// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * Expose virtio_rtc clocks as PTP clocks.
 *
 * Copyright (C) 2022-2023 OpenSynergy GmbH
 * Copyright (c) 2024 Qualcomm Innovation Center, Inc. All rights reserved.
 *
 * Derived from ptp_kvm_common.c, virtual PTP 1588 clock for use with KVM
 * guests.
 *
 * Copyright (C) 2017 Red Hat Inc.
 */

#include <linux/device.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/ptp_clock_kernel.h>

#include <uapi/linux/virtio_rtc.h>

#include "virtio_rtc_internal.h"

/**
 * struct viortc_ptp_clock - PTP clock abstraction
 * @ptp_clock: PTP clock handle for unregistering
 * @viortc: virtio_rtc device data
 * @ptp_info: PTP clock description
 * @vio_clk_id: virtio_rtc clock id
 * @have_cross: device supports crosststamp with available HW counter
 */
struct viortc_ptp_clock {
 struct ptp_clock *ptp_clock;
 struct viortc_dev *viortc;
 struct ptp_clock_info ptp_info;
 u16 vio_clk_id;
 bool have_cross;
};

/**
 * struct viortc_ptp_cross_ctx - context for get_device_system_crosststamp()
 * @device_time: device clock reading
 * @system_counterval: HW counter value at device_time
 *
 * Provides the already obtained crosststamp to get_device_system_crosststamp().
 */
struct viortc_ptp_cross_ctx {
 ktime_t device_time;
 struct system_counterval_t system_counterval;
};

/* Weak function in case get_device_system_crosststamp() is not supported */
int __weak viortc_hw_xtstamp_params(u8 *hw_counter, enum clocksource_ids *cs_id)
{
 return -EOPNOTSUPP;
}

/**
 * viortc_ptp_get_time_fn() - callback for get_device_system_crosststamp()
 * @device_time: device clock reading
 * @system_counterval: HW counter value at device_time
 * @ctx: context with already obtained crosststamp
 *
 * Return: zero (success).
 */
static int viortc_ptp_get_time_fn(ktime_t *device_time,
      struct system_counterval_t *system_counterval,
      void *ctx)
{
 struct viortc_ptp_cross_ctx *vio_ctx = ctx;

 *device_time = vio_ctx->device_time;
 *system_counterval = vio_ctx->system_counterval;

 return 0;
}

/**
 * viortc_ptp_do_xtstamp() - get crosststamp from device
 * @vio_ptp: virtio_rtc PTP clock
 * @hw_counter: virtio_rtc HW counter type
 * @cs_id: clocksource id corresponding to hw_counter
 * @ctx: context for get_device_system_crosststamp()
 *
 * Reads HW-specific crosststamp from device.
 *
 * Context: Process context.
 * Return: Zero on success, negative error code otherwise.
 */
static int viortc_ptp_do_xtstamp(struct viortc_ptp_clock *vio_ptp,
     u8 hw_counter, enum clocksource_ids cs_id,
     struct viortc_ptp_cross_ctx *ctx)
{
 u64 max_ns, ns;
 int ret;

 ctx->system_counterval.cs_id = cs_id;

 ret = viortc_read_cross(vio_ptp->viortc, vio_ptp->vio_clk_id,
    hw_counter, &ns,
    &ctx->system_counterval.cycles);
 if (ret)
  return ret;

 max_ns = (u64)ktime_to_ns(KTIME_MAX);
 if (ns > max_ns)
  return -EINVAL;

 ctx->device_time = ns_to_ktime(ns);

 return 0;
}

/*
 * PTP clock operations
 */

/**
 * viortc_ptp_getcrosststamp() - PTP clock getcrosststamp op
 * @ptp: PTP clock info
 * @xtstamp: crosststamp
 *
 * Context: Process context.
 * Return: Zero on success, negative error code otherwise.
 */
static int viortc_ptp_getcrosststamp(struct ptp_clock_info *ptp,
         struct system_device_crosststamp *xtstamp)
{
 struct viortc_ptp_clock *vio_ptp =
  container_of(ptp, struct viortc_ptp_clock, ptp_info);
 struct system_time_snapshot history_begin;
 struct viortc_ptp_cross_ctx ctx;
 enum clocksource_ids cs_id;
 u8 hw_counter;
 int ret;

 if (!vio_ptp->have_cross)
  return -EOPNOTSUPP;

 ret = viortc_hw_xtstamp_params(&hw_counter, &cs_id);
 if (ret)
  return ret;

 ktime_get_snapshot(&history_begin);
 if (history_begin.cs_id != cs_id)
  return -EOPNOTSUPP;

 /*
  * Getting the timestamp can take many milliseconds with a slow Virtio
  * device. This is too long for viortc_ptp_get_time_fn() passed to
  * get_device_system_crosststamp(), which has to usually return before
  * the timekeeper seqcount increases (every tick or so).
  *
  * So, get the actual cross-timestamp first.
 */
 ret = viortc_ptp_do_xtstamp(vio_ptp, hw_counter, cs_id, &ctx);
 if (ret)
  return ret;

 ret = get_device_system_crosststamp(viortc_ptp_get_time_fn, &ctx,
         &history_begin, xtstamp);
 if (ret)
  pr_debug("%s: get_device_system_crosststamp() returned %d\n",
    __func__, ret);

 return ret;
}

/* viortc_ptp_adjfine() - unsupported PTP clock adjfine op */
static int viortc_ptp_adjfine(struct ptp_clock_info *ptp, long scaled_ppm)
{
 return -EOPNOTSUPP;
}

