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 #define SDMA_REQ_IN_USE     0
 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(struct rb_root *, struct mmu_rb_node *);
 309 static void sdma_rb_remove(struct rb_root *, struct mmu_rb_node *,
 310                            struct mm_struct *);
 311 static int sdma_rb_invalidate(struct rb_root *, 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         INIT_LIST_HEAD(&pq->list);
 401         pq->dd = dd;
 402         pq->ctxt = uctxt->ctxt;
 403         pq->subctxt = fd->subctxt;
 404         pq->n_max_reqs = hfi1_sdma_comp_ring_size;
 405         pq->state = SDMA_PKT_Q_INACTIVE;
 406         atomic_set(&pq->n_reqs, 0);
 407         init_waitqueue_head(&pq->wait);
 408         pq->sdma_rb_root = RB_ROOT;
 409         INIT_LIST_HEAD(&pq->evict);
 410         spin_lock_init(&pq->evict_lock);
 411
 412         iowait_init(&pq->busy, 0, NULL, defer_packet_queue,
 413                     activate_packet_queue, NULL);
 414         pq->reqidx = 0;
 415         snprintf(buf, 64, "txreq-kmem-cache-%u-%u-%u", dd->unit, uctxt->ctxt,
 416                  fd->subctxt);
 417         pq->txreq_cache = kmem_cache_create(buf,
 418                                sizeof(struct user_sdma_txreq),
 419                                             L1_CACHE_BYTES,
 420                                             SLAB_HWCACHE_ALIGN,
 421                                             sdma_kmem_cache_ctor);
 422         if (!pq->txreq_cache) {
 423                 dd_dev_err(dd, "[%u] Failed to allocate TxReq cache\n",
 424                            uctxt->ctxt);
 425                 goto pq_txreq_nomem;
 426         }
 427         fd->pq = pq;
 428         cq = kzalloc(sizeof(*cq), GFP_KERNEL);
 429         if (!cq)
 430                 goto cq_nomem;
 431
 432         memsize = PAGE_ALIGN(sizeof(*cq->comps) * hfi1_sdma_comp_ring_size);
 433         cq->comps = vmalloc_user(memsize);
 434         if (!cq->comps)
 435                 goto cq_comps_nomem;
 436
 437         cq->nentries = hfi1_sdma_comp_ring_size;
 438         fd->cq = cq;
 439
 440         ret = hfi1_mmu_rb_register(&pq->sdma_rb_root, &sdma_rb_ops);
 441         if (ret) {
 442                 dd_dev_err(dd, "Failed to register with MMU %d", ret);
 443                 goto done;
 444         }
 445
 446         spin_lock_irqsave(&uctxt->sdma_qlock, flags);
 447         list_add(&pq->list, &uctxt->sdma_queues);
 448         spin_unlock_irqrestore(&uctxt->sdma_qlock, flags);
 449         goto done;
 450
 451 cq_comps_nomem:
 452         kfree(cq);
 453 cq_nomem:
 454         kmem_cache_destroy(pq->txreq_cache);
 455 pq_txreq_nomem:
 456         kfree(pq->reqs);
 457 pq_reqs_nomem:
 458         kfree(pq);
 459         fd->pq = NULL;
 460 pq_nomem:
 461         ret = -ENOMEM;
 462 done:
 463         return ret;
 464 }
 465
 466 int hfi1_user_sdma_free_queues(struct hfi1_filedata *fd)
 467 {
 468         struct hfi1_ctxtdata *uctxt = fd->uctxt;
 469         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
 470         unsigned long flags;
 471
 472         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Freeing user SDMA queues", uctxt->dd->unit,
 473                   uctxt->ctxt, fd->subctxt);
 474         pq = fd->pq;
 475         hfi1_mmu_rb_unregister(&pq->sdma_rb_root);
 476         if (pq) {
 477                 spin_lock_irqsave(&uctxt->sdma_qlock, flags);
 478                 if (!list_empty(&pq->list))
 479                         list_del_init(&pq->list);
 480                 spin_unlock_irqrestore(&uctxt->sdma_qlock, flags);
 481                 iowait_sdma_drain(&pq->busy);
 482                 /* Wait until all requests have been freed. */
 483                 wait_event_interruptible(
 484                         pq->wait,
 485                         (ACCESS_ONCE(pq->state) == SDMA_PKT_Q_INACTIVE));
 486                 kfree(pq->reqs);
 487                 kmem_cache_destroy(pq->txreq_cache);
 488                 kfree(pq);
 489                 fd->pq = NULL;
 490         }
 491         if (fd->cq) {
 492                 vfree(fd->cq->comps);
 493                 kfree(fd->cq);
 494                 fd->cq = NULL;
 495         }
 496         return 0;
 497 }
 498
 499 int hfi1_user_sdma_process_request(struct file *fp, struct iovec *iovec,
 500                                    unsigned long dim, unsigned long *count)
