drivers/infiniband/hw/hfi1/user_sdma.c

   1 /*
   2  * Copyright(c) 2015, 2016 Intel Corporation.
   3  *
   4  * This file is provided under a dual BSD/GPLv2 license.  When using or
   5  * redistributing this file, you may do so under either license.
   6  *
   7  * GPL LICENSE SUMMARY
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of version 2 of the GNU General Public License as
  11  * published by the Free Software Foundation.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * General Public License for more details.
  17  *
  18  * BSD LICENSE
  19  *
  20  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  21  * modification, are permitted provided that the following conditions
  22  * are met:
  23  *
  24  *  - Redistributions of source code must retain the above copyright
  25  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  26  *  - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  28  *    the documentation and/or other materials provided with the
  29  *    distribution.
  30  *  - Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  31  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  32  *    from this software without specific prior written permission.
  33  *
  34  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  35  * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  36  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  37  * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  38  * OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  39  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  40  * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  41  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  42  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  43  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  44  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  45  *
  46  */
  47 #include <linux/mm.h>
  48 #include <linux/types.h>
  49 #include <linux/device.h>
  50 #include <linux/dmapool.h>
  51 #include <linux/slab.h>
  52 #include <linux/list.h>
  53 #include <linux/highmem.h>
  54 #include <linux/io.h>
  55 #include <linux/uio.h>
  56 #include <linux/rbtree.h>
  57 #include <linux/spinlock.h>
  58 #include <linux/delay.h>
  59 #include <linux/kthread.h>
  60 #include <linux/mmu_context.h>
  61 #include <linux/module.h>
  62 #include <linux/vmalloc.h>
  63
  64 #include "hfi.h"
  65 #include "sdma.h"
  66 #include "user_sdma.h"
  67 #include "verbs.h"  /* for the headers */
  68 #include "common.h" /* for struct hfi1_tid_info */
  69 #include "trace.h"
  70 #include "mmu_rb.h"
  71
  72 static uint hfi1_sdma_comp_ring_size = 128;
  73 module_param_named(sdma_comp_size, hfi1_sdma_comp_ring_size, uint, S_IRUGO);
  74 MODULE_PARM_DESC(sdma_comp_size, "Size of User SDMA completion ring. Default: 128");
  75
  76 /* The maximum number of Data io vectors per message/request */
  77 #define MAX_VECTORS_PER_REQ 8
  78 /*
  79  * Maximum number of packet to send from each message/request
  80  * before moving to the next one.
  81  */
  82 #define MAX_PKTS_PER_QUEUE 16
  83
  84 #define num_pages(x) (1 + ((((x) - 1) & PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT))
  85
  86 #define req_opcode(x) \
  87         (((x) >> HFI1_SDMA_REQ_OPCODE_SHIFT) & HFI1_SDMA_REQ_OPCODE_MASK)
  88 #define req_version(x) \
  89         (((x) >> HFI1_SDMA_REQ_VERSION_SHIFT) & HFI1_SDMA_REQ_OPCODE_MASK)
  90 #define req_iovcnt(x) \
  91         (((x) >> HFI1_SDMA_REQ_IOVCNT_SHIFT) & HFI1_SDMA_REQ_IOVCNT_MASK)
  92
  93 /* Number of BTH.PSN bits used for sequence number in expected rcvs */
  94 #define BTH_SEQ_MASK 0x7ffull
  95
  96 /*
  97  * Define fields in the KDETH header so we can update the header
  98  * template.
  99  */
 100 #define KDETH_OFFSET_SHIFT        0
 101 #define KDETH_OFFSET_MASK         0x7fff
 102 #define KDETH_OM_SHIFT            15
 103 #define KDETH_OM_MASK             0x1
 104 #define KDETH_TID_SHIFT           16
 105 #define KDETH_TID_MASK            0x3ff
 106 #define KDETH_TIDCTRL_SHIFT       26
 107 #define KDETH_TIDCTRL_MASK        0x3
 108 #define KDETH_INTR_SHIFT          28
 109 #define KDETH_INTR_MASK           0x1
 110 #define KDETH_SH_SHIFT            29
 111 #define KDETH_SH_MASK             0x1
 112 #define KDETH_HCRC_UPPER_SHIFT    16
 113 #define KDETH_HCRC_UPPER_MASK     0xff
 114 #define KDETH_HCRC_LOWER_SHIFT    24
 115 #define KDETH_HCRC_LOWER_MASK     0xff
 116
 117 #define PBC2LRH(x) ((((x) & 0xfff) << 2) - 4)
 118 #define LRH2PBC(x) ((((x) >> 2) + 1) & 0xfff)
 119
 120 #define KDETH_GET(val, field)                                           \
 121         (((le32_to_cpu((val))) >> KDETH_##field##_SHIFT) & KDETH_##field##_MASK)
 122 #define KDETH_SET(dw, field, val) do {                                  \
 123                 u32 dwval = le32_to_cpu(dw);                            \
 124                 dwval &= ~(KDETH_##field##_MASK << KDETH_##field##_SHIFT); \
 125                 dwval |= (((val) & KDETH_##field##_MASK) << \
 126                           KDETH_##field##_SHIFT);                       \
 127                 dw = cpu_to_le32(dwval);                                \
 128         } while (0)
 129
 130 #define AHG_HEADER_SET(arr, idx, dw, bit, width, value)                 \
 131         do {                                                            \
 132                 if ((idx) < ARRAY_SIZE((arr)))                          \
 133                         (arr)[(idx++)] = sdma_build_ahg_descriptor(     \
 134                                 (__force u16)(value), (dw), (bit),      \
 135                                                         (width));       \
 136                 else                                                    \
 137                         return -ERANGE;                                 \
 138         } while (0)
 139
 140 /* KDETH OM multipliers and switch over point */
 141 #define KDETH_OM_SMALL     4
 142 #define KDETH_OM_LARGE     64
 143 #define KDETH_OM_MAX_SIZE  (1 << ((KDETH_OM_LARGE / KDETH_OM_SMALL) + 1))
 144
 145 /* Last packet in the request */
 146 #define TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT BIT(0)
 147
 148 /* SDMA request flag bits */
 149 #define SDMA_REQ_FOR_THREAD 1
 150 #define SDMA_REQ_SEND_DONE  2
 151 #define SDMA_REQ_HAVE_AHG   3
 152 #define SDMA_REQ_HAS_ERROR  4
 153 #define SDMA_REQ_DONE_ERROR 5
 154
 155 #define SDMA_PKT_Q_INACTIVE BIT(0)
 156 #define SDMA_PKT_Q_ACTIVE   BIT(1)
 157 #define SDMA_PKT_Q_DEFERRED BIT(2)
 158
 159 /*
 160  * Maximum retry attempts to submit a TX request
 161  * before putting the process to sleep.
 162  */
 163 #define MAX_DEFER_RETRY_COUNT 1
 164
 165 static unsigned initial_pkt_count = 8;
 166
 167 #define SDMA_IOWAIT_TIMEOUT 1000 /* in milliseconds */
 168
 169 struct sdma_mmu_node;
 170
 171 struct user_sdma_iovec {
 172         struct list_head list;
 173         struct iovec iov;
 174         /* number of pages in this vector */
 175         unsigned npages;
 176         /* array of pinned pages for this vector */
 177         struct page **pages;
 178         /*
 179          * offset into the virtual address space of the vector at
 180          * which we last left off.
 181          */
 182         u64 offset;
 183         struct sdma_mmu_node *node;
 184 };
 185
 186 #define SDMA_CACHE_NODE_EVICT 0
 187
 188 struct sdma_mmu_node {
 189         struct mmu_rb_node rb;
 190         struct list_head list;
 191         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
 192         atomic_t refcount;
 193         struct page **pages;
 194         unsigned npages;
 195         unsigned long flags;
 196 };
 197
 198 struct user_sdma_request {
 199         struct sdma_req_info info;
 200         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
 201         struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq;
 202         /* This is the original header from user space */
 203         struct hfi1_pkt_header hdr;
 204         /*
 205          * Pointer to the SDMA engine for this request.
 206          * Since different request could be on different VLs,
 207          * each request will need it's own engine pointer.
 208          */
 209         struct sdma_engine *sde;
 210         u8 ahg_idx;
 211         u32 ahg[9];
 212         /*
 213          * KDETH.Offset (Eager) field
 214          * We need to remember the initial value so the headers
 215          * can be updated properly.
 216          */
 217         u32 koffset;
 218         /*
 219          * KDETH.OFFSET (TID) field
 220          * The offset can cover multiple packets, depending on the
 221          * size of the TID entry.
 222          */
 223         u32 tidoffset;
 224         /*
 225          * KDETH.OM
 226          * Remember this because the header template always sets it
 227          * to 0.
