Merge branch 'perf-urgent-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-2.6-block.git] / drivers / infiniband / ulp / iser / iser_memory.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2004, 2005, 2006 Voltaire, Inc. All rights reserved.
3  * Copyright (c) 2013-2014 Mellanox Technologies. All rights reserved.
4  *
5  * This software is available to you under a choice of one of two
6  * licenses.  You may choose to be licensed under the terms of the GNU
7  * General Public License (GPL) Version 2, available from the file
8  * COPYING in the main directory of this source tree, or the
9  * OpenIB.org BSD license below:
10  *
11  *     Redistribution and use in source and binary forms, with or
12  *     without modification, are permitted provided that the following
13  *     conditions are met:
14  *
15  *      - Redistributions of source code must retain the above
16  *        copyright notice, this list of conditions and the following
17  *        disclaimer.
18  *
19  *      - Redistributions in binary form must reproduce the above
20  *        copyright notice, this list of conditions and the following
21  *        disclaimer in the documentation and/or other materials
22  *        provided with the distribution.
23  *
24  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
25  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
26  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
27  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
28  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
29  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
30  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
31  * SOFTWARE.
32  */
33 #include <linux/module.h>
34 #include <linux/kernel.h>
35 #include <linux/slab.h>
36 #include <linux/mm.h>
37 #include <linux/highmem.h>
38 #include <linux/scatterlist.h>
39
40 #include "iscsi_iser.h"
41 static
42 int iser_fast_reg_fmr(struct iscsi_iser_task *iser_task,
43                       struct iser_data_buf *mem,
44                       struct iser_reg_resources *rsc,
45                       struct iser_mem_reg *mem_reg);
46 static
47 int iser_fast_reg_mr(struct iscsi_iser_task *iser_task,
48                      struct iser_data_buf *mem,
49                      struct iser_reg_resources *rsc,
50                      struct iser_mem_reg *mem_reg);
51
52 static const struct iser_reg_ops fastreg_ops = {
53         .alloc_reg_res  = iser_alloc_fastreg_pool,
54         .free_reg_res   = iser_free_fastreg_pool,
55         .reg_mem        = iser_fast_reg_mr,
56         .unreg_mem      = iser_unreg_mem_fastreg,
57         .reg_desc_get   = iser_reg_desc_get_fr,
58         .reg_desc_put   = iser_reg_desc_put_fr,
59 };
60
61 static const struct iser_reg_ops fmr_ops = {
62         .alloc_reg_res  = iser_alloc_fmr_pool,
63         .free_reg_res   = iser_free_fmr_pool,
64         .reg_mem        = iser_fast_reg_fmr,
65         .unreg_mem      = iser_unreg_mem_fmr,
66         .reg_desc_get   = iser_reg_desc_get_fmr,
67         .reg_desc_put   = iser_reg_desc_put_fmr,
68 };
69
70 void iser_reg_comp(struct ib_cq *cq, struct ib_wc *wc)
71 {
72         iser_err_comp(wc, "memreg");
73 }
74
75 int iser_assign_reg_ops(struct iser_device *device)
76 {
77         struct ib_device *ib_dev = device->ib_device;
78
79         /* Assign function handles  - based on FMR support */
80         if (ib_dev->alloc_fmr && ib_dev->dealloc_fmr &&
81             ib_dev->map_phys_fmr && ib_dev->unmap_fmr) {
82                 iser_info("FMR supported, using FMR for registration\n");
83                 device->reg_ops = &fmr_ops;
84         } else if (ib_dev->attrs.device_cap_flags & IB_DEVICE_MEM_MGT_EXTENSIONS) {
85                 iser_info("FastReg supported, using FastReg for registration\n");
86                 device->reg_ops = &fastreg_ops;
87                 device->remote_inv_sup = iser_always_reg;
88         } else {
89                 iser_err("IB device does not support FMRs nor FastRegs, can't register memory\n");