 501 {
 502         int ret = 0, i = 0;
 503         struct hfi1_filedata *fd = fp->private_data;
 504         struct hfi1_ctxtdata *uctxt = fd->uctxt;
 505         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = fd->pq;
 506         struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq = fd->cq;
 507         struct hfi1_devdata *dd = pq->dd;
 508         unsigned long idx = 0;
 509         u8 pcount = initial_pkt_count;
 510         struct sdma_req_info info;
 511         struct user_sdma_request *req;
 512         u8 opcode, sc, vl;
 513         int req_queued = 0;
 514
 515         if (iovec[idx].iov_len < sizeof(info) + sizeof(req->hdr)) {
 516                 hfi1_cdbg(
 517                    SDMA,
 518                    "[%u:%u:%u] First vector not big enough for header %lu/%lu",
 519                    dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt,
 520                    iovec[idx].iov_len, sizeof(info) + sizeof(req->hdr));
 521                 return -EINVAL;
 522         }
 523         ret = copy_from_user(&info, iovec[idx].iov_base, sizeof(info));
 524         if (ret) {
 525                 hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Failed to copy info QW (%d)",
 526                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt, ret);
 527                 return -EFAULT;
 528         }
 529
 530         trace_hfi1_sdma_user_reqinfo(dd, uctxt->ctxt, fd->subctxt,
 531                                      (u16 *)&info);
 532         if (cq->comps[info.comp_idx].status == QUEUED ||
 533             test_bit(SDMA_REQ_IN_USE, &pq->reqs[info.comp_idx].flags)) {
 534                 hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Entry %u is in QUEUED state",
 535                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt,
 536                           info.comp_idx);
 537                 return -EBADSLT;
 538         }
 539         if (!info.fragsize) {
 540                 hfi1_cdbg(SDMA,
 541                           "[%u:%u:%u:%u] Request does not specify fragsize",
 542                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt, info.comp_idx);
 543                 return -EINVAL;
 544         }
 545         /*
 546          * We've done all the safety checks that we can up to this point,
 547          * "allocate" the request entry.
 548          */
 549         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Using req/comp entry %u\n", dd->unit,
 550                   uctxt->ctxt, fd->subctxt, info.comp_idx);
 551         req = pq->reqs + info.comp_idx;
 552         memset(req, 0, sizeof(*req));
 553         /* Mark the request as IN_USE before we start filling it in. */
 554         set_bit(SDMA_REQ_IN_USE, &req->flags);
 555         req->data_iovs = req_iovcnt(info.ctrl) - 1;
 556         req->pq = pq;
 557         req->cq = cq;
 558         req->status = -1;
 559         INIT_LIST_HEAD(&req->txps);
 560
 561         memcpy(&req->info, &info, sizeof(info));
 562
 563         if (req_opcode(info.ctrl) == EXPECTED)
 564                 req->data_iovs--;
 565
 566         if (!info.npkts || req->data_iovs > MAX_VECTORS_PER_REQ) {
 567                 SDMA_DBG(req, "Too many vectors (%u/%u)", req->data_iovs,
 568                          MAX_VECTORS_PER_REQ);
 569                 return -EINVAL;
 570         }
 571         /* Copy the header from the user buffer */
 572         ret = copy_from_user(&req->hdr, iovec[idx].iov_base + sizeof(info),
 573                              sizeof(req->hdr));
 574         if (ret) {
 575                 SDMA_DBG(req, "Failed to copy header template (%d)", ret);
 576                 ret = -EFAULT;
 577                 goto free_req;
 578         }
 579
 580         /* If Static rate control is not enabled, sanitize the header. */
 581         if (!HFI1_CAP_IS_USET(STATIC_RATE_CTRL))
 582                 req->hdr.pbc[2] = 0;
 583
 584         /* Validate the opcode. Do not trust packets from user space blindly. */
 585         opcode = (be32_to_cpu(req->hdr.bth[0]) >> 24) & 0xff;
 586         if ((opcode & USER_OPCODE_CHECK_MASK) !=
 587              USER_OPCODE_CHECK_VAL) {
 588                 SDMA_DBG(req, "Invalid opcode (%d)", opcode);
 589                 ret = -EINVAL;
 590                 goto free_req;
 591         }
 592         /*
 593          * Validate the vl. Do not trust packets from user space blindly.
