/*
 * Copyright 2023 Red Hat Inc.
 *
 * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
 * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
 * to deal in the Software without restriction, including without limitation
 * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
 * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
 * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
 *
 * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
 * all copies or substantial portions of the Software.
 *
 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
 * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
 * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
 * THE COPYRIGHT HOLDER(S) OR AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
 * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
 * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
 * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
 */
#include <rm/rpc.h>

#include "nvrm/rpcfn.h"

#define GSP_MSG_MIN_SIZE GSP_PAGE_SIZE
#define GSP_MSG_MAX_SIZE (GSP_MSG_MIN_SIZE * 16)

/**
 * DOC: GSP message queue element
 *
 * https://github.com/NVIDIA/open-gpu-kernel-modules/blob/535/src/nvidia/inc/kernel/gpu/gsp/message_queue_priv.h
 *
 * The GSP command queue and status queue are message queues for the
 * communication between software and GSP. The software submits the GSP
 * RPC via the GSP command queue, GSP writes the status of the submitted
 * RPC in the status queue.
 *
 * A GSP message queue element consists of three parts:
 *
 * - message element header (struct r535_gsp_msg), which mostly maintains
 *   the metadata for queuing the element.
 *
 * - RPC message header (struct nvfw_gsp_rpc), which maintains the info
 *   of the RPC. E.g., the RPC function number.
 *
 * - The payload, where the RPC message stays. E.g. the params of a
 *   specific RPC function. Some RPC functions also have their headers
 *   in the payload. E.g. rm_alloc, rm_control.
 *
 * The memory layout of a GSP message element can be illustrated below::
 *
 *    +------------------------+
 *    | Message Element Header |
 *    |    (r535_gsp_msg)      |
 *    |                        |
 *    | (r535_gsp_msg.data)    |
 *    |          |             |
 *    |----------V-------------|
 *    |    GSP RPC Header      |
 *    |    (nvfw_gsp_rpc)      |
 *    |                        |
 *    | (nvfw_gsp_rpc.data)    |
 *    |          |             |
 *    |----------V-------------|
 *    |       Payload          |
 *    |                        |
 *    |   header(optional)     |
 *    |        params          |
 *    +------------------------+
 *
 * The max size of a message queue element is 16 pages (including the
 * headers). When a GSP message to be sent is larger than 16 pages, the
 * message should be split into multiple elements and sent accordingly.
 *
 * In the bunch of the split elements, the first element has the expected
 * function number, while the rest of the elements are sent with the
 * function number NV_VGPU_MSG_FUNCTION_CONTINUATION_RECORD.
 *
 * GSP consumes the elements from the cmdq and always writes the result
 * back to the msgq. The result is also formed as split elements.
 *
 * Terminology:
 *
 * - gsp_msg(msg): GSP message element (element header + GSP RPC header +
 *   payload)
 * - gsp_rpc(rpc): GSP RPC (RPC header + payload)
 * - gsp_rpc_buf: buffer for (GSP RPC header + payload)
 * - gsp_rpc_len: size of (GSP RPC header + payload)
 * - params_size: size of params in the payload
 * - payload_size: size of (header if exists + params) in the payload
 */

struct r535_gsp_msg {
 u8 auth_tag_buffer[16];
 u8 aad_buffer[16];
 u32 checksum;
 u32 sequence;
 u32 elem_count;
 u32 pad;
 u8  data[];
};

struct nvfw_gsp_rpc {
 u32 header_version;
 u32 signature;
 u32 length;
 u32 function;
 u32 rpc_result;
 u32 rpc_result_private;
 u32 sequence;
 union {
  u32 spare;
  u32 cpuRmGfid;
 };
 u8  data[];
};

#define GSP_MSG_HDR_SIZE offsetof(struct r535_gsp_msg, data)

#define to_gsp_hdr(p, header) \
 container_of((void *)p, typeof(*header), data)