 228          */
 229         u8 omfactor;
 230         /*
 231          * We copy the iovs for this request (based on
 232          * info.iovcnt). These are only the data vectors
 233          */
 234         unsigned data_iovs;
 235         /* total length of the data in the request */
 236         u32 data_len;
 237         /* progress index moving along the iovs array */
 238         unsigned iov_idx;
 239         struct user_sdma_iovec iovs[MAX_VECTORS_PER_REQ];
 240         /* number of elements copied to the tids array */
 241         u16 n_tids;
 242         /* TID array values copied from the tid_iov vector */
 243         u32 *tids;
 244         u16 tididx;
 245         u32 sent;
 246         u64 seqnum;
 247         u64 seqcomp;
 248         u64 seqsubmitted;
 249         struct list_head txps;
 250         unsigned long flags;
 251         /* status of the last txreq completed */
 252         int status;
 253 };
 254
 255 /*
 256  * A single txreq could span up to 3 physical pages when the MTU
 257  * is sufficiently large (> 4K). Each of the IOV pointers also
 258  * needs it's own set of flags so the vector has been handled
 259  * independently of each other.
 260  */
 261 struct user_sdma_txreq {
 262         /* Packet header for the txreq */
 263         struct hfi1_pkt_header hdr;
 264         struct sdma_txreq txreq;
 265         struct list_head list;
 266         struct user_sdma_request *req;
 267         u16 flags;
 268         unsigned busycount;
 269         u64 seqnum;
 270 };
 271
 272 #define SDMA_DBG(req, fmt, ...)                              \
 273         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u:%u] " fmt, (req)->pq->dd->unit, \
 274                  (req)->pq->ctxt, (req)->pq->subctxt, (req)->info.comp_idx, \
 275                  ##__VA_ARGS__)
 276 #define SDMA_Q_DBG(pq, fmt, ...)                         \
 277         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] " fmt, (pq)->dd->unit, (pq)->ctxt, \
 278                  (pq)->subctxt, ##__VA_ARGS__)
 279
 280 static int user_sdma_send_pkts(struct user_sdma_request *, unsigned);
 281 static int num_user_pages(const struct iovec *);
 282 static void user_sdma_txreq_cb(struct sdma_txreq *, int);
 283 static inline void pq_update(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *);
 284 static void user_sdma_free_request(struct user_sdma_request *, bool);
 285 static int pin_vector_pages(struct user_sdma_request *,
 286                             struct user_sdma_iovec *);
 287 static void unpin_vector_pages(struct mm_struct *, struct page **, unsigned,
 288                                unsigned);
 289 static int check_header_template(struct user_sdma_request *,
 290                                  struct hfi1_pkt_header *, u32, u32);
 291 static int set_txreq_header(struct user_sdma_request *,
 292                             struct user_sdma_txreq *, u32);
 293 static int set_txreq_header_ahg(struct user_sdma_request *,
 294                                 struct user_sdma_txreq *, u32);
 295 static inline void set_comp_state(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *,
 296                                   struct hfi1_user_sdma_comp_q *,
 297                                   u16, enum hfi1_sdma_comp_state, int);
 298 static inline u32 set_pkt_bth_psn(__be32, u8, u32);
 299 static inline u32 get_lrh_len(struct hfi1_pkt_header, u32 len);
 300
 301 static int defer_packet_queue(
 302         struct sdma_engine *,
 303         struct iowait *,
 304         struct sdma_txreq *,
 305         unsigned seq);
 306 static void activate_packet_queue(struct iowait *, int);
 307 static bool sdma_rb_filter(struct mmu_rb_node *, unsigned long, unsigned long);
 308 static int sdma_rb_insert(void *, struct mmu_rb_node *);
 309 static void sdma_rb_remove(void *, struct mmu_rb_node *,
 310                            struct mm_struct *);
 311 static int sdma_rb_invalidate(void *, struct mmu_rb_node *);
 312
 313 static struct mmu_rb_ops sdma_rb_ops = {
 314         .filter = sdma_rb_filter,
 315         .insert = sdma_rb_insert,
 316         .remove = sdma_rb_remove,
 317         .invalidate = sdma_rb_invalidate
 318 };
 319
 320 static int defer_packet_queue(
 321         struct sdma_engine *sde,
 322         struct iowait *wait,
 323         struct sdma_txreq *txreq,
 324         unsigned seq)
 325 {
 326         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq =
 327                 container_of(wait, struct hfi1_user_sdma_pkt_q, busy);
 328         struct hfi1_ibdev *dev = &pq->dd->verbs_dev;
 329         struct user_sdma_txreq *tx =
 330                 container_of(txreq, struct user_sdma_txreq, txreq);
 331
 332         if (sdma_progress(sde, seq, txreq)) {
 333                 if (tx->busycount++ < MAX_DEFER_RETRY_COUNT)
 334                         goto eagain;
 335         }
 336         /*
 337          * We are assuming that if the list is enqueued somewhere, it
 338          * is to the dmawait list since that is the only place where
 339          * it is supposed to be enqueued.
 340          */
 341         xchg(&pq->state, SDMA_PKT_Q_DEFERRED);
 342         write_seqlock(&dev->iowait_lock);
 343         if (list_empty(&pq->busy.list))
 344                 list_add_tail(&pq->busy.list, &sde->dmawait);
 345         write_sequnlock(&dev->iowait_lock);
 346         return -EBUSY;
 347 eagain:
 348         return -EAGAIN;
 349 }
 350
 351 static void activate_packet_queue(struct iowait *wait, int reason)
 352 {
 353         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq =
 354                 container_of(wait, struct hfi1_user_sdma_pkt_q, busy);
 355         xchg(&pq->state, SDMA_PKT_Q_ACTIVE);
 356         wake_up(&wait->wait_dma);
 357 };
 358
 359 static void sdma_kmem_cache_ctor(void *obj)
 360 {
 361         struct user_sdma_txreq *tx = obj;
 362
 363         memset(tx, 0, sizeof(*tx));
 364 }
 365
 366 int hfi1_user_sdma_alloc_queues(struct hfi1_ctxtdata *uctxt, struct file *fp)
 367 {
 368         struct hfi1_filedata *fd;
 369         int ret = 0;
 370         unsigned memsize;
 371         char buf[64];
 372         struct hfi1_devdata *dd;
 373         struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq;
 374         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
 375         unsigned long flags;
 376
 377         if (!uctxt || !fp) {
 378                 ret = -EBADF;
 379                 goto done;
 380         }
 381
 382         fd = fp->private_data;
 383
 384         if (!hfi1_sdma_comp_ring_size) {
 385                 ret = -EINVAL;
 386                 goto done;
 387         }
 388
 389         dd = uctxt->dd;
 390
 391         pq = kzalloc(sizeof(*pq), GFP_KERNEL);
 392         if (!pq)
 393                 goto pq_nomem;
 394
 395         memsize = sizeof(*pq->reqs) * hfi1_sdma_comp_ring_size;
 396         pq->reqs = kzalloc(memsize, GFP_KERNEL);
 397         if (!pq->reqs)
 398                 goto pq_reqs_nomem;
 399
 400         memsize = BITS_TO_LONGS(hfi1_sdma_comp_ring_size) * sizeof(long);
 401         pq->req_in_use = kzalloc(memsize, GFP_KERNEL);
 402         if (!pq->req_in_use)
 403                 goto pq_reqs_no_in_use;
 404
 405         INIT_LIST_HEAD(&pq->list);
 406         pq->dd = dd;
 407         pq->ctxt = uctxt->ctxt;
 408         pq->subctxt = fd->subctxt;
 409         pq->n_max_reqs = hfi1_sdma_comp_ring_size;
 410         pq->state = SDMA_PKT_Q_INACTIVE;
 411         atomic_set(&pq->n_reqs, 0);
 412         init_waitqueue_head(&pq->wait);
 413         INIT_LIST_HEAD(&pq->evict);
 414         spin_lock_init(&pq->evict_lock);
 415         pq->mm = fd->mm;
 416
 417         iowait_init(&pq->busy, 0, NULL, defer_packet_queue,
 418                     activate_packet_queue, NULL);
 419         pq->reqidx = 0;
 420         snprintf(buf, 64, "txreq-kmem-cache-%u-%u-%u", dd->unit, uctxt->ctxt,
 421                  fd->subctxt);
 422         pq->txreq_cache = kmem_cache_create(buf,
 423                                sizeof(struct user_sdma_txreq),
 424                                             L1_CACHE_BYTES,
 425                                             SLAB_HWCACHE_ALIGN,
 426                                             sdma_kmem_cache_ctor);
 427         if (!pq->txreq_cache) {
 428                 dd_dev_err(dd, "[%u] Failed to allocate TxReq cache\n",
 429                            uctxt->ctxt);
 430                 goto pq_txreq_nomem;
 431         }
 432         fd->pq = pq;
 433         cq = kzalloc(sizeof(*cq), GFP_KERNEL);
 434         if (!cq)
 435                 goto cq_nomem;
 436
 437         memsize = PAGE_ALIGN(sizeof(*cq->comps) * hfi1_sdma_comp_ring_size);
 438         cq->comps = vmalloc_user(memsize);
 439         if (!cq->comps)