90                 return -1;
91         }
92
93         return 0;
94 }
95
96 struct iser_fr_desc *
97 iser_reg_desc_get_fr(struct ib_conn *ib_conn)
98 {
99         struct iser_fr_pool *fr_pool = &ib_conn->fr_pool;
100         struct iser_fr_desc *desc;
101         unsigned long flags;
102
103         spin_lock_irqsave(&fr_pool->lock, flags);
104         desc = list_first_entry(&fr_pool->list,
105                                 struct iser_fr_desc, list);
106         list_del(&desc->list);
107         spin_unlock_irqrestore(&fr_pool->lock, flags);
108
109         return desc;
110 }
111
112 void
113 iser_reg_desc_put_fr(struct ib_conn *ib_conn,
114                      struct iser_fr_desc *desc)
115 {
116         struct iser_fr_pool *fr_pool = &ib_conn->fr_pool;
117         unsigned long flags;
118
119         spin_lock_irqsave(&fr_pool->lock, flags);
120         list_add(&desc->list, &fr_pool->list);
121         spin_unlock_irqrestore(&fr_pool->lock, flags);
122 }
123
124 struct iser_fr_desc *
125 iser_reg_desc_get_fmr(struct ib_conn *ib_conn)
126 {
127         struct iser_fr_pool *fr_pool = &ib_conn->fr_pool;
128
129         return list_first_entry(&fr_pool->list,
130                                 struct iser_fr_desc, list);
131 }
132
133 void
134 iser_reg_desc_put_fmr(struct ib_conn *ib_conn,
135                       struct iser_fr_desc *desc)
136 {
137 }
138
139 static void iser_data_buf_dump(struct iser_data_buf *data,
140                                struct ib_device *ibdev)
141 {
142         struct scatterlist *sg;
143         int i;
144
145         for_each_sg(data->sg, sg, data->dma_nents, i)
146                 iser_dbg("sg[%d] dma_addr:0x%lX page:0x%p "
147                          "off:0x%x sz:0x%x dma_len:0x%x\n",
148                          i, (unsigned long)ib_sg_dma_address(ibdev, sg),
149                          sg_page(sg), sg->offset,
150                          sg->length, ib_sg_dma_len(ibdev, sg));
151 }
152
153 static void iser_dump_page_vec(struct iser_page_vec *page_vec)
154 {
155         int i;
156
157         iser_err("page vec npages %d data length %d\n",
158                  page_vec->npages, page_vec->fake_mr.length);
159         for (i = 0; i < page_vec->npages; i++)
160                 iser_err("vec[%d]: %llx\n", i, page_vec->pages[i]);
161 }
162
163 int iser_dma_map_task_data(struct iscsi_iser_task *iser_task,
164                             struct iser_data_buf *data,
165                             enum iser_data_dir iser_dir,
166                             enum dma_data_direction dma_dir)
167 {
168         struct ib_device *dev;
169
170         iser_task->dir[iser_dir] = 1;
171         dev = iser_task->iser_conn->ib_conn.device->ib_device;
172
173         data->dma_nents = ib_dma_map_sg(dev, data->sg, data->size, dma_dir);
174         if (data->dma_nents == 0) {
175                 iser_err("dma_map_sg failed!!!\n");
176                 return -EINVAL;
177         }
178         return 0;
179 }
180
181 void iser_dma_unmap_task_data(struct iscsi_iser_task *iser_task,
182                               struct iser_data_buf *data,
183                               enum dma_data_direction dir)
184 {
185         struct ib_device *dev;
186
187         dev = iser_task->iser_conn->ib_conn.device->ib_device;
188         ib_dma_unmap_sg(dev, data->sg, data->size, dir);
189 }
190
191 static int
192 iser_reg_dma(struct iser_device *device, struct iser_data_buf *mem,
193              struct iser_mem_reg *reg)
194 {
195         struct scatterlist *sg = mem->sg;
196
197         reg->sge.lkey = device->pd->local_dma_lkey;
198         /*
199          * FIXME: rework the registration code path to differentiate
200          * rkey/lkey use cases
201          */
202         reg->rkey = device->mr ? device->mr->rkey : 0;
203         reg->sge.addr = ib_sg_dma_address(device->ib_device, &sg[0]);
204         reg->sge.length = ib_sg_dma_len(device->ib_device, &sg[0]);
205
