = sparx5_lg_get_first(sparx5, layer, new_group);

 return sparx5_lg_conf_set(sparx5, layer, new_group, first, idx, next,
      false);
}

static int sparx5_shaper_conf_set(struct sparx5_port *port,
      const struct sparx5_shaper *sh, u32 layer,
      u32 idx, u32 group)
{
 int (*sparx5_lg_action)(struct sparx5 *, u32, u32, u32);
 struct sparx5 *sparx5 = port->sparx5;

 if (!sh->rate && !sh->burst)
  sparx5_lg_action = &sparx5_lg_del;
 else
  sparx5_lg_action = &sparx5_lg_add;

 /* Select layer */
 spx5_rmw(HSCH_HSCH_CFG_CFG_HSCH_LAYER_SET(layer),
   HSCH_HSCH_CFG_CFG_HSCH_LAYER, sparx5, HSCH_HSCH_CFG_CFG);

 /* Set frame mode */
 spx5_rmw(HSCH_SE_CFG_SE_FRM_MODE_SET(sh->mode), HSCH_SE_CFG_SE_FRM_MODE,
   sparx5, HSCH_SE_CFG(idx));

 /* Set committed rate and burst */
 spx5_wr(HSCH_CIR_CFG_CIR_RATE_SET(sh->rate) |
   HSCH_CIR_CFG_CIR_BURST_SET(sh->burst),
  sparx5, HSCH_CIR_CFG(idx));

 /* This has to be done after the shaper configuration has been set */
 sparx5_lg_action(sparx5, layer, group, idx);

 return 0;
}

static u32 sparx5_weight_to_hw_cost(u32 weight_min, u32 weight)
{
 return ((((SPX5_DWRR_COST_MAX << 4) * weight_min / weight) + 8) >> 4) -
        1;
}

static int sparx5_dwrr_conf_set(struct sparx5_port *port,
    struct sparx5_dwrr *dwrr)
{
 u32 layer = is_sparx5(port->sparx5) ? 2 : 1;
 int i;

 spx5_rmw(HSCH_HSCH_CFG_CFG_HSCH_LAYER_SET(layer) |
   HSCH_HSCH_CFG_CFG_CFG_SE_IDX_SET(port->portno),
   HSCH_HSCH_CFG_CFG_HSCH_LAYER | HSCH_HSCH_CFG_CFG_CFG_SE_IDX,
   port->sparx5, HSCH_HSCH_CFG_CFG);

 /* Number of *lower* indexes that are arbitrated dwrr */
 spx5_rmw(HSCH_SE_CFG_SE_DWRR_CNT_SET(dwrr->count),
   HSCH_SE_CFG_SE_DWRR_CNT, port->sparx5,
   HSCH_SE_CFG(port->portno));

 for (i = 0; i < dwrr->count; i++) {
  spx5_rmw(HSCH_DWRR_ENTRY_DWRR_COST_SET(dwrr->cost[i]),
    HSCH_DWRR_ENTRY_DWRR_COST, port->sparx5,
    HSCH_DWRR_ENTRY(i));
 }

 return 0;
}

static int sparx5_leak_groups_init(struct sparx5 *sparx5)
{
 const struct sparx5_ops *ops = sparx5->data->ops;
 struct sparx5_layer *layer;
 u32 sys_clk_per_100ps;
 struct sparx5_lg *lg;
 u32 leak_time_us;
 int i, ii;

 sys_clk_per_100ps = spx5_rd(sparx5, HSCH_SYS_CLK_PER);

 for (i = 0; i < SPX5_HSCH_LAYER_CNT; i++) {
  layer = &layers[i];
  for (ii = 0; ii < SPX5_HSCH_LEAK_GRP_CNT; ii++) {
   lg = &layer->leak_groups[ii];
   lg->max_rate = ops->get_hsch_max_group_rate(i);

   /* Calculate the leak time in us, to serve a maximum
 * rate of 'max_rate' for this group
 */
   leak_time_us = (SPX5_SE_RATE_MAX * 1000) / lg->max_rate;

   /* Hardware wants leak time in ns */
   lg->leak_time = 1000 * leak_time_us;

   /* Calculate resolution */
   lg->resolution = 1000 / leak_time_us;

   /* Maximum number of shapers that can be served by
 * this leak group
 */
   lg->max_ses = (1000 * leak_time_us) / sys_clk_per_100ps;

   /* Example:
 * Wanted bandwidth is 100Mbit:
 *
 * 100 mbps can be served by leak group zero.
 *
 * leak_time is 125000 ns.
 * resolution is: 8
 *
 * cir          = 100000 / 8 = 12500
 * leaks_pr_sec = 125000 / 10^9 = 8000
 * bw           = 12500 * 8000 = 10^8 (100 Mbit)
 */