 440                 goto cq_comps_nomem;
 441
 442         cq->nentries = hfi1_sdma_comp_ring_size;
 443         fd->cq = cq;
 444
 445         ret = hfi1_mmu_rb_register(pq, pq->mm, &sdma_rb_ops, &pq->handler);
 446         if (ret) {
 447                 dd_dev_err(dd, "Failed to register with MMU %d", ret);
 448                 goto done;
 449         }
 450
 451         spin_lock_irqsave(&uctxt->sdma_qlock, flags);
 452         list_add(&pq->list, &uctxt->sdma_queues);
 453         spin_unlock_irqrestore(&uctxt->sdma_qlock, flags);
 454         goto done;
 455
 456 cq_comps_nomem:
 457         kfree(cq);
 458 cq_nomem:
 459         kmem_cache_destroy(pq->txreq_cache);
 460 pq_txreq_nomem:
 461         kfree(pq->req_in_use);
 462 pq_reqs_no_in_use:
 463         kfree(pq->reqs);
 464 pq_reqs_nomem:
 465         kfree(pq);
 466         fd->pq = NULL;
 467 pq_nomem:
 468         ret = -ENOMEM;
 469 done:
 470         return ret;
 471 }
 472
 473 int hfi1_user_sdma_free_queues(struct hfi1_filedata *fd)
 474 {
 475         struct hfi1_ctxtdata *uctxt = fd->uctxt;
 476         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
 477         unsigned long flags;
 478
 479         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Freeing user SDMA queues", uctxt->dd->unit,
 480                   uctxt->ctxt, fd->subctxt);
 481         pq = fd->pq;
 482         if (pq) {
 483                 if (pq->handler)
 484                         hfi1_mmu_rb_unregister(pq->handler);
 485                 spin_lock_irqsave(&uctxt->sdma_qlock, flags);
 486                 if (!list_empty(&pq->list))
 487                         list_del_init(&pq->list);
 488                 spin_unlock_irqrestore(&uctxt->sdma_qlock, flags);
 489                 iowait_sdma_drain(&pq->busy);
 490                 /* Wait until all requests have been freed. */
 491                 wait_event_interruptible(
 492                         pq->wait,
 493                         (ACCESS_ONCE(pq->state) == SDMA_PKT_Q_INACTIVE));
 494                 kfree(pq->reqs);
 495                 kfree(pq->req_in_use);
 496                 kmem_cache_destroy(pq->txreq_cache);
 497                 kfree(pq);
 498                 fd->pq = NULL;
 499         }
 500         if (fd->cq) {
 501                 vfree(fd->cq->comps);
 502                 kfree(fd->cq);
 503                 fd->cq = NULL;
 504         }
 505         return 0;
 506 }
 507
 508 static u8 dlid_to_selector(u16 dlid)
 509 {
 510         static u8 mapping[256];
 511         static int initialized;
 512         static u8 next;
 513         int hash;
 514
 515         if (!initialized) {
 516                 memset(mapping, 0xFF, 256);
 517                 initialized = 1;
 518         }
 519
 520         hash = ((dlid >> 8) ^ dlid) & 0xFF;
 521         if (mapping[hash] == 0xFF) {
 522                 mapping[hash] = next;
 523                 next = (next + 1) & 0x7F;
 524         }
 525
 526         return mapping[hash];
 527 }
 528
 529 int hfi1_user_sdma_process_request(struct file *fp, struct iovec *iovec,
 530                                    unsigned long dim, unsigned long *count)
 531 {
 532         int ret = 0, i;
 533         struct hfi1_filedata *fd = fp->private_data;
 534         struct hfi1_ctxtdata *uctxt = fd->uctxt;
 535         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = fd->pq;
 536         struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq = fd->cq;
 537         struct hfi1_devdata *dd = pq->dd;
 538         unsigned long idx = 0;
 539         u8 pcount = initial_pkt_count;
 540         struct sdma_req_info info;
 541         struct user_sdma_request *req;
 542         u8 opcode, sc, vl;
 543         int req_queued = 0;
 544         u16 dlid;
 545         u8 selector;
 546
 547         if (iovec[idx].iov_len < sizeof(info) + sizeof(req->hdr)) {
 548                 hfi1_cdbg(
 549                    SDMA,
 550                    "[%u:%u:%u] First vector not big enough for header %lu/%lu",
 551                    dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt,
 552                    iovec[idx].iov_len, sizeof(info) + sizeof(req->hdr));
 553                 return -EINVAL;
 554         }
 555         ret = copy_from_user(&info, iovec[idx].iov_base, sizeof(info));
 556         if (ret) {
 557                 hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Failed to copy info QW (%d)",
 558                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt, ret);
 559                 return -EFAULT;
 560         }
 561
 562         trace_hfi1_sdma_user_reqinfo(dd, uctxt->ctxt, fd->subctxt,
 563                                      (u16 *)&info);
 564
 565         if (info.comp_idx >= hfi1_sdma_comp_ring_size) {
 566                 hfi1_cdbg(SDMA,
 567                           "[%u:%u:%u:%u] Invalid comp index",
 568                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt, info.comp_idx);
 569                 return -EINVAL;
 570         }
 571
 572         /*
 573          * Sanity check the header io vector count.  Need at least 1 vector
 574          * (header) and cannot be larger than the actual io vector count.
 575          */
 576         if (req_iovcnt(info.ctrl) < 1 || req_iovcnt(info.ctrl) > dim) {
 577                 hfi1_cdbg(SDMA,
 578                           "[%u:%u:%u:%u] Invalid iov count %d, dim %ld",
 579                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt, info.comp_idx,
 580                           req_iovcnt(info.ctrl), dim);
 581                 return -EINVAL;
 582         }
 583
 584         if (!info.fragsize) {
 585                 hfi1_cdbg(SDMA,
 586                           "[%u:%u:%u:%u] Request does not specify fragsize",
 587                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt, info.comp_idx);
 588                 return -EINVAL;
 589         }
 590
 591         /* Try to claim the request. */
 592         if (test_and_set_bit(info.comp_idx, pq->req_in_use)) {
 593                 hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Entry %u is in use",
 594                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt,
 595                           info.comp_idx);
 596                 return -EBADSLT;
 597         }
 598         /*
 599          * All safety checks have been done and this request has been claimed.
 600          */
 601         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Using req/comp entry %u\n", dd->unit,
 602                   uctxt->ctxt, fd->subctxt, info.comp_idx);
 603         req = pq->reqs + info.comp_idx;
 604         memset(req, 0, sizeof(*req));
 605         req->data_iovs = req_iovcnt(info.ctrl) - 1; /* subtract header vector */
 606         req->pq = pq;
 607         req->cq = cq;
 608         req->status = -1;
 609         INIT_LIST_HEAD(&req->txps);
 610
 611         memcpy(&req->info, &info, sizeof(info));
 612
 613         if (req_opcode(info.ctrl) == EXPECTED) {
 614                 /* expected must have a TID info and at least one data vector */
 615                 if (req->data_iovs < 2) {
 616                         SDMA_DBG(req,
 617                                  "Not enough vectors for expected request");
 618                         ret = -EINVAL;
 619                         goto free_req;
 620                 }
 621                 req->data_iovs--;
 622         }
 623
 624         if (!info.npkts || req->data_iovs > MAX_VECTORS_PER_REQ) {
 625                 SDMA_DBG(req, "Too many vectors (%u/%u)", req->data_iovs,
 626                          MAX_VECTORS_PER_REQ);
 627                 ret = -EINVAL;
 628                 goto free_req;
 629         }
 630         /* Copy the header from the user buffer */
 631         ret = copy_from_user(&req->hdr, iovec[idx].iov_base + sizeof(info),
 632                              sizeof(req->hdr));
 633         if (ret) {
 634                 SDMA_DBG(req, "Failed to copy header template (%d)", ret);
 635                 ret = -EFAULT;
 636                 goto free_req;
 637         }
 638
 639         /* If Static rate control is not enabled, sanitize the header. */
 640         if (!HFI1_CAP_IS_USET(STATIC_RATE_CTRL))
 641                 req->hdr.pbc[2] = 0;
 642
 643         /* Validate the opcode. Do not trust packets from user space blindly. */
 644         opcode = (be32_to_cpu(req->hdr.bth[0]) >> 24) & 0xff;
 645         if ((opcode & USER_OPCODE_CHECK_MASK) !=
 646              USER_OPCODE_CHECK_VAL) {
 647                 SDMA_DBG(req, "Invalid opcode (%d)", opcode);
 648                 ret = -EINVAL;
 649                 goto free_req;
 650         }
 651         /*
 652          * Validate the vl. Do not trust packets from user space blindly.
