Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/herbert/crypto-2.6
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / drivers / ptp / ptp_clock.c
1 /*
2  * PTP 1588 clock support
3  *
4  * Copyright (C) 2010 OMICRON electronics GmbH
5  *
6  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  *  (at your option) any later version.
10  *
11  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  *  GNU General Public License for more details.
15  *
16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
17  *  along with this program; if not, write to the Free Software
18  *  Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
19  */
20 #include <linux/idr.h>
21 #include <linux/device.h>
22 #include <linux/err.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/posix-clock.h>
27 #include <linux/pps_kernel.h>
28 #include <linux/slab.h>
29 #include <linux/syscalls.h>
30 #include <linux/uaccess.h>
31
32 #include "ptp_private.h"
33
34 #define PTP_MAX_ALARMS 4
35 #define PTP_PPS_DEFAULTS (PPS_CAPTUREASSERT | PPS_OFFSETASSERT)
36 #define PTP_PPS_EVENT PPS_CAPTUREASSERT
37 #define PTP_PPS_MODE (PTP_PPS_DEFAULTS | PPS_CANWAIT | PPS_TSFMT_TSPEC)
38
39 /* private globals */
40
41 static dev_t ptp_devt;
42 static struct class *ptp_class;
43
44 static DEFINE_IDA(ptp_clocks_map);
45
46 /* time stamp event queue operations */
47
48 static inline int queue_free(struct timestamp_event_queue *q)
49 {
50         return PTP_MAX_TIMESTAMPS - queue_cnt(q) - 1;
51 }
52
53 static void enqueue_external_timestamp(struct timestamp_event_queue *queue,
54                                        struct ptp_clock_event *src)
55 {
56         struct ptp_extts_event *dst;
57         unsigned long flags;
58         s64 seconds;
59         u32 remainder;
60
61         seconds = div_u64_rem(src->timestamp, 1000000000, &remainder);
62
63         spin_lock_irqsave(&queue->lock, flags);
64
65         dst = &queue->buf[queue->tail];
66         dst->index = src->index;
67         dst->t.sec = seconds;
68         dst->t.nsec = remainder;
69
70         if (!queue_free(queue))
71                 queue->head = (queue->head + 1) % PTP_MAX_TIMESTAMPS;
72
73         queue->tail = (queue->tail + 1) % PTP_MAX_TIMESTAMPS;
74
75         spin_unlock_irqrestore(&queue->lock, flags);
76 }
77
78 static s32 scaled_ppm_to_ppb(long ppm)
79 {
80         /*
81          * The 'freq' field in the 'struct timex' is in parts per
82          * million, but with a 16 bit binary fractional field.
83          *
84          * We want to calculate
85          *
86          *    ppb = scaled_ppm * 1000 / 2^16
87          *
88          * which simplifies to
89          *
90          *    ppb = scaled_ppm * 125 / 2^13
91          */
92         s64 ppb = 1 + ppm;
93         ppb *= 125;
94         ppb >>= 13;
95         return (s32) ppb;
96 }
97
98 /* posix clock implementation */
99
100 static int ptp_clock_getres(struct posix_clock *pc, struct timespec *tp)
101 {
102         tp->tv_sec = 0;
103         tp->tv_nsec = 1;
104         return 0;
105 }
106
107 static int ptp_clock_settime(struct posix_clock *pc, const struct timespec *tp)
108 {
109         struct ptp_clock *ptp = container_of(pc, struct ptp_clock, clock);
110         struct timespec64 ts = timespec_to_timespec64(*tp);
111
112         return  ptp->info->settime64(ptp->info, &ts);
113 }
114
115 static int ptp_clock_gettime(struct posix_clock *pc, struct timespec *tp)
116 {
117         struct ptp_clock *ptp = container_of(pc, struct ptp_clock, clock);
118         struct timespec64 ts;
119         int err;
120
121         err = ptp->info->gettime64(ptp->info, &ts);
122         if (!err)
123                 *tp = timespec64_to_timespec(ts);
124         return err;
125 }
126
127 static int ptp_clock_adjtime(struct posix_clock *pc, struct timex *tx)
128 {
129         struct ptp_clock *ptp = container_of(pc, struct ptp_clock, clock);
130         struct ptp_clock_info *ops;
131         int err = -EOPNOTSUPP;
132
133         ops = ptp->info;
134
135         if (tx->modes & ADJ_SETOFFSET) {