/* viortc_ptp_adjtime() - unsupported PTP clock adjtime op */
static int viortc_ptp_adjtime(struct ptp_clock_info *ptp, s64 delta)
{
 return -EOPNOTSUPP;
}

/* viortc_ptp_settime64() - unsupported PTP clock settime64 op */
static int viortc_ptp_settime64(struct ptp_clock_info *ptp,
    const struct timespec64 *ts)
{
 return -EOPNOTSUPP;
}

/*
 * viortc_ptp_gettimex64() - PTP clock gettimex64 op
 *
 * Context: Process context.
 */
static int viortc_ptp_gettimex64(struct ptp_clock_info *ptp,
     struct timespec64 *ts,
     struct ptp_system_timestamp *sts)
{
 struct viortc_ptp_clock *vio_ptp =
  container_of(ptp, struct viortc_ptp_clock, ptp_info);
 int ret;
 u64 ns;

 ptp_read_system_prets(sts);
 ret = viortc_read(vio_ptp->viortc, vio_ptp->vio_clk_id, &ns);
 ptp_read_system_postts(sts);

 if (ret)
  return ret;

 if (ns > (u64)S64_MAX)
  return -EINVAL;

 *ts = ns_to_timespec64((s64)ns);

 return 0;
}

/* viortc_ptp_enable() - unsupported PTP clock enable op */
static int viortc_ptp_enable(struct ptp_clock_info *ptp,
        struct ptp_clock_request *rq, int on)
{
 return -EOPNOTSUPP;
}

/*
 * viortc_ptp_info_template - ptp_clock_info template
 *
 * The .name member will be set for individual virtio_rtc PTP clocks.
 *
 * The .getcrosststamp member will be cleared for PTP clocks not supporting
 * crosststamp.
 */
static const struct ptp_clock_info viortc_ptp_info_template = {
 .owner = THIS_MODULE,
 /* .name is set according to clock type */
 .adjfine = viortc_ptp_adjfine,
 .adjtime = viortc_ptp_adjtime,
 .gettimex64 = viortc_ptp_gettimex64,
 .settime64 = viortc_ptp_settime64,
 .enable = viortc_ptp_enable,
 .getcrosststamp = viortc_ptp_getcrosststamp,
};

/**
 * viortc_ptp_unregister() - PTP clock unregistering wrapper
 * @vio_ptp: virtio_rtc PTP clock
 * @parent_dev: parent device of PTP clock
 *
 * Return: Zero on success, negative error code otherwise.
 */
int viortc_ptp_unregister(struct viortc_ptp_clock *vio_ptp,
     struct device *parent_dev)
{
 int ret = ptp_clock_unregister(vio_ptp->ptp_clock);

 if (!ret)
  devm_kfree(parent_dev, vio_ptp);

 return ret;
}

/**
 * viortc_ptp_get_cross_cap() - get xtstamp support info from device
 * @viortc: virtio_rtc device data
 * @vio_ptp: virtio_rtc PTP clock abstraction
 *
 * Context: Process context.
 * Return: Zero on success, negative error code otherwise.
 */
static int viortc_ptp_get_cross_cap(struct viortc_dev *viortc,
        struct viortc_ptp_clock *vio_ptp)
{
 enum clocksource_ids cs_id;
 bool xtstamp_supported;
 u8 hw_counter;
 int ret;

 ret = viortc_hw_xtstamp_params(&hw_counter, &cs_id);
 if (ret) {
  vio_ptp->have_cross = false;
  return 0;
 }

 ret = viortc_cross_cap(viortc, vio_ptp->vio_clk_id, hw_counter,
          &xtstamp_supported);
 if (ret)
  return ret;

 vio_ptp->have_cross = xtstamp_supported;

 return 0;
}

/**
 * viortc_ptp_register() - prepare and register PTP clock
 * @viortc: virtio_rtc device data
 * @parent_dev: parent device for PTP clock
 * @vio_clk_id: id of virtio_rtc clock which backs PTP clock
 * @ptp_clock_name: PTP clock name
 *
 * Context: Process context.
 * Return: Pointer on success, ERR_PTR() otherwise; NULL if PTP clock support
 *         not available.
 */
struct viortc_ptp_clock *viortc_ptp_register(struct viortc_dev *viortc,
          struct device *parent_dev,
          u16 vio_clk_id,
          const char *ptp_clock_name)
{
 struct viortc_ptp_clock *vio_ptp;
 struct ptp_clock *ptp_clock;
 ssize_t len;
 int ret;

 vio_ptp = devm_kzalloc(parent_dev, sizeof(*vio_ptp), GFP_KERNEL);
 if (!vio_ptp)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 vio_ptp->viortc = viortc;
 vio_ptp->vio_clk_id = vio_clk_id;
 vio_ptp->ptp_info = viortc_ptp_info_template;
 len = strscpy(vio_ptp->ptp_info.name, ptp_clock_name,
        sizeof(vio_ptp->ptp_info.name));
 if (len < 0) {
  ret = len;
  goto err_free_dev;
 }

 ret = viortc_ptp_get_cross_cap(viortc, vio_ptp);
 if (ret)
  goto err_free_dev;

 if (!vio_ptp->have_cross)
  vio_ptp->ptp_info.getcrosststamp = NULL;

 ptp_clock = ptp_clock_register(&vio_ptp->ptp_info, parent_dev);
 if (IS_ERR(ptp_clock))
  goto err_on_register;

 vio_ptp->ptp_clock = ptp_clock;

 return vio_ptp;

err_on_register:
 ret = PTR_ERR(ptp_clock);

err_free_dev:
 devm_kfree(parent_dev, vio_ptp);
 return ERR_PTR(ret);
}