   /* Disable by default - this also indicates an empty
 * leak group
 */
   sparx5_lg_disable(sparx5, i, ii);
  }
 }

 return 0;
}

int sparx5_qos_init(struct sparx5 *sparx5)
{
 int ret;

 ret = sparx5_leak_groups_init(sparx5);
 if (ret < 0)
  return ret;

 ret = sparx5_dcb_init(sparx5);
 if (ret < 0)
  return ret;

 sparx5_psfp_init(sparx5);

 return 0;
}

int sparx5_tc_mqprio_add(struct net_device *ndev, u8 num_tc)
{
 int i;

 if (num_tc != SPX5_PRIOS) {
  netdev_err(ndev, "Only %d traffic classes supported\n",
      SPX5_PRIOS);
  return -EINVAL;
 }

 netdev_set_num_tc(ndev, num_tc);

 for (i = 0; i < num_tc; i++)
  netdev_set_tc_queue(ndev, i, 1, i);

 netdev_dbg(ndev, "dev->num_tc %u dev->real_num_tx_queues %u\n",
     ndev->num_tc, ndev->real_num_tx_queues);

 return 0;
}

int sparx5_tc_mqprio_del(struct net_device *ndev)
{
 netdev_reset_tc(ndev);

 netdev_dbg(ndev, "dev->num_tc %u dev->real_num_tx_queues %u\n",
     ndev->num_tc, ndev->real_num_tx_queues);

 return 0;
}

int sparx5_tc_tbf_add(struct sparx5_port *port,
        struct tc_tbf_qopt_offload_replace_params *params,
        u32 layer, u32 idx)
{
 struct sparx5_shaper sh = {
  .mode = SPX5_SE_MODE_DATARATE,
  .rate = div_u64(params->rate.rate_bytes_ps, 1000) * 8,
  .burst = params->max_size,
 };
 struct sparx5_lg *lg;
 u32 group;

 /* Find suitable group for this se */
 if (sparx5_lg_get_group_by_rate(layer, sh.rate, &group) < 0) {
  pr_debug("Could not find leak group for se with rate: %d",
    sh.rate);
  return -EINVAL;
 }

 lg = &layers[layer].leak_groups[group];

 pr_debug("Found matching group (speed: %d)\n", lg->max_rate);

 if (sh.rate < SPX5_SE_RATE_MIN || sh.burst < SPX5_SE_BURST_MIN)
  return -EINVAL;

 /* Calculate committed rate and burst */
 sh.rate = DIV_ROUND_UP(sh.rate, lg->resolution);
 sh.burst = DIV_ROUND_UP(sh.burst, SPX5_SE_BURST_UNIT);

 if (sh.rate > SPX5_SE_RATE_MAX || sh.burst > SPX5_SE_BURST_MAX)
  return -EINVAL;

 return sparx5_shaper_conf_set(port, &sh, layer, idx, group);
}

int sparx5_tc_tbf_del(struct sparx5_port *port, u32 layer, u32 idx)
{
 struct sparx5_shaper sh = {0};
 u32 group;

 sparx5_lg_get_group_by_index(port->sparx5, layer, idx, &group);

 return sparx5_shaper_conf_set(port, &sh, layer, idx, group);
}

int sparx5_tc_ets_add(struct sparx5_port *port,
        struct tc_ets_qopt_offload_replace_params *params)
{
 struct sparx5_dwrr dwrr = {0};
 /* Minimum weight for each iteration */
 unsigned int w_min = 100;
 int i;

 /* Find minimum weight for all dwrr bands */
 for (i = 0; i < SPX5_PRIOS; i++) {
  if (params->quanta[i] == 0)
   continue;
  w_min = min(w_min, params->weights[i]);
 }

 for (i = 0; i < SPX5_PRIOS; i++) {
  /* Strict band; skip */
  if (params->quanta[i] == 0)
   continue;

  dwrr.count++;

  /* On the sparx5, bands with higher indexes are preferred and
 * arbitrated strict. Strict bands are put in the lower indexes,
 * by tc, so we reverse the bands here.
 *
 * Also convert the weight to something the hardware
 * understands.
 */
  dwrr.cost[SPX5_PRIOS - i - 1] =
   sparx5_weight_to_hw_cost(w_min, params->weights[i]);
 }

 return sparx5_dwrr_conf_set(port, &dwrr);
}

int sparx5_tc_ets_del(struct sparx5_port *port)
{
 struct sparx5_dwrr dwrr = {0};

 return sparx5_dwrr_conf_set(port, &dwrr);
}