 653          * VL comes from PBC, SC comes from LRH, and the VL needs to
 654          * match the SC look up.
 655          */
 656         vl = (le16_to_cpu(req->hdr.pbc[0]) >> 12) & 0xF;
 657         sc = (((be16_to_cpu(req->hdr.lrh[0]) >> 12) & 0xF) |
 658               (((le16_to_cpu(req->hdr.pbc[1]) >> 14) & 0x1) << 4));
 659         if (vl >= dd->pport->vls_operational ||
 660             vl != sc_to_vlt(dd, sc)) {
 661                 SDMA_DBG(req, "Invalid SC(%u)/VL(%u)", sc, vl);
 662                 ret = -EINVAL;
 663                 goto free_req;
 664         }
 665
 666         /* Checking P_KEY for requests from user-space */
 667         if (egress_pkey_check(dd->pport, req->hdr.lrh, req->hdr.bth, sc,
 668                               PKEY_CHECK_INVALID)) {
 669                 ret = -EINVAL;
 670                 goto free_req;
 671         }
 672
 673         /*
 674          * Also should check the BTH.lnh. If it says the next header is GRH then
 675          * the RXE parsing will be off and will land in the middle of the KDETH
 676          * or miss it entirely.
 677          */
 678         if ((be16_to_cpu(req->hdr.lrh[0]) & 0x3) == HFI1_LRH_GRH) {
 679                 SDMA_DBG(req, "User tried to pass in a GRH");
 680                 ret = -EINVAL;
 681                 goto free_req;
 682         }
 683
 684         req->koffset = le32_to_cpu(req->hdr.kdeth.swdata[6]);
 685         /*
 686          * Calculate the initial TID offset based on the values of
 687          * KDETH.OFFSET and KDETH.OM that are passed in.
 688          */
 689         req->tidoffset = KDETH_GET(req->hdr.kdeth.ver_tid_offset, OFFSET) *
 690                 (KDETH_GET(req->hdr.kdeth.ver_tid_offset, OM) ?
 691                  KDETH_OM_LARGE : KDETH_OM_SMALL);
 692         SDMA_DBG(req, "Initial TID offset %u", req->tidoffset);
 693         idx++;
 694
 695         /* Save all the IO vector structures */
 696         for (i = 0; i < req->data_iovs; i++) {
 697                 INIT_LIST_HEAD(&req->iovs[i].list);
 698                 memcpy(&req->iovs[i].iov, iovec + idx++, sizeof(struct iovec));
 699                 ret = pin_vector_pages(req, &req->iovs[i]);
 700                 if (ret) {
 701                         req->status = ret;
 702                         goto free_req;
 703                 }
 704                 req->data_len += req->iovs[i].iov.iov_len;
 705         }
 706         SDMA_DBG(req, "total data length %u", req->data_len);
 707
 708         if (pcount > req->info.npkts)
 709                 pcount = req->info.npkts;
 710         /*
 711          * Copy any TID info
 712          * User space will provide the TID info only when the
 713          * request type is EXPECTED. This is true even if there is
 714          * only one packet in the request and the header is already
 715          * setup. The reason for the singular TID case is that the
 716          * driver needs to perform safety checks.
 717          */
 718         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
 719                 u16 ntids = iovec[idx].iov_len / sizeof(*req->tids);
 720
 721                 if (!ntids || ntids > MAX_TID_PAIR_ENTRIES) {
 722                         ret = -EINVAL;
 723                         goto free_req;
 724                 }
 725                 req->tids = kcalloc(ntids, sizeof(*req->tids), GFP_KERNEL);
 726                 if (!req->tids) {
 727                         ret = -ENOMEM;
 728                         goto free_req;
 729                 }
 730                 /*
 731                  * We have to copy all of the tids because they may vary
 732                  * in size and, therefore, the TID count might not be
 733                  * equal to the pkt count. However, there is no way to
 734                  * tell at this point.
 735                  */
 736                 ret = copy_from_user(req->tids, iovec[idx].iov_base,
 737                                      ntids * sizeof(*req->tids));
 738                 if (ret) {
 739                         SDMA_DBG(req, "Failed to copy %d TIDs (%d)",
 740                                  ntids, ret);
 741                         ret = -EFAULT;
 742                         goto free_req;
 743                 }
 744                 req->n_tids = ntids;
 745                 idx++;
 746         }
 747
 748         dlid = be16_to_cpu(req->hdr.lrh[1]);
 749         selector = dlid_to_selector(dlid);
 750
 751         /* Have to select the engine */
 752         req->sde = sdma_select_engine_vl(dd,
 753                                          (u32)(uctxt->ctxt + fd->subctxt +
 754                                                selector),
 755                                          vl);
 756         if (!req->sde || !sdma_running(req->sde)) {
 757                 ret = -ECOMM;
 758                 goto free_req;
 759         }
 760
 761         /* We don't need an AHG entry if the request contains only one packet */
 762         if (req->info.npkts > 1 && HFI1_CAP_IS_USET(SDMA_AHG)) {
 763                 int ahg = sdma_ahg_alloc(req->sde);
 764
 765                 if (likely(ahg >= 0)) {
 766                         req->ahg_idx = (u8)ahg;
 767                         set_bit(SDMA_REQ_HAVE_AHG, &req->flags);
 768                 }
 769         }
 770
 771         set_comp_state(pq, cq, info.comp_idx, QUEUED, 0);
 772         atomic_inc(&pq->n_reqs);
 773         req_queued = 1;
 774         /* Send the first N packets in the request to buy us some time */
 775         ret = user_sdma_send_pkts(req, pcount);
 776         if (unlikely(ret < 0 && ret != -EBUSY)) {
 777                 req->status = ret;
 778                 goto free_req;
 779         }
 780
 781         /*
 782          * It is possible that the SDMA engine would have processed all the
 783          * submitted packets by the time we get here. Therefore, only set
 784          * packet queue state to ACTIVE if there are still uncompleted
 785          * requests.
 786          */
 787         if (atomic_read(&pq->n_reqs))
 788                 xchg(&pq->state, SDMA_PKT_Q_ACTIVE);
 789
 790         /*
 791          * This is a somewhat blocking send implementation.
 792          * The driver will block the caller until all packets of the
 793          * request have been submitted to the SDMA engine. However, it
 794          * will not wait for send completions.
 795          */
 796         while (!test_bit(SDMA_REQ_SEND_DONE, &req->flags)) {
 797                 ret = user_sdma_send_pkts(req, pcount);
 798                 if (ret < 0) {
 799                         if (ret != -EBUSY) {
 800                                 req->status = ret;
 801                                 set_bit(SDMA_REQ_DONE_ERROR, &req->flags);
 802                                 if (ACCESS_ONCE(req->seqcomp) ==
 803                                     req->seqsubmitted - 1)
 804                                         goto free_req;
 805                                 return ret;
 806                         }
 807                         wait_event_interruptible_timeout(
 808                                 pq->busy.wait_dma,
 809                                 (pq->state == SDMA_PKT_Q_ACTIVE),
 810                                 msecs_to_jiffies(
 811                                         SDMA_IOWAIT_TIMEOUT));
 812                 }
 813         }
 814         *count += idx;
 815         return 0;
 816 free_req:
 817         user_sdma_free_request(req, true);
 818         if (req_queued)
 819                 pq_update(pq);
 820         set_comp_state(pq, cq, info.comp_idx, ERROR, req->status);
 821         return ret;
 822 }
 823
 824 static inline u32 compute_data_length(struct user_sdma_request *req,
 825                                       struct user_sdma_txreq *tx)
 826 {
 827         /*
 828          * Determine the proper size of the packet data.
 829          * The size of the data of the first packet is in the header
 830          * template. However, it includes the header and ICRC, which need
 831          * to be subtracted.
 832          * The minimum representable packet data length in a header is 4 bytes,
 833          * therefore, when the data length request is less than 4 bytes, there's
 834          * only one packet, and the packet data length is equal to that of the
 835          * request data length.
 836          * The size of the remaining packets is the minimum of the frag
 837          * size (MTU) or remaining data in the request.
 838          */
 839         u32 len;
 840
 841         if (!req->seqnum) {
 842                 if (req->data_len < sizeof(u32))
 843                         len = req->data_len;
 844                 else
 845                         len = ((be16_to_cpu(req->hdr.lrh[2]) << 2) -
 846                                (sizeof(tx->hdr) - 4));
 847         } else if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
 848                 u32 tidlen = EXP_TID_GET(req->tids[req->tididx], LEN) *
 849                         PAGE_SIZE;
 850                 /*
 851                  * Get the data length based on the remaining space in the
 852                  * TID pair.