 594          * VL comes from PBC, SC comes from LRH, and the VL needs to
 595          * match the SC look up.
 596          */
 597         vl = (le16_to_cpu(req->hdr.pbc[0]) >> 12) & 0xF;
 598         sc = (((be16_to_cpu(req->hdr.lrh[0]) >> 12) & 0xF) |
 599               (((le16_to_cpu(req->hdr.pbc[1]) >> 14) & 0x1) << 4));
 600         if (vl >= dd->pport->vls_operational ||
 601             vl != sc_to_vlt(dd, sc)) {
 602                 SDMA_DBG(req, "Invalid SC(%u)/VL(%u)", sc, vl);
 603                 ret = -EINVAL;
 604                 goto free_req;
 605         }
 606
 607         /* Checking P_KEY for requests from user-space */
 608         if (egress_pkey_check(dd->pport, req->hdr.lrh, req->hdr.bth, sc,
 609                               PKEY_CHECK_INVALID)) {
 610                 ret = -EINVAL;
 611                 goto free_req;
 612         }
 613
 614         /*
 615          * Also should check the BTH.lnh. If it says the next header is GRH then
 616          * the RXE parsing will be off and will land in the middle of the KDETH
 617          * or miss it entirely.
 618          */
 619         if ((be16_to_cpu(req->hdr.lrh[0]) & 0x3) == HFI1_LRH_GRH) {
 620                 SDMA_DBG(req, "User tried to pass in a GRH");
 621                 ret = -EINVAL;
 622                 goto free_req;
 623         }
 624
 625         req->koffset = le32_to_cpu(req->hdr.kdeth.swdata[6]);
 626         /*
 627          * Calculate the initial TID offset based on the values of
 628          * KDETH.OFFSET and KDETH.OM that are passed in.
 629          */
 630         req->tidoffset = KDETH_GET(req->hdr.kdeth.ver_tid_offset, OFFSET) *
 631                 (KDETH_GET(req->hdr.kdeth.ver_tid_offset, OM) ?
 632                  KDETH_OM_LARGE : KDETH_OM_SMALL);
 633         SDMA_DBG(req, "Initial TID offset %u", req->tidoffset);
 634         idx++;
 635
 636         /* Save all the IO vector structures */
 637         while (i < req->data_iovs) {
 638                 INIT_LIST_HEAD(&req->iovs[i].list);
 639                 memcpy(&req->iovs[i].iov, iovec + idx++, sizeof(struct iovec));
 640                 ret = pin_vector_pages(req, &req->iovs[i]);
 641                 if (ret) {
 642                         req->status = ret;
 643                         goto free_req;
 644                 }
 645                 req->data_len += req->iovs[i++].iov.iov_len;
 646         }
 647         SDMA_DBG(req, "total data length %u", req->data_len);
 648
 649         if (pcount > req->info.npkts)
 650                 pcount = req->info.npkts;
 651         /*
 652          * Copy any TID info
 653          * User space will provide the TID info only when the
 654          * request type is EXPECTED. This is true even if there is
 655          * only one packet in the request and the header is already
 656          * setup. The reason for the singular TID case is that the
 657          * driver needs to perform safety checks.