#define to_payload_hdr(p, header) \
 container_of((void *)p, typeof(*header), params)

int
r535_rpc_status_to_errno(uint32_t rpc_status)
{
 switch (rpc_status) {
 case 0x55: /* NV_ERR_NOT_READY */
 case 0x66: /* NV_ERR_TIMEOUT_RETRY */
  return -EBUSY;
 case 0x51: /* NV_ERR_NO_MEMORY */
  return -ENOMEM;
 default:
  return -EINVAL;
 }
}

static int
r535_gsp_msgq_wait(struct nvkm_gsp *gsp, u32 gsp_rpc_len, int *ptime)
{
 u32 size, rptr = *gsp->msgq.rptr;
 int used;

 size = DIV_ROUND_UP(GSP_MSG_HDR_SIZE + gsp_rpc_len,
       GSP_PAGE_SIZE);
 if (WARN_ON(!size || size >= gsp->msgq.cnt))
  return -EINVAL;

 do {
  u32 wptr = *gsp->msgq.wptr;

  used = wptr + gsp->msgq.cnt - rptr;
  if (used >= gsp->msgq.cnt)
   used -= gsp->msgq.cnt;
  if (used >= size)
   break;

  usleep_range(1, 2);
 } while (--(*ptime));

 if (WARN_ON(!*ptime))
  return -ETIMEDOUT;

 return used;
}

static struct r535_gsp_msg *
r535_gsp_msgq_get_entry(struct nvkm_gsp *gsp)
{
 u32 rptr = *gsp->msgq.rptr;

 /* Skip the first page, which is the message queue info */
 return (void *)((u8 *)gsp->shm.msgq.ptr + GSP_PAGE_SIZE +
        rptr * GSP_PAGE_SIZE);
}

/**
 * DOC: Receive a GSP message queue element
 *
 * Receiving a GSP message queue element from the message queue consists of
 * the following steps:
 *
 * - Peek the element from the queue: r535_gsp_msgq_peek().
 *   Peek the first page of the element to determine the total size of the
 *   message before allocating the proper memory.
 *
 * - Allocate memory for the message.
 *   Once the total size of the message is determined from the GSP message
 *   queue element, the caller of r535_gsp_msgq_recv() allocates the
 *   required memory.
 *
 * - Receive the message: r535_gsp_msgq_recv().
 *   Copy the message into the allocated memory. Advance the read pointer.
 *   If the message is a large GSP message, r535_gsp_msgq_recv() calls
 *   r535_gsp_msgq_recv_one_elem() repeatedly to receive continuation parts
 *   until the complete message is received.
 *   r535_gsp_msgq_recv() assembles the payloads of cotinuation parts into
 *   the return of the large GSP message.
 *
 * - Free the allocated memory: r535_gsp_msg_done().
 *   The user is responsible for freeing the memory allocated for the GSP
 *   message pages after they have been processed.
 */
static void *
r535_gsp_msgq_peek(struct nvkm_gsp *gsp, u32 gsp_rpc_len, int *retries)
{
 struct r535_gsp_msg *mqe;
 int ret;

 ret = r535_gsp_msgq_wait(gsp, gsp_rpc_len, retries);
 if (ret < 0)
  return ERR_PTR(ret);

 mqe = r535_gsp_msgq_get_entry(gsp);

 return mqe->data;
}

struct r535_gsp_msg_info {
 int *retries;
 u32 gsp_rpc_len;
 void *gsp_rpc_buf;
 bool continuation;
};

static void
r535_gsp_msg_dump(struct nvkm_gsp *gsp, struct nvfw_gsp_rpc *msg, int lvl);

static void *
r535_gsp_msgq_recv_one_elem(struct nvkm_gsp *gsp,
       struct r535_gsp_msg_info *info)
{
 u8 *buf = info->gsp_rpc_buf;
 u32 rptr = *gsp->msgq.rptr;
 struct r535_gsp_msg *mqe;
 u32 size, expected, len;
 int ret;

 expected = info->gsp_rpc_len;

 ret = r535_gsp_msgq_wait(gsp, expected, info->retries);
 if (ret < 0)
  return ERR_PTR(ret);