136                 struct timespec ts;
137                 ktime_t kt;
138                 s64 delta;
139
140                 ts.tv_sec  = tx->time.tv_sec;
141                 ts.tv_nsec = tx->time.tv_usec;
142
143                 if (!(tx->modes & ADJ_NANO))
144                         ts.tv_nsec *= 1000;
145
146                 if ((unsigned long) ts.tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
147                         return -EINVAL;
148
149                 kt = timespec_to_ktime(ts);
150                 delta = ktime_to_ns(kt);
151                 err = ops->adjtime(ops, delta);
152         } else if (tx->modes & ADJ_FREQUENCY) {
153                 s32 ppb = scaled_ppm_to_ppb(tx->freq);
154                 if (ppb > ops->max_adj || ppb < -ops->max_adj)
155                         return -ERANGE;
156                 err = ops->adjfreq(ops, ppb);
157                 ptp->dialed_frequency = tx->freq;
158         } else if (tx->modes == 0) {
159                 tx->freq = ptp->dialed_frequency;
160                 err = 0;
161         }
162
163         return err;
164 }
165
166 static struct posix_clock_operations ptp_clock_ops = {
167         .owner          = THIS_MODULE,
168         .clock_adjtime  = ptp_clock_adjtime,
169         .clock_gettime  = ptp_clock_gettime,
170         .clock_getres   = ptp_clock_getres,
171         .clock_settime  = ptp_clock_settime,
172         .ioctl          = ptp_ioctl,
173         .open           = ptp_open,
174         .poll           = ptp_poll,
175         .read           = ptp_read,
176 };
177
178 static void delete_ptp_clock(struct posix_clock *pc)
179 {
180         struct ptp_clock *ptp = container_of(pc, struct ptp_clock, clock);
181
182         mutex_destroy(&ptp->tsevq_mux);
183         mutex_destroy(&ptp->pincfg_mux);
184         ida_simple_remove(&ptp_clocks_map, ptp->index);
185         kfree(ptp);
186 }
187
188 /* public interface */
189
190 struct ptp_clock *ptp_clock_register(struct ptp_clock_info *info,
191                                      struct device *parent)
192 {
193         struct ptp_clock *ptp;
194         int err = 0, index, major = MAJOR(ptp_devt);
195
196         if (info->n_alarm > PTP_MAX_ALARMS)
197                 return ERR_PTR(-EINVAL);
198
199         /* Initialize a clock structure. */
200         err = -ENOMEM;
201         ptp = kzalloc(sizeof(struct ptp_clock), GFP_KERNEL);
202         if (ptp == NULL)
203                 goto no_memory;
204
205         index = ida_simple_get(&ptp_clocks_map, 0, MINORMASK + 1, GFP_KERNEL);
206         if (index < 0) {
207                 err = index;
208                 goto no_slot;
209         }
210
211         ptp->clock.ops = ptp_clock_ops;
212         ptp->clock.release = delete_ptp_clock;
213         ptp->info = info;
214         ptp->devid = MKDEV(major, index);
215         ptp->index = index;
216         spin_lock_init(&ptp->tsevq.lock);
217         mutex_init(&ptp->tsevq_mux);
218         mutex_init(&ptp->pincfg_mux);
219         init_waitqueue_head(&ptp->tsev_wq);
220
221         /* Create a new device in our class. */
222         ptp->dev = device_create(ptp_class, parent, ptp->devid, ptp,
223                                  "ptp%d", ptp->index);
224         if (IS_ERR(ptp->dev))
225                 goto no_device;
226
227         dev_set_drvdata(ptp->dev, ptp);
228
229         err = ptp_populate_sysfs(ptp);
230         if (err)
231                 goto no_sysfs;
232
233         /* Register a new PPS source. */
234         if (info->pps) {
235                 struct pps_source_info pps;
236                 memset(&pps, 0, sizeof(pps));
237                 snprintf(pps.name, PPS_MAX_NAME_LEN, "ptp%d", index);
238                 pps.mode = PTP_PPS_MODE;
239                 pps.owner = info->owner;
240                 ptp->pps_source = pps_register_source(&pps, PTP_PPS_DEFAULTS);
241                 if (!ptp->pps_source) {
242                         pr_err("failed to register pps source\n");
243                         goto no_pps;