 658          */
 659         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
 660                 u16 ntids = iovec[idx].iov_len / sizeof(*req->tids);
 661
 662                 if (!ntids || ntids > MAX_TID_PAIR_ENTRIES) {
 663                         ret = -EINVAL;
 664                         goto free_req;
 665                 }
 666                 req->tids = kcalloc(ntids, sizeof(*req->tids), GFP_KERNEL);
 667                 if (!req->tids) {
 668                         ret = -ENOMEM;
 669                         goto free_req;
 670                 }
 671                 /*
 672                  * We have to copy all of the tids because they may vary
 673                  * in size and, therefore, the TID count might not be
 674                  * equal to the pkt count. However, there is no way to
 675                  * tell at this point.
 676                  */
 677                 ret = copy_from_user(req->tids, iovec[idx].iov_base,
 678                                      ntids * sizeof(*req->tids));
 679                 if (ret) {
 680                         SDMA_DBG(req, "Failed to copy %d TIDs (%d)",
 681                                  ntids, ret);
 682                         ret = -EFAULT;
 683                         goto free_req;
 684                 }
 685                 req->n_tids = ntids;
 686                 idx++;
 687         }
 688
 689         /* Have to select the engine */
 690         req->sde = sdma_select_engine_vl(dd,
 691                                          (u32)(uctxt->ctxt + fd->subctxt),
 692                                          vl);
 693         if (!req->sde || !sdma_running(req->sde)) {
 694                 ret = -ECOMM;
 695                 goto free_req;
 696         }
 697
 698         /* We don't need an AHG entry if the request contains only one packet */
 699         if (req->info.npkts > 1 && HFI1_CAP_IS_USET(SDMA_AHG)) {
 700                 int ahg = sdma_ahg_alloc(req->sde);
 701
 702                 if (likely(ahg >= 0)) {
 703                         req->ahg_idx = (u8)ahg;
 704                         set_bit(SDMA_REQ_HAVE_AHG, &req->flags);
 705                 }
 706         }
 707
 708         set_comp_state(pq, cq, info.comp_idx, QUEUED, 0);
 709         atomic_inc(&pq->n_reqs);
 710         req_queued = 1;
 711         /* Send the first N packets in the request to buy us some time */
 712         ret = user_sdma_send_pkts(req, pcount);
 713         if (unlikely(ret < 0 && ret != -EBUSY)) {
 714                 req->status = ret;
 715                 goto free_req;
 716         }
 717
 718         /*
 719          * It is possible that the SDMA engine would have processed all the
 720          * submitted packets by the time we get here. Therefore, only set
 721          * packet queue state to ACTIVE if there are still uncompleted
 722          * requests.
 723          */
 724         if (atomic_read(&pq->n_reqs))
 725                 xchg(&pq->state, SDMA_PKT_Q_ACTIVE);
 726
 727         /*
 728          * This is a somewhat blocking send implementation.
 729          * The driver will block the caller until all packets of the
 730          * request have been submitted to the SDMA engine. However, it
 731          * will not wait for send completions.
 732          */
 733         while (!test_bit(SDMA_REQ_SEND_DONE, &req->flags)) {
 734                 ret = user_sdma_send_pkts(req, pcount);
 735                 if (ret < 0) {
 736                         if (ret != -EBUSY) {
 737                                 req->status = ret;
 738                                 set_bit(SDMA_REQ_DONE_ERROR, &req->flags);
 739                                 if (ACCESS_ONCE(req->seqcomp) ==
 740                                     req->seqsubmitted - 1)
 741                                         goto free_req;
 742                                 return ret;
 743                         }
 744                         wait_event_interruptible_timeout(
 745                                 pq->busy.wait_dma,
 746                                 (pq->state == SDMA_PKT_Q_ACTIVE),
 747                                 msecs_to_jiffies(
 748                                         SDMA_IOWAIT_TIMEOUT));
 749                 }
 750         }
 751         *count += idx;
 752         return 0;
 753 free_req:
 754         user_sdma_free_request(req, true);
 755         if (req_queued)
 756                 pq_update(pq);
 757         set_comp_state(pq, cq, info.comp_idx, ERROR, req->status);
 758         return ret;
 759 }
 760
 761 static inline u32 compute_data_length(struct user_sdma_request *req,
 762                                       struct user_sdma_txreq *tx)
 763 {
 764         /*
 765          * Determine the proper size of the packet data.