 mqe = r535_gsp_msgq_get_entry(gsp);

 if (info->continuation) {
  struct nvfw_gsp_rpc *rpc = (struct nvfw_gsp_rpc *)mqe->data;

  if (rpc->function != NV_VGPU_MSG_FUNCTION_CONTINUATION_RECORD) {
   nvkm_error(&gsp->subdev,
       "Not a continuation of a large RPC\n");
   r535_gsp_msg_dump(gsp, rpc, NV_DBG_ERROR);
   return ERR_PTR(-EIO);
  }
 }

 size = ALIGN(expected + GSP_MSG_HDR_SIZE, GSP_PAGE_SIZE);

 len = ((gsp->msgq.cnt - rptr) * GSP_PAGE_SIZE) - sizeof(*mqe);
 len = min_t(u32, expected, len);

 if (info->continuation)
  memcpy(buf, mqe->data + sizeof(struct nvfw_gsp_rpc),
         len - sizeof(struct nvfw_gsp_rpc));
 else
  memcpy(buf, mqe->data, len);

 expected -= len;

 if (expected) {
  mqe = (void *)((u8 *)gsp->shm.msgq.ptr + 0x1000 + 0 * 0x1000);
  memcpy(buf + len, mqe, expected);
 }

 rptr = (rptr + DIV_ROUND_UP(size, GSP_PAGE_SIZE)) % gsp->msgq.cnt;

 mb();
 (*gsp->msgq.rptr) = rptr;
 return buf;
}

static void *
r535_gsp_msgq_recv(struct nvkm_gsp *gsp, u32 gsp_rpc_len, int *retries)
{
 struct r535_gsp_msg *mqe;
 const u32 max_rpc_size = GSP_MSG_MAX_SIZE - sizeof(*mqe);
 struct nvfw_gsp_rpc *rpc;
 struct r535_gsp_msg_info info = {0};
 u32 expected = gsp_rpc_len;
 void *buf;

 mqe = r535_gsp_msgq_get_entry(gsp);
 rpc = (struct nvfw_gsp_rpc *)mqe->data;

 if (WARN_ON(rpc->length > max_rpc_size))
  return NULL;

 buf = kvmalloc(max_t(u32, rpc->length, expected), GFP_KERNEL);
 if (!buf)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 info.gsp_rpc_buf = buf;
 info.retries = retries;
 info.gsp_rpc_len = rpc->length;

 buf = r535_gsp_msgq_recv_one_elem(gsp, &info);
 if (IS_ERR(buf)) {
  kvfree(info.gsp_rpc_buf);
  info.gsp_rpc_buf = NULL;
  return buf;
 }

 if (expected <= max_rpc_size)
  return buf;

 info.gsp_rpc_buf += info.gsp_rpc_len;
 expected -= info.gsp_rpc_len;

 while (expected) {
  u32 size;

  rpc = r535_gsp_msgq_peek(gsp, sizeof(*rpc), info.retries);
  if (IS_ERR_OR_NULL(rpc)) {
   kvfree(buf);
   return rpc;
  }

  info.gsp_rpc_len = rpc->length;
  info.continuation = true;

  rpc = r535_gsp_msgq_recv_one_elem(gsp, &info);
  if (IS_ERR_OR_NULL(rpc)) {
   kvfree(buf);
   return rpc;
  }

  size = info.gsp_rpc_len - sizeof(*rpc);
  expected -= size;
  info.gsp_rpc_buf += size;
 }

 rpc = buf;
 rpc->length = gsp_rpc_len;
 return buf;
}

static int
r535_gsp_cmdq_push(struct nvkm_gsp *gsp, void *rpc)
{
 struct r535_gsp_msg *msg = to_gsp_hdr(rpc, msg);
 struct r535_gsp_msg *cqe;
 u32 gsp_rpc_len = msg->checksum;
 u64 *ptr = (void *)msg;
 u64 *end;
 u64 csum = 0;
 int free, time = 1000000;
 u32 wptr, size, step, len;
 u32 off = 0;