244                 }
245         }
246
247         /* Create a posix clock. */
248         err = posix_clock_register(&ptp->clock, ptp->devid);
249         if (err) {
250                 pr_err("failed to create posix clock\n");
251                 goto no_clock;
252         }
253
254         return ptp;
255
256 no_clock:
257         if (ptp->pps_source)
258                 pps_unregister_source(ptp->pps_source);
259 no_pps:
260         ptp_cleanup_sysfs(ptp);
261 no_sysfs:
262         device_destroy(ptp_class, ptp->devid);
263 no_device:
264         mutex_destroy(&ptp->tsevq_mux);
265         mutex_destroy(&ptp->pincfg_mux);
266 no_slot:
267         kfree(ptp);
268 no_memory:
269         return ERR_PTR(err);
270 }
271 EXPORT_SYMBOL(ptp_clock_register);
272
273 int ptp_clock_unregister(struct ptp_clock *ptp)
274 {
275         ptp->defunct = 1;
276         wake_up_interruptible(&ptp->tsev_wq);
277
278         /* Release the clock's resources. */
279         if (ptp->pps_source)
280                 pps_unregister_source(ptp->pps_source);
281         ptp_cleanup_sysfs(ptp);
282         device_destroy(ptp_class, ptp->devid);
283
284         posix_clock_unregister(&ptp->clock);
285         return 0;
286 }
287 EXPORT_SYMBOL(ptp_clock_unregister);
288
289 void ptp_clock_event(struct ptp_clock *ptp, struct ptp_clock_event *event)
290 {
291         struct pps_event_time evt;
292
293         switch (event->type) {
294
295         case PTP_CLOCK_ALARM:
296                 break;
297
298         case PTP_CLOCK_EXTTS:
299                 enqueue_external_timestamp(&ptp->tsevq, event);
300                 wake_up_interruptible(&ptp->tsev_wq);
301                 break;
302
303         case PTP_CLOCK_PPS:
304                 pps_get_ts(&evt);
305                 pps_event(ptp->pps_source, &evt, PTP_PPS_EVENT, NULL);
306                 break;
307
308         case PTP_CLOCK_PPSUSR:
309                 pps_event(ptp->pps_source, &event->pps_times,
310                           PTP_PPS_EVENT, NULL);
311                 break;
312         }
313 }
314 EXPORT_SYMBOL(ptp_clock_event);
315
316 int ptp_clock_index(struct ptp_clock *ptp)
317 {
318         return ptp->index;
319 }
320 EXPORT_SYMBOL(ptp_clock_index);
321
322 int ptp_find_pin(struct ptp_clock *ptp,
323                  enum ptp_pin_function func, unsigned int chan)
324 {
325         struct ptp_pin_desc *pin = NULL;
326         int i;
327
328         mutex_lock(&ptp->pincfg_mux);
329         for (i = 0; i < ptp->info->n_pins; i++) {
330                 if (ptp->info->pin_config[i].func == func &&
331                     ptp->info->pin_config[i].chan == chan) {
332                         pin = &ptp->info->pin_config[i];
333                         break;
334                 }
335         }
336         mutex_unlock(&ptp->pincfg_mux);
337
338         return pin ? i : -1;
339 }
340 EXPORT_SYMBOL(ptp_find_pin);
341
342 /* module operations */
343
344 static void __exit ptp_exit(void)
345 {
346         class_destroy(ptp_class);
347         unregister_chrdev_region(ptp_devt, MINORMASK + 1);
348         ida_destroy(&ptp_clocks_map);
349 }
350
351 static int __init ptp_init(void)
352 {
353         int err;
354
355         ptp_class = class_create(THIS_MODULE, "ptp");
356         if (IS_ERR(ptp_class)) {
357                 pr_err("ptp: failed to allocate class\n");
358                 return PTR_ERR(ptp_class);
359         }
360
361         err = alloc_chrdev_region(&ptp_devt, 0, MINORMASK + 1, "ptp");
362         if (err < 0) {
363                 pr_err("ptp: failed to allocate device region\n");
364                 goto no_region;
365         }
366
367         ptp_class->dev_groups = ptp_groups;
368         pr_info("PTP clock support registered\n");
369         return 0;
370
371 no_region:
372         class_destroy(ptp_class);
373         return err;
374 }
375
376 subsys_initcall(ptp_init);
377 module_exit(ptp_exit);
378
379 MODULE_AUTHOR("Richard Cochran <richardcochran@gmail.com>");
380 MODULE_DESCRIPTION("PTP clocks support");
381 MODULE_LICENSE("GPL");