206         iser_dbg("Single DMA entry: lkey=0x%x, rkey=0x%x, addr=0x%llx,"
207                  " length=0x%x\n", reg->sge.lkey, reg->rkey,
208                  reg->sge.addr, reg->sge.length);
209
210         return 0;
211 }
212
213 static int iser_set_page(struct ib_mr *mr, u64 addr)
214 {
215         struct iser_page_vec *page_vec =
216                 container_of(mr, struct iser_page_vec, fake_mr);
217
218         page_vec->pages[page_vec->npages++] = addr;
219
220         return 0;
221 }
222
223 static
224 int iser_fast_reg_fmr(struct iscsi_iser_task *iser_task,
225                       struct iser_data_buf *mem,
226                       struct iser_reg_resources *rsc,
227                       struct iser_mem_reg *reg)
228 {
229         struct ib_conn *ib_conn = &iser_task->iser_conn->ib_conn;
230         struct iser_device *device = ib_conn->device;
231         struct iser_page_vec *page_vec = rsc->page_vec;
232         struct ib_fmr_pool *fmr_pool = rsc->fmr_pool;
233         struct ib_pool_fmr *fmr;
234         int ret, plen;
235
236         page_vec->npages = 0;
237         page_vec->fake_mr.page_size = SIZE_4K;
238         plen = ib_sg_to_pages(&page_vec->fake_mr, mem->sg,
239                               mem->size, iser_set_page);
240         if (unlikely(plen < mem->size)) {
241                 iser_err("page vec too short to hold this SG\n");
242                 iser_data_buf_dump(mem, device->ib_device);
243                 iser_dump_page_vec(page_vec);
244                 return -EINVAL;
245         }
246
247         fmr  = ib_fmr_pool_map_phys(fmr_pool, page_vec->pages,
248                                     page_vec->npages, page_vec->pages[0]);
249         if (IS_ERR(fmr)) {
250                 ret = PTR_ERR(fmr);
251                 iser_err("ib_fmr_pool_map_phys failed: %d\n", ret);
252                 return ret;
253         }
254
255         reg->sge.lkey = fmr->fmr->lkey;
256         reg->rkey = fmr->fmr->rkey;
257         reg->sge.addr = page_vec->fake_mr.iova;
258         reg->sge.length = page_vec->fake_mr.length;
259         reg->mem_h = fmr;
260
261         iser_dbg("fmr reg: lkey=0x%x, rkey=0x%x, addr=0x%llx,"
262                  " length=0x%x\n", reg->sge.lkey, reg->rkey,
263                  reg->sge.addr, reg->sge.length);
264
265         return 0;
266 }
267
268 /**
269  * Unregister (previosuly registered using FMR) memory.
270  * If memory is non-FMR does nothing.
271  */
272 void iser_unreg_mem_fmr(struct iscsi_iser_task *iser_task,
273                         enum iser_data_dir cmd_dir)
274 {
275         struct iser_mem_reg *reg = &iser_task->rdma_reg[cmd_dir];
276         int ret;
277
278         if (!reg->mem_h)
279                 return;
280
281         iser_dbg("PHYSICAL Mem.Unregister mem_h %p\n", reg->mem_h);
282
283         ret = ib_fmr_pool_unmap((struct ib_pool_fmr *)reg->mem_h);
284         if (ret)
285                 iser_err("ib_fmr_pool_unmap failed %d\n", ret);
286
287         reg->mem_h = NULL;
288 }
289
290 void iser_unreg_mem_fastreg(struct iscsi_iser_task *iser_task,
291                             enum iser_data_dir cmd_dir)
292 {
293         struct iser_device *device = iser_task->iser_conn->ib_conn.device;
294         struct iser_mem_reg *reg = &iser_task->rdma_reg[cmd_dir];
295
296         if (!reg->mem_h)
297                 return;
298
299         device->reg_ops->reg_desc_put(&iser_task->iser_conn->ib_conn,
300                                      reg->mem_h);
301         reg->mem_h = NULL;
302 }
303
304 static void
305 iser_set_dif_domain(struct scsi_cmnd *sc, struct ib_sig_attrs *sig_attrs,
306                     struct ib_sig_domain *domain)
307 {
308         domain->sig_type = IB_SIG_TYPE_T10_DIF;
309         domain->sig.dif.pi_interval = scsi_prot_interval(sc);
310         domain->sig.dif.ref_tag = scsi_prot_ref_tag(sc);
311         /*
312          * At the moment we hard code those, but in the future
313          * we will take them from sc.