 853                  */
 854                 len = min(tidlen - req->tidoffset, (u32)req->info.fragsize);
 855                 /* If we've filled up the TID pair, move to the next one. */
 856                 if (unlikely(!len) && ++req->tididx < req->n_tids &&
 857                     req->tids[req->tididx]) {
 858                         tidlen = EXP_TID_GET(req->tids[req->tididx],
 859                                              LEN) * PAGE_SIZE;
 860                         req->tidoffset = 0;
 861                         len = min_t(u32, tidlen, req->info.fragsize);
 862                 }
 863                 /*
 864                  * Since the TID pairs map entire pages, make sure that we
 865                  * are not going to try to send more data that we have
 866                  * remaining.
 867                  */
 868                 len = min(len, req->data_len - req->sent);
 869         } else {
 870                 len = min(req->data_len - req->sent, (u32)req->info.fragsize);
 871         }
 872         SDMA_DBG(req, "Data Length = %u", len);
 873         return len;
 874 }
 875
 876 static inline u32 pad_len(u32 len)
 877 {
 878         if (len & (sizeof(u32) - 1))
 879                 len += sizeof(u32) - (len & (sizeof(u32) - 1));
 880         return len;
 881 }
 882
 883 static inline u32 get_lrh_len(struct hfi1_pkt_header hdr, u32 len)
 884 {
 885         /* (Size of complete header - size of PBC) + 4B ICRC + data length */
 886         return ((sizeof(hdr) - sizeof(hdr.pbc)) + 4 + len);
 887 }
 888
 889 static int user_sdma_send_pkts(struct user_sdma_request *req, unsigned maxpkts)
 890 {
 891         int ret = 0;
 892         unsigned npkts = 0;
 893         struct user_sdma_txreq *tx = NULL;
 894         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = NULL;
 895         struct user_sdma_iovec *iovec = NULL;
 896
 897         if (!req->pq)
 898                 return -EINVAL;
 899
 900         pq = req->pq;
 901
 902         /* If tx completion has reported an error, we are done. */
 903         if (test_bit(SDMA_REQ_HAS_ERROR, &req->flags)) {
 904                 set_bit(SDMA_REQ_DONE_ERROR, &req->flags);
 905                 return -EFAULT;
 906         }
 907
 908         /*
 909          * Check if we might have sent the entire request already
 910          */
 911         if (unlikely(req->seqnum == req->info.npkts)) {
 912                 if (!list_empty(&req->txps))
 913                         goto dosend;
 914                 return ret;
 915         }
 916
 917         if (!maxpkts || maxpkts > req->info.npkts - req->seqnum)
 918                 maxpkts = req->info.npkts - req->seqnum;
 919
 920         while (npkts < maxpkts) {
 921                 u32 datalen = 0, queued = 0, data_sent = 0;
 922                 u64 iov_offset = 0;
 923
 924                 /*
 925                  * Check whether any of the completions have come back
 926                  * with errors. If so, we are not going to process any
 927                  * more packets from this request.
 928                  */
 929                 if (test_bit(SDMA_REQ_HAS_ERROR, &req->flags)) {
 930                         set_bit(SDMA_REQ_DONE_ERROR, &req->flags);
 931                         return -EFAULT;
 932                 }
 933
 934                 tx = kmem_cache_alloc(pq->txreq_cache, GFP_KERNEL);
 935                 if (!tx)
 936                         return -ENOMEM;
 937
 938                 tx->flags = 0;
 939                 tx->req = req;
 940                 tx->busycount = 0;
 941                 INIT_LIST_HEAD(&tx->list);
 942
 943                 if (req->seqnum == req->info.npkts - 1)
 944                         tx->flags |= TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT;
 945
 946                 /*
 947                  * Calculate the payload size - this is min of the fragment
 948                  * (MTU) size or the remaining bytes in the request but only
 949                  * if we have payload data.
 950                  */
 951                 if (req->data_len) {
 952                         iovec = &req->iovs[req->iov_idx];
 953                         if (ACCESS_ONCE(iovec->offset) == iovec->iov.iov_len) {
 954                                 if (++req->iov_idx == req->data_iovs) {
 955                                         ret = -EFAULT;
 956                                         goto free_txreq;
 957                                 }
 958                                 iovec = &req->iovs[req->iov_idx];
 959                                 WARN_ON(iovec->offset);
 960                         }
 961
 962                         datalen = compute_data_length(req, tx);
 963                         if (!datalen) {
 964                                 SDMA_DBG(req,
 965                                          "Request has data but pkt len is 0");
 966                                 ret = -EFAULT;
 967                                 goto free_tx;
 968                         }
 969                 }
 970
 971                 if (test_bit(SDMA_REQ_HAVE_AHG, &req->flags)) {
 972                         if (!req->seqnum) {
 973                                 u16 pbclen = le16_to_cpu(req->hdr.pbc[0]);
 974                                 u32 lrhlen = get_lrh_len(req->hdr,
 975                                                          pad_len(datalen));
 976                                 /*
 977                                  * Copy the request header into the tx header
 978                                  * because the HW needs a cacheline-aligned
 979                                  * address.
 980                                  * This copy can be optimized out if the hdr
 981                                  * member of user_sdma_request were also
 982                                  * cacheline aligned.
 983                                  */
 984                                 memcpy(&tx->hdr, &req->hdr, sizeof(tx->hdr));
 985                                 if (PBC2LRH(pbclen) != lrhlen) {
 986                                         pbclen = (pbclen & 0xf000) |
 987                                                 LRH2PBC(lrhlen);
 988                                         tx->hdr.pbc[0] = cpu_to_le16(pbclen);
 989                                 }
 990                                 ret = sdma_txinit_ahg(&tx->txreq,
 991                                                       SDMA_TXREQ_F_AHG_COPY,
 992                                                       sizeof(tx->hdr) + datalen,
 993                                                       req->ahg_idx, 0, NULL, 0,
 994                                                       user_sdma_txreq_cb);
 995                                 if (ret)
 996                                         goto free_tx;
 997                                 ret = sdma_txadd_kvaddr(pq->dd, &tx->txreq,
 998                                                         &tx->hdr,
 999                                                         sizeof(tx->hdr));
1000                                 if (ret)
1001                                         goto free_txreq;
1002                         } else {
1003                                 int changes;
1004
1005                                 changes = set_txreq_header_ahg(req, tx,
1006                                                                datalen);
1007                                 if (changes < 0)
1008                                         goto free_tx;
1009                                 sdma_txinit_ahg(&tx->txreq,
1010                                                 SDMA_TXREQ_F_USE_AHG,
1011                                                 datalen, req->ahg_idx, changes,
1012                                                 req->ahg, sizeof(req->hdr),
1013                                                 user_sdma_txreq_cb);
1014                         }
1015                 } else {
1016                         ret = sdma_txinit(&tx->txreq, 0, sizeof(req->hdr) +
1017                                           datalen, user_sdma_txreq_cb);
1018                         if (ret)
1019                                 goto free_tx;
1020                         /*
1021                          * Modify the header for this packet. This only needs
1022                          * to be done if we are not going to use AHG. Otherwise,
1023                          * the HW will do it based on the changes we gave it
1024                          * during sdma_txinit_ahg().
1025                          */
1026                         ret = set_txreq_header(req, tx, datalen);
1027                         if (ret)
1028                                 goto free_txreq;
1029                 }
1030
1031                 /*
1032                  * If the request contains any data vectors, add up to
1033                  * fragsize bytes to the descriptor.
1034                  */
1035                 while (queued < datalen &&
1036                        (req->sent + data_sent) < req->data_len) {
1037                         unsigned long base, offset;
1038                         unsigned pageidx, len;
1039
1040                         base = (unsigned long)iovec->iov.iov_base;
1041                         offset = offset_in_page(base + iovec->offset +
1042                                                 iov_offset);
1043                         pageidx = (((iovec->offset + iov_offset +
1044                                      base) - (base & PAGE_MASK)) >> PAGE_SHIFT);
1045                         len = offset + req->info.fragsize > PAGE_SIZE ?
1046                                 PAGE_SIZE - offset : req->info.fragsize;
1047                         len = min((datalen - queued), len);
1048                         ret = sdma_txadd_page(pq->dd, &tx->txreq,
1049                                               iovec->pages[pageidx],
1050                                               offset, len);
1051                         if (ret) {
1052                                 SDMA_DBG(req, "SDMA txreq add page failed %d\n",
1053                                          ret);
1054                                 goto free_txreq;
1055                         }
1056                         iov_offset += len;
1057                         queued += len;
1058                         data_sent += len;
1059                         if (unlikely(queued < datalen &&
1060                                      pageidx == iovec->npages &&
1061                                      req->iov_idx < req->data_iovs - 1)) {
1062                                 iovec->offset += iov_offset;
1063                                 iovec = &req->iovs[++req->iov_idx];
1064                                 iov_offset = 0;
1065                         }
1066                 }
1067                 /*
1068                  * The txreq was submitted successfully so we can update
1069                  * the counters.