 len = ALIGN(GSP_MSG_HDR_SIZE + gsp_rpc_len, GSP_PAGE_SIZE);

 end = (u64 *)((char *)ptr + len);
 msg->pad = 0;
 msg->checksum = 0;
 msg->sequence = gsp->cmdq.seq++;
 msg->elem_count = DIV_ROUND_UP(len, 0x1000);

 while (ptr < end)
  csum ^= *ptr++;

 msg->checksum = upper_32_bits(csum) ^ lower_32_bits(csum);

 wptr = *gsp->cmdq.wptr;
 do {
  do {
   free = *gsp->cmdq.rptr + gsp->cmdq.cnt - wptr - 1;
   if (free >= gsp->cmdq.cnt)
    free -= gsp->cmdq.cnt;
   if (free >= 1)
    break;

   usleep_range(1, 2);
  } while(--time);

  if (WARN_ON(!time)) {
   kvfree(msg);
   return -ETIMEDOUT;
  }

  cqe = (void *)((u8 *)gsp->shm.cmdq.ptr + 0x1000 + wptr * 0x1000);
  step = min_t(u32, free, (gsp->cmdq.cnt - wptr));
  size = min_t(u32, len, step * GSP_PAGE_SIZE);

  memcpy(cqe, (u8 *)msg + off, size);

  wptr += DIV_ROUND_UP(size, 0x1000);
  if (wptr == gsp->cmdq.cnt)
   wptr = 0;

  off  += size;
  len -= size;
 } while (len);

 nvkm_trace(&gsp->subdev, "cmdq: wptr %d\n", wptr);
 wmb();
 (*gsp->cmdq.wptr) = wptr;
 mb();

 nvkm_falcon_wr32(&gsp->falcon, 0xc00, 0x00000000);

 kvfree(msg);
 return 0;
}

static void *
r535_gsp_cmdq_get(struct nvkm_gsp *gsp, u32 gsp_rpc_len)
{
 struct r535_gsp_msg *msg;
 u32 size = GSP_MSG_HDR_SIZE + gsp_rpc_len;

 size = ALIGN(size, GSP_MSG_MIN_SIZE);
 msg = kvzalloc(size, GFP_KERNEL);
 if (!msg)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 msg->checksum = gsp_rpc_len;
 return msg->data;
}

static void
r535_gsp_msg_done(struct nvkm_gsp *gsp, struct nvfw_gsp_rpc *msg)
{
 kvfree(msg);
}

static void
r535_gsp_msg_dump(struct nvkm_gsp *gsp, struct nvfw_gsp_rpc *msg, int lvl)
{
 if (gsp->subdev.debug >= lvl) {
  nvkm_printk__(&gsp->subdev, lvl, info,
         "msg fn:%d len:0x%x/0x%zx res:0x%x resp:0x%x\n",
         msg->function, msg->length, msg->length - sizeof(*msg),
         msg->rpc_result, msg->rpc_result_private);
  print_hex_dump(KERN_INFO, "msg: ", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1,
          msg->data, msg->length - sizeof(*msg), true);
 }
}

struct nvfw_gsp_rpc *
r535_gsp_msg_recv(struct nvkm_gsp *gsp, int fn, u32 gsp_rpc_len)
{
 struct nvkm_subdev *subdev = &gsp->subdev;
 struct nvfw_gsp_rpc *rpc;
 int retries = 4000000, i;

retry:
 rpc = r535_gsp_msgq_peek(gsp, sizeof(*rpc), &retries);
 if (IS_ERR_OR_NULL(rpc))
  return rpc;

 rpc = r535_gsp_msgq_recv(gsp, gsp_rpc_len, &retries);
 if (IS_ERR_OR_NULL(rpc))
  return rpc;

 if (rpc->rpc_result) {
  r535_gsp_msg_dump(gsp, rpc, NV_DBG_ERROR);
  r535_gsp_msg_done(gsp, rpc);
  return ERR_PTR(-EINVAL);
 }

 r535_gsp_msg_dump(gsp, rpc, NV_DBG_TRACE);