314          */
315         domain->sig.dif.apptag_check_mask = 0xffff;
316         domain->sig.dif.app_escape = true;
317         domain->sig.dif.ref_escape = true;
318         if (sc->prot_flags & SCSI_PROT_REF_INCREMENT)
319                 domain->sig.dif.ref_remap = true;
320 };
321
322 static int
323 iser_set_sig_attrs(struct scsi_cmnd *sc, struct ib_sig_attrs *sig_attrs)
324 {
325         switch (scsi_get_prot_op(sc)) {
326         case SCSI_PROT_WRITE_INSERT:
327         case SCSI_PROT_READ_STRIP:
328                 sig_attrs->mem.sig_type = IB_SIG_TYPE_NONE;
329                 iser_set_dif_domain(sc, sig_attrs, &sig_attrs->wire);
330                 sig_attrs->wire.sig.dif.bg_type = IB_T10DIF_CRC;
331                 break;
332         case SCSI_PROT_READ_INSERT:
333         case SCSI_PROT_WRITE_STRIP:
334                 sig_attrs->wire.sig_type = IB_SIG_TYPE_NONE;
335                 iser_set_dif_domain(sc, sig_attrs, &sig_attrs->mem);
336                 sig_attrs->mem.sig.dif.bg_type = sc->prot_flags & SCSI_PROT_IP_CHECKSUM ?
337                                                 IB_T10DIF_CSUM : IB_T10DIF_CRC;
338                 break;
339         case SCSI_PROT_READ_PASS:
340         case SCSI_PROT_WRITE_PASS:
341                 iser_set_dif_domain(sc, sig_attrs, &sig_attrs->wire);
342                 sig_attrs->wire.sig.dif.bg_type = IB_T10DIF_CRC;
343                 iser_set_dif_domain(sc, sig_attrs, &sig_attrs->mem);
344                 sig_attrs->mem.sig.dif.bg_type = sc->prot_flags & SCSI_PROT_IP_CHECKSUM ?
345                                                 IB_T10DIF_CSUM : IB_T10DIF_CRC;
346                 break;
347         default:
348                 iser_err("Unsupported PI operation %d\n",
349                          scsi_get_prot_op(sc));
350                 return -EINVAL;
351         }
352
353         return 0;
354 }
355
356 static inline void
357 iser_set_prot_checks(struct scsi_cmnd *sc, u8 *mask)
358 {
359         *mask = 0;
360         if (sc->prot_flags & SCSI_PROT_REF_CHECK)
361                 *mask |= ISER_CHECK_REFTAG;
362         if (sc->prot_flags & SCSI_PROT_GUARD_CHECK)
363                 *mask |= ISER_CHECK_GUARD;
364 }
365
366 static inline void
367 iser_inv_rkey(struct ib_send_wr *inv_wr,
368               struct ib_mr *mr,
369               struct ib_cqe *cqe)
370 {
371         inv_wr->opcode = IB_WR_LOCAL_INV;
372         inv_wr->wr_cqe = cqe;
373         inv_wr->ex.invalidate_rkey = mr->rkey;
374         inv_wr->send_flags = 0;
375         inv_wr->num_sge = 0;
376 }
377
378 static int
379 iser_reg_sig_mr(struct iscsi_iser_task *iser_task,
380                 struct iser_pi_context *pi_ctx,
381                 struct iser_mem_reg *data_reg,
382                 struct iser_mem_reg *prot_reg,
383                 struct iser_mem_reg *sig_reg)
384 {
385         struct iser_tx_desc *tx_desc = &iser_task->desc;
386         struct ib_sig_attrs *sig_attrs = &tx_desc->sig_attrs;
387         struct ib_cqe *cqe = &iser_task->iser_conn->ib_conn.reg_cqe;
388         struct ib_sig_handover_wr *wr;
389         struct ib_mr *mr = pi_ctx->sig_mr;
390         int ret;
391
392         memset(sig_attrs, 0, sizeof(*sig_attrs));
393         ret = iser_set_sig_attrs(iser_task->sc, sig_attrs);