 766          * The size of the data of the first packet is in the header
 767          * template. However, it includes the header and ICRC, which need
 768          * to be subtracted.
 769          * The size of the remaining packets is the minimum of the frag
 770          * size (MTU) or remaining data in the request.
 771          */
 772         u32 len;
 773
 774         if (!req->seqnum) {
 775                 len = ((be16_to_cpu(req->hdr.lrh[2]) << 2) -
 776                        (sizeof(tx->hdr) - 4));
 777         } else if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
 778                 u32 tidlen = EXP_TID_GET(req->tids[req->tididx], LEN) *
 779                         PAGE_SIZE;
 780                 /*
 781                  * Get the data length based on the remaining space in the
 782                  * TID pair.
 783                  */
 784                 len = min(tidlen - req->tidoffset, (u32)req->info.fragsize);
 785                 /* If we've filled up the TID pair, move to the next one. */
 786                 if (unlikely(!len) && ++req->tididx < req->n_tids &&
 787                     req->tids[req->tididx]) {
 788                         tidlen = EXP_TID_GET(req->tids[req->tididx],
 789                                              LEN) * PAGE_SIZE;
 790                         req->tidoffset = 0;
 791                         len = min_t(u32, tidlen, req->info.fragsize);
 792                 }
 793                 /*
 794                  * Since the TID pairs map entire pages, make sure that we
 795                  * are not going to try to send more data that we have
 796                  * remaining.
 797                  */
 798                 len = min(len, req->data_len - req->sent);
 799         } else {
 800                 len = min(req->data_len - req->sent, (u32)req->info.fragsize);
 801         }
 802         SDMA_DBG(req, "Data Length = %u", len);
 803         return len;
 804 }
 805
 806 static inline u32 get_lrh_len(struct hfi1_pkt_header hdr, u32 len)
 807 {
 808         /* (Size of complete header - size of PBC) + 4B ICRC + data length */
 809         return ((sizeof(hdr) - sizeof(hdr.pbc)) + 4 + len);
 810 }
 811
 812 static int user_sdma_send_pkts(struct user_sdma_request *req, unsigned maxpkts)
 813 {
 814         int ret = 0;
 815         unsigned npkts = 0;
 816         struct user_sdma_txreq *tx = NULL;
 817         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = NULL;
 818         struct user_sdma_iovec *iovec = NULL;
 819
 820         if (!req->pq)
 821                 return -EINVAL;
 822
 823         pq = req->pq;
 824
 825         /* If tx completion has reported an error, we are done. */
 826         if (test_bit(SDMA_REQ_HAS_ERROR, &req->flags)) {
 827                 set_bit(SDMA_REQ_DONE_ERROR, &req->flags);
 828                 return -EFAULT;
 829         }
 830
 831         /*
 832          * Check if we might have sent the entire request already
 833          */
 834         if (unlikely(req->seqnum == req->info.npkts)) {
 835                 if (!list_empty(&req->txps))
 836                         goto dosend;
 837                 return ret;
 838         }
 839
 840         if (!maxpkts || maxpkts > req->info.npkts - req->seqnum)
 841                 maxpkts = req->info.npkts - req->seqnum;
 842
 843         while (npkts < maxpkts) {
 844                 u32 datalen = 0, queued = 0, data_sent = 0;
 845                 u64 iov_offset = 0;
 846
 847                 /*
 848                  * Check whether any of the completions have come back
 849                  * with errors. If so, we are not going to process any
 850                  * more packets from this request.
 851                  */
 852                 if (test_bit(SDMA_REQ_HAS_ERROR, &req->flags)) {
 853                         set_bit(SDMA_REQ_DONE_ERROR, &req->flags);
 854                         return -EFAULT;
 855                 }
 856
 857                 tx = kmem_cache_alloc(pq->txreq_cache, GFP_KERNEL);
 858                 if (!tx)
 859                         return -ENOMEM;
 860
 861                 tx->flags = 0;
 862                 tx->req = req;
 863                 tx->busycount = 0;
 864                 INIT_LIST_HEAD(&tx->list);
 865
 866                 if (req->seqnum == req->info.npkts - 1)
 867                         tx->flags |= TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT;
 868
 869                 /*
 870                  * Calculate the payload size - this is min of the fragment
 871                  * (MTU) size or the remaining bytes in the request but only
 872                  * if we have payload data.