1070                  */
1071                 req->koffset += datalen;
1072                 if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED)
1073                         req->tidoffset += datalen;
1074                 req->sent += data_sent;
1075                 if (req->data_len)
1076                         iovec->offset += iov_offset;
1077                 list_add_tail(&tx->txreq.list, &req->txps);
1078                 /*
1079                  * It is important to increment this here as it is used to
1080                  * generate the BTH.PSN and, therefore, can't be bulk-updated
1081                  * outside of the loop.
1082                  */
1083                 tx->seqnum = req->seqnum++;
1084                 npkts++;
1085         }
1086 dosend:
1087         ret = sdma_send_txlist(req->sde, &pq->busy, &req->txps);
1088         if (list_empty(&req->txps)) {
1089                 req->seqsubmitted = req->seqnum;
1090                 if (req->seqnum == req->info.npkts) {
1091                         set_bit(SDMA_REQ_SEND_DONE, &req->flags);
1092                         /*
1093                          * The txreq has already been submitted to the HW queue
1094                          * so we can free the AHG entry now. Corruption will not
1095                          * happen due to the sequential manner in which
1096                          * descriptors are processed.
1097                          */
1098                         if (test_bit(SDMA_REQ_HAVE_AHG, &req->flags))
1099                                 sdma_ahg_free(req->sde, req->ahg_idx);
1100                 }
1101         } else if (ret > 0) {
1102                 req->seqsubmitted += ret;
1103                 ret = 0;
1104         }
1105         return ret;
1106
1107 free_txreq:
1108         sdma_txclean(pq->dd, &tx->txreq);
1109 free_tx:
1110         kmem_cache_free(pq->txreq_cache, tx);
1111         return ret;
1112 }
1113
1114 /*
1115  * How many pages in this iovec element?
1116  */
1117 static inline int num_user_pages(const struct iovec *iov)
1118 {
1119         const unsigned long addr  = (unsigned long)iov->iov_base;
1120         const unsigned long len   = iov->iov_len;
1121         const unsigned long spage = addr & PAGE_MASK;
1122         const unsigned long epage = (addr + len - 1) & PAGE_MASK;
1123
1124         return 1 + ((epage - spage) >> PAGE_SHIFT);
1125 }
1126
1127 static u32 sdma_cache_evict(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq, u32 npages)
1128 {
1129         u32 cleared = 0;
1130         struct sdma_mmu_node *node, *ptr;
1131         struct list_head to_evict = LIST_HEAD_INIT(to_evict);
1132
1133         spin_lock(&pq->evict_lock);
1134         list_for_each_entry_safe_reverse(node, ptr, &pq->evict, list) {
1135                 /* Make sure that no one is still using the node. */
1136                 if (!atomic_read(&node->refcount)) {
1137                         set_bit(SDMA_CACHE_NODE_EVICT, &node->flags);
1138                         list_del_init(&node->list);
1139                         list_add(&node->list, &to_evict);
1140                         cleared += node->npages;
1141                         if (cleared >= npages)
1142                                 break;
1143                 }
1144         }
1145         spin_unlock(&pq->evict_lock);
1146
1147         list_for_each_entry_safe(node, ptr, &to_evict, list)
1148                 hfi1_mmu_rb_remove(pq->handler, &node->rb);
1149
1150         return cleared;
1151 }
1152
1153 static int pin_vector_pages(struct user_sdma_request *req,
1154                             struct user_sdma_iovec *iovec)
1155 {
1156         int ret = 0, pinned, npages, cleared;
1157         struct page **pages;
1158         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
1159         struct sdma_mmu_node *node = NULL;
1160         struct mmu_rb_node *rb_node;
1161
1162         rb_node = hfi1_mmu_rb_extract(pq->handler,
1163                                       (unsigned long)iovec->iov.iov_base,
1164                                       iovec->iov.iov_len);
1165         if (rb_node && !IS_ERR(rb_node))
1166                 node = container_of(rb_node, struct sdma_mmu_node, rb);
1167         else
1168                 rb_node = NULL;
1169
1170         if (!node) {
1171                 node = kzalloc(sizeof(*node), GFP_KERNEL);
1172                 if (!node)
1173                         return -ENOMEM;
1174
1175                 node->rb.addr = (unsigned long)iovec->iov.iov_base;
1176                 node->pq = pq;
1177                 atomic_set(&node->refcount, 0);
1178                 INIT_LIST_HEAD(&node->list);
1179         }
1180
1181         npages = num_user_pages(&iovec->iov);
1182         if (node->npages < npages) {
1183                 pages = kcalloc(npages, sizeof(*pages), GFP_KERNEL);
1184                 if (!pages) {
1185                         SDMA_DBG(req, "Failed page array alloc");
1186                         ret = -ENOMEM;
1187                         goto bail;
1188                 }
1189                 memcpy(pages, node->pages, node->npages * sizeof(*pages));
1190
1191                 npages -= node->npages;
1192
1193                 /*
1194                  * If rb_node is NULL, it means that this is brand new node
1195                  * and, therefore not on the eviction list.
1196                  * If, however, the rb_node is non-NULL, it means that the
1197                  * node is already in RB tree and, therefore on the eviction
1198                  * list (nodes are unconditionally inserted in the eviction
1199                  * list). In that case, we have to remove the node prior to
1200                  * calling the eviction function in order to prevent it from
1201                  * freeing this node.
1202                  */
1203                 if (rb_node) {
1204                         spin_lock(&pq->evict_lock);
1205                         list_del_init(&node->list);
1206                         spin_unlock(&pq->evict_lock);
1207                 }
1208 retry:
1209                 if (!hfi1_can_pin_pages(pq->dd, pq->mm, pq->n_locked, npages)) {
1210                         cleared = sdma_cache_evict(pq, npages);
1211                         if (cleared >= npages)
1212                                 goto retry;
1213                 }
1214                 pinned = hfi1_acquire_user_pages(pq->mm,
1215                         ((unsigned long)iovec->iov.iov_base +
1216                          (node->npages * PAGE_SIZE)), npages, 0,
1217                         pages + node->npages);
1218                 if (pinned < 0) {
1219                         kfree(pages);
1220                         ret = pinned;
1221                         goto bail;
1222                 }
1223                 if (pinned != npages) {
1224                         unpin_vector_pages(pq->mm, pages, node->npages,
1225                                            pinned);
1226                         ret = -EFAULT;
1227                         goto bail;
1228                 }
1229                 kfree(node->pages);
1230                 node->rb.len = iovec->iov.iov_len;
1231                 node->pages = pages;
1232                 node->npages += pinned;
1233                 npages = node->npages;
1234                 spin_lock(&pq->evict_lock);
1235                 list_add(&node->list, &pq->evict);
1236                 pq->n_locked += pinned;
1237                 spin_unlock(&pq->evict_lock);
1238         }
1239         iovec->pages = node->pages;
1240         iovec->npages = npages;
1241         iovec->node = node;
1242
1243         ret = hfi1_mmu_rb_insert(req->pq->handler, &node->rb);
1244         if (ret) {
1245                 spin_lock(&pq->evict_lock);
1246                 if (!list_empty(&node->list))
1247                         list_del(&node->list);
1248                 pq->n_locked -= node->npages;
1249                 spin_unlock(&pq->evict_lock);
1250                 iovec->node = NULL;
1251                 goto bail;
1252         }
1253         return 0;
1254 bail:
1255         if (rb_node)
1256                 unpin_vector_pages(pq->mm, node->pages, 0, node->npages);
1257         kfree(node);
1258         return ret;
1259 }
1260
1261 static void unpin_vector_pages(struct mm_struct *mm, struct page **pages,
1262                                unsigned start, unsigned npages)
1263 {
1264         hfi1_release_user_pages(mm, pages + start, npages, false);
1265         kfree(pages);
1266 }
1267
1268 static int check_header_template(struct user_sdma_request *req,
1269                                  struct hfi1_pkt_header *hdr, u32 lrhlen,
1270                                  u32 datalen)
1271 {
1272         /*
1273          * Perform safety checks for any type of packet:
1274          *    - transfer size is multiple of 64bytes
1275          *    - packet length is multiple of 4 bytes
1276          *    - packet length is not larger than MTU size
1277          *
1278          * These checks are only done for the first packet of the
1279          * transfer since the header is "given" to us by user space.
1280          * For the remainder of the packets we compute the values.