 if (fn && rpc->function == fn) {
  if (gsp_rpc_len) {
   if (rpc->length < gsp_rpc_len) {
    nvkm_error(subdev, "rpc len %d < %d\n",
        rpc->length, gsp_rpc_len);
    r535_gsp_msg_dump(gsp, rpc, NV_DBG_ERROR);
    r535_gsp_msg_done(gsp, rpc);
    return ERR_PTR(-EIO);
   }

   return rpc;
  }

  r535_gsp_msg_done(gsp, rpc);
  return NULL;
 }

 for (i = 0; i < gsp->msgq.ntfy_nr; i++) {
  struct nvkm_gsp_msgq_ntfy *ntfy = &gsp->msgq.ntfy[i];

  if (ntfy->fn == rpc->function) {
   if (ntfy->func)
    ntfy->func(ntfy->priv, ntfy->fn, rpc->data,
        rpc->length - sizeof(*rpc));
   break;
  }
 }

 if (i == gsp->msgq.ntfy_nr)
  r535_gsp_msg_dump(gsp, rpc, NV_DBG_WARN);

 r535_gsp_msg_done(gsp, rpc);
 if (fn)
  goto retry;

 if (*gsp->msgq.rptr != *gsp->msgq.wptr)
  goto retry;

 return NULL;
}

int
r535_gsp_msg_ntfy_add(struct nvkm_gsp *gsp, u32 fn, nvkm_gsp_msg_ntfy_func func, void *priv)
{
 int ret = 0;

 mutex_lock(&gsp->msgq.mutex);
 if (WARN_ON(gsp->msgq.ntfy_nr >= ARRAY_SIZE(gsp->msgq.ntfy))) {
  ret = -ENOSPC;
 } else {
  gsp->msgq.ntfy[gsp->msgq.ntfy_nr].fn = fn;
  gsp->msgq.ntfy[gsp->msgq.ntfy_nr].func = func;
  gsp->msgq.ntfy[gsp->msgq.ntfy_nr].priv = priv;
  gsp->msgq.ntfy_nr++;
 }
 mutex_unlock(&gsp->msgq.mutex);
 return ret;
}

int
r535_gsp_rpc_poll(struct nvkm_gsp *gsp, u32 fn)
{
 void *repv;

 mutex_lock(&gsp->cmdq.mutex);
 repv = r535_gsp_msg_recv(gsp, fn, 0);
 mutex_unlock(&gsp->cmdq.mutex);
 if (IS_ERR(repv))
  return PTR_ERR(repv);

 return 0;
}

static void *
r535_gsp_rpc_handle_reply(struct nvkm_gsp *gsp, u32 fn,
     enum nvkm_gsp_rpc_reply_policy policy,
     u32 gsp_rpc_len)
{
 struct nvfw_gsp_rpc *reply;
 void *repv = NULL;

 switch (policy) {
 case NVKM_GSP_RPC_REPLY_NOWAIT:
  break;
 case NVKM_GSP_RPC_REPLY_RECV:
  reply = r535_gsp_msg_recv(gsp, fn, gsp_rpc_len);
  if (!IS_ERR_OR_NULL(reply))
   repv = reply->data;
  else
   repv = reply;
  break;
 case NVKM_GSP_RPC_REPLY_POLL:
  repv = r535_gsp_msg_recv(gsp, fn, 0);
  break;
 }

 return repv;
}

static void *
r535_gsp_rpc_send(struct nvkm_gsp *gsp, void *payload,
    enum nvkm_gsp_rpc_reply_policy policy, u32 gsp_rpc_len)
{
 struct nvfw_gsp_rpc *rpc = to_gsp_hdr(payload, rpc);
 u32 fn = rpc->function;
 int ret;

 if (gsp->subdev.debug >= NV_DBG_TRACE) {
  nvkm_trace(&gsp->subdev, "rpc fn:%d len:0x%x/0x%zx\n", rpc->function,
      rpc->length, rpc->length - sizeof(*rpc));
  print_hex_dump(KERN_INFO, "rpc: ", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1,
          rpc->data, rpc->length - sizeof(*rpc), true);
 }