 873                  */
 874                 if (req->data_len) {
 875                         iovec = &req->iovs[req->iov_idx];
 876                         if (ACCESS_ONCE(iovec->offset) == iovec->iov.iov_len) {
 877                                 if (++req->iov_idx == req->data_iovs) {
 878                                         ret = -EFAULT;
 879                                         goto free_txreq;
 880                                 }
 881                                 iovec = &req->iovs[req->iov_idx];
 882                                 WARN_ON(iovec->offset);
 883                         }
 884
 885                         datalen = compute_data_length(req, tx);
 886                         if (!datalen) {
 887                                 SDMA_DBG(req,
 888                                          "Request has data but pkt len is 0");
 889                                 ret = -EFAULT;
 890                                 goto free_tx;
 891                         }
 892                 }
 893
 894                 if (test_bit(SDMA_REQ_HAVE_AHG, &req->flags)) {
 895                         if (!req->seqnum) {
 896                                 u16 pbclen = le16_to_cpu(req->hdr.pbc[0]);
 897                                 u32 lrhlen = get_lrh_len(req->hdr, datalen);
 898                                 /*
 899                                  * Copy the request header into the tx header
 900                                  * because the HW needs a cacheline-aligned
 901                                  * address.
 902                                  * This copy can be optimized out if the hdr
 903                                  * member of user_sdma_request were also
 904                                  * cacheline aligned.
 905                                  */
 906                                 memcpy(&tx->hdr, &req->hdr, sizeof(tx->hdr));
 907                                 if (PBC2LRH(pbclen) != lrhlen) {
 908                                         pbclen = (pbclen & 0xf000) |
 909                                                 LRH2PBC(lrhlen);
 910                                         tx->hdr.pbc[0] = cpu_to_le16(pbclen);
 911                                 }
 912                                 ret = sdma_txinit_ahg(&tx->txreq,
 913                                                       SDMA_TXREQ_F_AHG_COPY,
 914                                                       sizeof(tx->hdr) + datalen,
 915                                                       req->ahg_idx, 0, NULL, 0,
 916                                                       user_sdma_txreq_cb);
 917                                 if (ret)
 918                                         goto free_tx;
 919                                 ret = sdma_txadd_kvaddr(pq->dd, &tx->txreq,
 920                                                         &tx->hdr,
 921                                                         sizeof(tx->hdr));
 922                                 if (ret)
 923                                         goto free_txreq;
 924                         } else {
 925                                 int changes;
 926
 927                                 changes = set_txreq_header_ahg(req, tx,
 928                                                                datalen);
 929                                 if (changes < 0)
 930                                         goto free_tx;
 931                                 sdma_txinit_ahg(&tx->txreq,
 932                                                 SDMA_TXREQ_F_USE_AHG,
 933                                                 datalen, req->ahg_idx, changes,
 934                                                 req->ahg, sizeof(req->hdr),
 935                                                 user_sdma_txreq_cb);
 936                         }
 937                 } else {
 938                         ret = sdma_txinit(&tx->txreq, 0, sizeof(req->hdr) +
 939                                           datalen, user_sdma_txreq_cb);
 940                         if (ret)
 941                                 goto free_tx;
 942                         /*
 943                          * Modify the header for this packet. This only needs
 944                          * to be done if we are not going to use AHG. Otherwise,
 945                          * the HW will do it based on the changes we gave it
 946                          * during sdma_txinit_ahg().
 947                          */
 948                         ret = set_txreq_header(req, tx, datalen);
 949                         if (ret)
 950                                 goto free_txreq;
 951                 }
 952
 953                 /*
 954                  * If the request contains any data vectors, add up to
 955                  * fragsize bytes to the descriptor.