394         if (ret)
395                 goto err;
396
397         iser_set_prot_checks(iser_task->sc, &sig_attrs->check_mask);
398
399         if (pi_ctx->sig_mr_valid)
400                 iser_inv_rkey(iser_tx_next_wr(tx_desc), mr, cqe);
401
402         ib_update_fast_reg_key(mr, ib_inc_rkey(mr->rkey));
403
404         wr = sig_handover_wr(iser_tx_next_wr(tx_desc));
405         wr->wr.opcode = IB_WR_REG_SIG_MR;
406         wr->wr.wr_cqe = cqe;
407         wr->wr.sg_list = &data_reg->sge;
408         wr->wr.num_sge = 1;
409         wr->wr.send_flags = 0;
410         wr->sig_attrs = sig_attrs;
411         wr->sig_mr = mr;
412         if (scsi_prot_sg_count(iser_task->sc))
413                 wr->prot = &prot_reg->sge;
414         else
415                 wr->prot = NULL;
416         wr->access_flags = IB_ACCESS_LOCAL_WRITE |
417                            IB_ACCESS_REMOTE_READ |
418                            IB_ACCESS_REMOTE_WRITE;
419         pi_ctx->sig_mr_valid = 1;
420
421         sig_reg->sge.lkey = mr->lkey;
422         sig_reg->rkey = mr->rkey;
423         sig_reg->sge.addr = 0;
424         sig_reg->sge.length = scsi_transfer_length(iser_task->sc);
425
426         iser_dbg("lkey=0x%x rkey=0x%x addr=0x%llx length=%u\n",
427                  sig_reg->sge.lkey, sig_reg->rkey, sig_reg->sge.addr,
428                  sig_reg->sge.length);
429 err:
430         return ret;
431 }
432
433 static int iser_fast_reg_mr(struct iscsi_iser_task *iser_task,
434                             struct iser_data_buf *mem,
435                             struct iser_reg_resources *rsc,
436                             struct iser_mem_reg *reg)
437 {
438         struct iser_tx_desc *tx_desc = &iser_task->desc;
439         struct ib_cqe *cqe = &iser_task->iser_conn->ib_conn.reg_cqe;
440         struct ib_mr *mr = rsc->mr;
441         struct ib_reg_wr *wr;
442         int n;
443
444         if (rsc->mr_valid)
445                 iser_inv_rkey(iser_tx_next_wr(tx_desc), mr, cqe);
446
447         ib_update_fast_reg_key(mr, ib_inc_rkey(mr->rkey));
448
449         n = ib_map_mr_sg(mr, mem->sg, mem->size, SIZE_4K);
450         if (unlikely(n != mem->size)) {
451                 iser_err("failed to map sg (%d/%d)\n",
452                          n, mem->size);
453                 return n < 0 ? n : -EINVAL;
454         }
455
456         wr = reg_wr(iser_tx_next_wr(tx_desc));
457         wr->wr.opcode = IB_WR_REG_MR;
458         wr->wr.wr_cqe = cqe;
459         wr->wr.send_flags = 0;
460         wr->wr.num_sge = 0;
461         wr->mr = mr;
462         wr->key = mr->rkey;
463         wr->access = IB_ACCESS_LOCAL_WRITE  |
464                      IB_ACCESS_REMOTE_WRITE |
465                      IB_ACCESS_REMOTE_READ;
466
467         rsc->mr_valid = 1;
468
469         reg->sge.lkey = mr->lkey;
470         reg->rkey = mr->rkey;
471         reg->sge.addr = mr->iova;
472         reg->sge.length = mr->length;
473
474         iser_dbg("lkey=0x%x rkey=0x%x addr=0x%llx length=0x%x\n",
475                  reg->sge.lkey, reg->rkey, reg->sge.addr, reg->sge.length);
476
477         return 0;
478 }
479
480 static int
481 iser_reg_prot_sg(struct iscsi_iser_task *task,
482                  struct iser_data_buf *mem,
483                  struct iser_fr_desc *desc,