1281          */
1282         if (req->info.fragsize % PIO_BLOCK_SIZE || lrhlen & 0x3 ||
1283             lrhlen > get_lrh_len(*hdr, req->info.fragsize))
1284                 return -EINVAL;
1285
1286         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
1287                 /*
1288                  * The header is checked only on the first packet. Furthermore,
1289                  * we ensure that at least one TID entry is copied when the
1290                  * request is submitted. Therefore, we don't have to verify that
1291                  * tididx points to something sane.
1292                  */
1293                 u32 tidval = req->tids[req->tididx],
1294                         tidlen = EXP_TID_GET(tidval, LEN) * PAGE_SIZE,
1295                         tididx = EXP_TID_GET(tidval, IDX),
1296                         tidctrl = EXP_TID_GET(tidval, CTRL),
1297                         tidoff;
1298                 __le32 kval = hdr->kdeth.ver_tid_offset;
1299
1300                 tidoff = KDETH_GET(kval, OFFSET) *
1301                           (KDETH_GET(req->hdr.kdeth.ver_tid_offset, OM) ?
1302                            KDETH_OM_LARGE : KDETH_OM_SMALL);
1303                 /*
1304                  * Expected receive packets have the following
1305                  * additional checks:
1306                  *     - offset is not larger than the TID size
1307                  *     - TIDCtrl values match between header and TID array
1308                  *     - TID indexes match between header and TID array
1309                  */
1310                 if ((tidoff + datalen > tidlen) ||
1311                     KDETH_GET(kval, TIDCTRL) != tidctrl ||
1312                     KDETH_GET(kval, TID) != tididx)
1313                         return -EINVAL;
1314         }
1315         return 0;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Correctly set the BTH.PSN field based on type of
1320  * transfer - eager packets can just increment the PSN but
1321  * expected packets encode generation and sequence in the
1322  * BTH.PSN field so just incrementing will result in errors.
1323  */
1324 static inline u32 set_pkt_bth_psn(__be32 bthpsn, u8 expct, u32 frags)
1325 {
1326         u32 val = be32_to_cpu(bthpsn),
1327                 mask = (HFI1_CAP_IS_KSET(EXTENDED_PSN) ? 0x7fffffffull :
1328                         0xffffffull),
1329                 psn = val & mask;
1330         if (expct)
1331                 psn = (psn & ~BTH_SEQ_MASK) | ((psn + frags) & BTH_SEQ_MASK);
1332         else
1333                 psn = psn + frags;
1334         return psn & mask;
1335 }
1336
1337 static int set_txreq_header(struct user_sdma_request *req,
1338                             struct user_sdma_txreq *tx, u32 datalen)
1339 {
1340         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
1341         struct hfi1_pkt_header *hdr = &tx->hdr;
1342         u16 pbclen;
1343         int ret;
1344         u32 tidval = 0, lrhlen = get_lrh_len(*hdr, pad_len(datalen));
1345
1346         /* Copy the header template to the request before modification */
1347         memcpy(hdr, &req->hdr, sizeof(*hdr));
1348
1349         /*
1350          * Check if the PBC and LRH length are mismatched. If so
1351          * adjust both in the header.
1352          */
1353         pbclen = le16_to_cpu(hdr->pbc[0]);
1354         if (PBC2LRH(pbclen) != lrhlen) {
1355                 pbclen = (pbclen & 0xf000) | LRH2PBC(lrhlen);
1356                 hdr->pbc[0] = cpu_to_le16(pbclen);
1357                 hdr->lrh[2] = cpu_to_be16(lrhlen >> 2);
1358                 /*
1359                  * Third packet
1360                  * This is the first packet in the sequence that has
1361                  * a "static" size that can be used for the rest of
1362                  * the packets (besides the last one).
1363                  */
1364                 if (unlikely(req->seqnum == 2)) {
1365                         /*
1366                          * From this point on the lengths in both the
1367                          * PBC and LRH are the same until the last
1368                          * packet.
1369                          * Adjust the template so we don't have to update
1370                          * every packet
1371                          */
1372                         req->hdr.pbc[0] = hdr->pbc[0];
1373                         req->hdr.lrh[2] = hdr->lrh[2];
1374                 }
1375         }
1376         /*
1377          * We only have to modify the header if this is not the
1378          * first packet in the request. Otherwise, we use the
1379          * header given to us.
1380          */
1381         if (unlikely(!req->seqnum)) {
1382                 ret = check_header_template(req, hdr, lrhlen, datalen);
1383                 if (ret)
1384                         return ret;
1385                 goto done;
1386         }
1387
1388         hdr->bth[2] = cpu_to_be32(
1389                 set_pkt_bth_psn(hdr->bth[2],
1390                                 (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED),
1391                                 req->seqnum));
1392
1393         /* Set ACK request on last packet */
1394         if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT))
1395                 hdr->bth[2] |= cpu_to_be32(1UL << 31);
1396
1397         /* Set the new offset */
1398         hdr->kdeth.swdata[6] = cpu_to_le32(req->koffset);
1399         /* Expected packets have to fill in the new TID information */
1400         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
1401                 tidval = req->tids[req->tididx];
1402                 /*
1403                  * If the offset puts us at the end of the current TID,
1404                  * advance everything.
1405                  */
1406                 if ((req->tidoffset) == (EXP_TID_GET(tidval, LEN) *
1407                                          PAGE_SIZE)) {
1408                         req->tidoffset = 0;
1409                         /*
1410                          * Since we don't copy all the TIDs, all at once,
1411                          * we have to check again.
1412                          */
1413                         if (++req->tididx > req->n_tids - 1 ||
1414                             !req->tids[req->tididx]) {
1415                                 return -EINVAL;
1416                         }
1417                         tidval = req->tids[req->tididx];
1418                 }
1419                 req->omfactor = EXP_TID_GET(tidval, LEN) * PAGE_SIZE >=
1420                         KDETH_OM_MAX_SIZE ? KDETH_OM_LARGE : KDETH_OM_SMALL;
1421                 /* Set KDETH.TIDCtrl based on value for this TID. */
1422                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, TIDCTRL,
1423                           EXP_TID_GET(tidval, CTRL));
1424                 /* Set KDETH.TID based on value for this TID */
1425                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, TID,
1426                           EXP_TID_GET(tidval, IDX));
1427                 /* Clear KDETH.SH only on the last packet */
1428                 if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT))
1429                         KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, SH, 0);
1430                 /*
1431                  * Set the KDETH.OFFSET and KDETH.OM based on size of
1432                  * transfer.
1433                  */
1434                 SDMA_DBG(req, "TID offset %ubytes %uunits om%u",
1435                          req->tidoffset, req->tidoffset / req->omfactor,
1436                          req->omfactor != KDETH_OM_SMALL);
1437                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, OFFSET,
1438                           req->tidoffset / req->omfactor);
1439                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, OM,
1440                           req->omfactor != KDETH_OM_SMALL);
1441         }
1442 done:
1443         trace_hfi1_sdma_user_header(pq->dd, pq->ctxt, pq->subctxt,
1444                                     req->info.comp_idx, hdr, tidval);
1445         return sdma_txadd_kvaddr(pq->dd, &tx->txreq, hdr, sizeof(*hdr));
1446 }
1447
1448 static int set_txreq_header_ahg(struct user_sdma_request *req,
1449                                 struct user_sdma_txreq *tx, u32 len)
1450 {
1451         int diff = 0;
1452         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
1453         struct hfi1_pkt_header *hdr = &req->hdr;
1454         u16 pbclen = le16_to_cpu(hdr->pbc[0]);
1455         u32 val32, tidval = 0, lrhlen = get_lrh_len(*hdr, pad_len(len));
1456
1457         if (PBC2LRH(pbclen) != lrhlen) {
1458                 /* PBC.PbcLengthDWs */
1459                 AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 0, 0, 12,
1460                                cpu_to_le16(LRH2PBC(lrhlen)));
1461                 /* LRH.PktLen (we need the full 16 bits due to byte swap) */
1462                 AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 3, 0, 16,
1463                                cpu_to_be16(lrhlen >> 2));
1464         }
1465
1466         /*
1467          * Do the common updates
1468          */
1469         /* BTH.PSN and BTH.A */
1470         val32 = (be32_to_cpu(hdr->bth[2]) + req->seqnum) &
1471                 (HFI1_CAP_IS_KSET(EXTENDED_PSN) ? 0x7fffffff : 0xffffff);
1472         if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT))
1473                 val32 |= 1UL << 31;
1474         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 6, 0, 16, cpu_to_be16(val32 >> 16));
1475         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 6, 16, 16, cpu_to_be16(val32 & 0xffff));
1476         /* KDETH.Offset */
1477         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 15, 0, 16,
1478                        cpu_to_le16(req->koffset & 0xffff));
1479         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 15, 16, 16,
1480                        cpu_to_le16(req->koffset >> 16));
1481         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
1482                 __le16 val;
1483
1484                 tidval = req->tids[req->tididx];
1485
1486                 /*
1487                  * If the offset puts us at the end of the current TID,
1488                  * advance everything.