 ret = r535_gsp_cmdq_push(gsp, rpc);
 if (ret)
  return ERR_PTR(ret);

 return r535_gsp_rpc_handle_reply(gsp, fn, policy, gsp_rpc_len);
}

static void
r535_gsp_rpc_done(struct nvkm_gsp *gsp, void *repv)
{
 struct nvfw_gsp_rpc *rpc = container_of(repv, typeof(*rpc), data);

 r535_gsp_msg_done(gsp, rpc);
}

static void *
r535_gsp_rpc_get(struct nvkm_gsp *gsp, u32 fn, u32 payload_size)
{
 struct nvfw_gsp_rpc *rpc;

 rpc = r535_gsp_cmdq_get(gsp, ALIGN(sizeof(*rpc) + payload_size,
        sizeof(u64)));
 if (IS_ERR(rpc))
  return ERR_CAST(rpc);

 rpc->header_version = 0x03000000;
 rpc->signature = ('C' << 24) | ('P' << 16) | ('R' << 8) | 'V';
 rpc->function = fn;
 rpc->rpc_result = 0xffffffff;
 rpc->rpc_result_private = 0xffffffff;
 rpc->length = sizeof(*rpc) + payload_size;
 return rpc->data;
}

static void *
r535_gsp_rpc_push(struct nvkm_gsp *gsp, void *payload,
    enum nvkm_gsp_rpc_reply_policy policy, u32 gsp_rpc_len)
{
 struct nvfw_gsp_rpc *rpc = to_gsp_hdr(payload, rpc);
 struct r535_gsp_msg *msg = to_gsp_hdr(rpc, msg);
 const u32 max_rpc_size = GSP_MSG_MAX_SIZE - sizeof(*msg);
 const u32 max_payload_size = max_rpc_size - sizeof(*rpc);
 u32 payload_size = rpc->length - sizeof(*rpc);
 void *repv;

 mutex_lock(&gsp->cmdq.mutex);
 if (payload_size > max_payload_size) {
  const u32 fn = rpc->function;
  u32 remain_payload_size = payload_size;
  void *next;

  /* Send initial RPC. */
  next = r535_gsp_rpc_get(gsp, fn, max_payload_size);
  if (IS_ERR(next)) {
   repv = next;
   goto done;
  }

  memcpy(next, payload, max_payload_size);

  repv = r535_gsp_rpc_send(gsp, next, NVKM_GSP_RPC_REPLY_NOWAIT, 0);
  if (IS_ERR(repv))
   goto done;

  payload += max_payload_size;
  remain_payload_size -= max_payload_size;

  /* Remaining chunks sent as CONTINUATION_RECORD RPCs. */
  while (remain_payload_size) {
   u32 size = min(remain_payload_size,
           max_payload_size);

   next = r535_gsp_rpc_get(gsp, NV_VGPU_MSG_FUNCTION_CONTINUATION_RECORD, size);
   if (IS_ERR(next)) {
    repv = next;
    goto done;
   }

   memcpy(next, payload, size);

   repv = r535_gsp_rpc_send(gsp, next, NVKM_GSP_RPC_REPLY_NOWAIT, 0);
   if (IS_ERR(repv))
    goto done;

   payload += size;
   remain_payload_size -= size;
  }

  /* Wait for reply. */
  repv = r535_gsp_rpc_handle_reply(gsp, fn, policy, payload_size +
       sizeof(*rpc));
  if (!IS_ERR(repv))
   kvfree(msg);
 } else {
  repv = r535_gsp_rpc_send(gsp, payload, policy, gsp_rpc_len);
 }

done:
 mutex_unlock(&gsp->cmdq.mutex);
 return repv;
}

const struct nvkm_rm_api_rpc
r535_rpc = {
 .get = r535_gsp_rpc_get,
 .push = r535_gsp_rpc_push,
 .done = r535_gsp_rpc_done,
};