484                  bool use_dma_key,
485                  struct iser_mem_reg *reg)
486 {
487         struct iser_device *device = task->iser_conn->ib_conn.device;
488
489         if (use_dma_key)
490                 return iser_reg_dma(device, mem, reg);
491
492         return device->reg_ops->reg_mem(task, mem, &desc->pi_ctx->rsc, reg);
493 }
494
495 static int
496 iser_reg_data_sg(struct iscsi_iser_task *task,
497                  struct iser_data_buf *mem,
498                  struct iser_fr_desc *desc,
499                  bool use_dma_key,
500                  struct iser_mem_reg *reg)
501 {
502         struct iser_device *device = task->iser_conn->ib_conn.device;
503
504         if (use_dma_key)
505                 return iser_reg_dma(device, mem, reg);
506
507         return device->reg_ops->reg_mem(task, mem, &desc->rsc, reg);
508 }
509
510 int iser_reg_rdma_mem(struct iscsi_iser_task *task,
511                       enum iser_data_dir dir,
512                       bool all_imm)
513 {
514         struct ib_conn *ib_conn = &task->iser_conn->ib_conn;
515         struct iser_device *device = ib_conn->device;
516         struct iser_data_buf *mem = &task->data[dir];
517         struct iser_mem_reg *reg = &task->rdma_reg[dir];
518         struct iser_mem_reg *data_reg;
519         struct iser_fr_desc *desc = NULL;
520         bool use_dma_key;
521         int err;
522
523         use_dma_key = mem->dma_nents == 1 && (all_imm || !iser_always_reg) &&
524                       scsi_get_prot_op(task->sc) == SCSI_PROT_NORMAL;
525
526         if (!use_dma_key) {
527                 desc = device->reg_ops->reg_desc_get(ib_conn);
528                 reg->mem_h = desc;
529         }
530
531         if (scsi_get_prot_op(task->sc) == SCSI_PROT_NORMAL)
532                 data_reg = reg;
533         else
534                 data_reg = &task->desc.data_reg;
535
536         err = iser_reg_data_sg(task, mem, desc, use_dma_key, data_reg);
537         if (unlikely(err))
538                 goto err_reg;
539
540         if (scsi_get_prot_op(task->sc) != SCSI_PROT_NORMAL) {
541                 struct iser_mem_reg *prot_reg = &task->desc.prot_reg;
542
543                 if (scsi_prot_sg_count(task->sc)) {
544                         mem = &task->prot[dir];
545                         err = iser_reg_prot_sg(task, mem, desc,
546                                                use_dma_key, prot_reg);
547                         if (unlikely(err))
548                                 goto err_reg;
549                 }
550
551                 err = iser_reg_sig_mr(task, desc->pi_ctx, data_reg,
552                                       prot_reg, reg);
553                 if (unlikely(err))
554                         goto err_reg;
555
556                 desc->pi_ctx->sig_protected = 1;
557         }
558
559         return 0;
560
561 err_reg:
562         if (desc)
563                 device->reg_ops->reg_desc_put(ib_conn, desc);
564
565         return err;
566 }
567
568 void iser_unreg_rdma_mem(struct iscsi_iser_task *task,
569                          enum iser_data_dir dir)
570 {
571         struct iser_device *device = task->iser_conn->ib_conn.device;
572
573         device->reg_ops->unreg_mem(task, dir);
574 }