1489                  */
1490                 if ((req->tidoffset) == (EXP_TID_GET(tidval, LEN) *
1491                                          PAGE_SIZE)) {
1492                         req->tidoffset = 0;
1493                         /*
1494                          * Since we don't copy all the TIDs, all at once,
1495                          * we have to check again.
1496                          */
1497                         if (++req->tididx > req->n_tids - 1 ||
1498                             !req->tids[req->tididx]) {
1499                                 return -EINVAL;
1500                         }
1501                         tidval = req->tids[req->tididx];
1502                 }
1503                 req->omfactor = ((EXP_TID_GET(tidval, LEN) *
1504                                   PAGE_SIZE) >=
1505                                  KDETH_OM_MAX_SIZE) ? KDETH_OM_LARGE :
1506                         KDETH_OM_SMALL;
1507                 /* KDETH.OM and KDETH.OFFSET (TID) */
1508                 AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 7, 0, 16,
1509                                ((!!(req->omfactor - KDETH_OM_SMALL)) << 15 |
1510                                 ((req->tidoffset / req->omfactor) & 0x7fff)));
1511                 /* KDETH.TIDCtrl, KDETH.TID */
1512                 val = cpu_to_le16(((EXP_TID_GET(tidval, CTRL) & 0x3) << 10) |
1513                                         (EXP_TID_GET(tidval, IDX) & 0x3ff));
1514                 /* Clear KDETH.SH on last packet */
1515                 if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT)) {
1516                         val |= cpu_to_le16(KDETH_GET(hdr->kdeth.ver_tid_offset,
1517                                                                 INTR) >> 16);
1518                         val &= cpu_to_le16(~(1U << 13));
1519                         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 7, 16, 14, val);
1520                 } else {
1521                         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 7, 16, 12, val);
1522                 }
1523         }
1524
1525         trace_hfi1_sdma_user_header_ahg(pq->dd, pq->ctxt, pq->subctxt,
1526                                         req->info.comp_idx, req->sde->this_idx,
1527                                         req->ahg_idx, req->ahg, diff, tidval);
1528         return diff;
1529 }
1530
1531 /*
1532  * SDMA tx request completion callback. Called when the SDMA progress
1533  * state machine gets notification that the SDMA descriptors for this
1534  * tx request have been processed by the DMA engine. Called in
1535  * interrupt context.
1536  */
1537 static void user_sdma_txreq_cb(struct sdma_txreq *txreq, int status)
1538 {
1539         struct user_sdma_txreq *tx =
1540                 container_of(txreq, struct user_sdma_txreq, txreq);
1541         struct user_sdma_request *req;
1542         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
1543         struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq;
1544         u16 idx;
1545
1546         if (!tx->req)
1547                 return;
1548
1549         req = tx->req;
1550         pq = req->pq;
1551         cq = req->cq;
1552
1553         if (status != SDMA_TXREQ_S_OK) {
1554                 SDMA_DBG(req, "SDMA completion with error %d",
1555                          status);
1556                 set_bit(SDMA_REQ_HAS_ERROR, &req->flags);
1557         }
1558
1559         req->seqcomp = tx->seqnum;
1560         kmem_cache_free(pq->txreq_cache, tx);
1561         tx = NULL;
1562
1563         idx = req->info.comp_idx;
1564         if (req->status == -1 && status == SDMA_TXREQ_S_OK) {
1565                 if (req->seqcomp == req->info.npkts - 1) {
1566                         req->status = 0;
1567                         user_sdma_free_request(req, false);
1568                         pq_update(pq);
1569                         set_comp_state(pq, cq, idx, COMPLETE, 0);
1570                 }
1571         } else {
1572                 if (status != SDMA_TXREQ_S_OK)
1573                         req->status = status;
1574                 if (req->seqcomp == (ACCESS_ONCE(req->seqsubmitted) - 1) &&
1575                     (test_bit(SDMA_REQ_SEND_DONE, &req->flags) ||
1576                      test_bit(SDMA_REQ_DONE_ERROR, &req->flags))) {
1577                         user_sdma_free_request(req, false);
1578                         pq_update(pq);
1579                         set_comp_state(pq, cq, idx, ERROR, req->status);
1580                 }
1581         }
1582 }
1583
1584 static inline void pq_update(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq)
1585 {
1586         if (atomic_dec_and_test(&pq->n_reqs)) {
1587                 xchg(&pq->state, SDMA_PKT_Q_INACTIVE);
1588                 wake_up(&pq->wait);
1589         }
1590 }
1591
1592 static void user_sdma_free_request(struct user_sdma_request *req, bool unpin)
1593 {
1594         if (!list_empty(&req->txps)) {
1595                 struct sdma_txreq *t, *p;
1596
1597                 list_for_each_entry_safe(t, p, &req->txps, list) {
1598                         struct user_sdma_txreq *tx =
1599                                 container_of(t, struct user_sdma_txreq, txreq);
1600                         list_del_init(&t->list);
1601                         sdma_txclean(req->pq->dd, t);
1602                         kmem_cache_free(req->pq->txreq_cache, tx);
1603                 }
1604         }
1605         if (req->data_iovs) {
1606                 struct sdma_mmu_node *node;
1607                 int i;
1608
1609                 for (i = 0; i < req->data_iovs; i++) {
1610                         node = req->iovs[i].node;
1611                         if (!node)
1612                                 continue;
1613
1614                         if (unpin)
1615                                 hfi1_mmu_rb_remove(req->pq->handler,
1616                                                    &node->rb);
1617                         else
1618                                 atomic_dec(&node->refcount);
1619                 }
1620         }
1621         kfree(req->tids);
1622         clear_bit(req->info.comp_idx, req->pq->req_in_use);
1623 }
1624
1625 static inline void set_comp_state(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq,
1626                                   struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq,
1627                                   u16 idx, enum hfi1_sdma_comp_state state,
1628                                   int ret)
1629 {
1630         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u:%u] Setting completion status %u %d",
1631                   pq->dd->unit, pq->ctxt, pq->subctxt, idx, state, ret);
1632         cq->comps[idx].status = state;
1633         if (state == ERROR)
1634                 cq->comps[idx].errcode = -ret;
1635         trace_hfi1_sdma_user_completion(pq->dd, pq->ctxt, pq->subctxt,
1636                                         idx, state, ret);
1637 }
1638
1639 static bool sdma_rb_filter(struct mmu_rb_node *node, unsigned long addr,
1640                            unsigned long len)
1641 {
1642         return (bool)(node->addr == addr);
1643 }
1644
1645 static int sdma_rb_insert(void *arg, struct mmu_rb_node *mnode)
1646 {
1647         struct sdma_mmu_node *node =
1648                 container_of(mnode, struct sdma_mmu_node, rb);
1649
1650         atomic_inc(&node->refcount);
1651         return 0;
1652 }
1653
1654 static void sdma_rb_remove(void *arg, struct mmu_rb_node *mnode,
1655                            struct mm_struct *mm)
1656 {
1657         struct sdma_mmu_node *node =
1658                 container_of(mnode, struct sdma_mmu_node, rb);
1659
1660         spin_lock(&node->pq->evict_lock);
1661         /*
1662          * We've been called by the MMU notifier but this node has been
1663          * scheduled for eviction. The eviction function will take care
1664          * of freeing this node.
1665          * We have to take the above lock first because we are racing
1666          * against the setting of the bit in the eviction function.
1667          */
1668         if (mm && test_bit(SDMA_CACHE_NODE_EVICT, &node->flags)) {
1669                 spin_unlock(&node->pq->evict_lock);
1670                 return;
1671         }
1672
1673         if (!list_empty(&node->list))
1674                 list_del(&node->list);
1675         node->pq->n_locked -= node->npages;
1676         spin_unlock(&node->pq->evict_lock);
1677
1678         /*
1679          * If mm is set, we are being called by the MMU notifier and we
1680          * should not pass a mm_struct to unpin_vector_page(). This is to
1681          * prevent a deadlock when hfi1_release_user_pages() attempts to
1682          * take the mmap_sem, which the MMU notifier has already taken.
1683          */
1684         unpin_vector_pages(mm ? NULL : current->mm, node->pages, 0,
1685                            node->npages);
1686         /*
1687          * If called by the MMU notifier, we have to adjust the pinned
1688          * page count ourselves.
1689          */
1690         if (mm)
1691                 mm->pinned_vm -= node->npages;
1692         kfree(node);
1693 }
1694
1695 static int sdma_rb_invalidate(void *arg, struct mmu_rb_node *mnode)
1696 {
1697         struct sdma_mmu_node *node =
1698                 container_of(mnode, struct sdma_mmu_node, rb);
1699
1700         if (!atomic_read(&node->refcount))
1701                 return 1;
1702         return 0;
1703 }