 956                  */
 957                 while (queued < datalen &&
 958                        (req->sent + data_sent) < req->data_len) {
 959                         unsigned long base, offset;
 960                         unsigned pageidx, len;
 961
 962                         base = (unsigned long)iovec->iov.iov_base;
 963                         offset = offset_in_page(base + iovec->offset +
 964                                                 iov_offset);
 965                         pageidx = (((iovec->offset + iov_offset +
 966                                      base) - (base & PAGE_MASK)) >> PAGE_SHIFT);
 967                         len = offset + req->info.fragsize > PAGE_SIZE ?
 968                                 PAGE_SIZE - offset : req->info.fragsize;
 969                         len = min((datalen - queued), len);
 970                         ret = sdma_txadd_page(pq->dd, &tx->txreq,
 971                                               iovec->pages[pageidx],
 972                                               offset, len);
 973                         if (ret) {
 974                                 SDMA_DBG(req, "SDMA txreq add page failed %d\n",
 975                                          ret);
 976                                 goto free_txreq;
 977                         }
 978                         iov_offset += len;
 979                         queued += len;
 980                         data_sent += len;
 981                         if (unlikely(queued < datalen &&
 982                                      pageidx == iovec->npages &&
 983                                      req->iov_idx < req->data_iovs - 1)) {
 984                                 iovec->offset += iov_offset;
 985                                 iovec = &req->iovs[++req->iov_idx];
 986                                 iov_offset = 0;
 987                         }
 988                 }
 989                 /*
 990                  * The txreq was submitted successfully so we can update
 991                  * the counters.
 992                  */
 993                 req->koffset += datalen;
 994                 if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED)
 995                         req->tidoffset += datalen;
 996                 req->sent += data_sent;
 997                 if (req->data_len)
 998                         iovec->offset += iov_offset;
 999                 list_add_tail(&tx->txreq.list, &req->txps);
1000                 /*
1001                  * It is important to increment this here as it is used to
1002                  * generate the BTH.PSN and, therefore, can't be bulk-updated
1003                  * outside of the loop.
1004                  */
1005                 tx->seqnum = req->seqnum++;
1006                 npkts++;
1007         }
1008 dosend:
1009         ret = sdma_send_txlist(req->sde, &pq->busy, &req->txps);
1010         if (list_empty(&req->txps)) {
1011                 req->seqsubmitted = req->seqnum;
1012                 if (req->seqnum == req->info.npkts) {
1013                         set_bit(SDMA_REQ_SEND_DONE, &req->flags);
1014                         /*
1015                          * The txreq has already been submitted to the HW queue
1016                          * so we can free the AHG entry now. Corruption will not
1017                          * happen due to the sequential manner in which
1018                          * descriptors are processed.
1019                          */
1020                         if (test_bit(SDMA_REQ_HAVE_AHG, &req->flags))
1021                                 sdma_ahg_free(req->sde, req->ahg_idx);
1022                 }
1023         } else if (ret > 0) {
1024                 req->seqsubmitted += ret;
1025                 ret = 0;
1026         }
1027         return ret;
1028
1029 free_txreq:
1030         sdma_txclean(pq->dd, &tx->txreq);
1031 free_tx:
1032         kmem_cache_free(pq->txreq_cache, tx);
1033         return ret;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * How many pages in this iovec element?
1038  */
1039 static inline int num_user_pages(const struct iovec *iov)
1040 {
1041         const unsigned long addr  = (unsigned long)iov->iov_base;
1042         const unsigned long len   = iov->iov_len;
1043         const unsigned long spage = addr & PAGE_MASK;
1044         const unsigned long epage = (addr + len - 1) & PAGE_MASK;
1045
1046         return 1 + ((epage - spage) >> PAGE_SHIFT);
1047 }
1048
1049 static u32 sdma_cache_evict(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq, u32 npages)
1050 {
1051         u32 cleared = 0;
1052         struct sdma_mmu_node *node, *ptr;
1053         struct list_head to_evict = LIST_HEAD_INIT(to_evict);
1054
1055         spin_lock(&pq->evict_lock);
1056         list_for_each_entry_safe_reverse(node, ptr, &pq->evict, list) {
1057                 /* Make sure that no one is still using the node. */
1058                 if (!atomic_read(&node->refcount)) {
1059                         set_bit(SDMA_CACHE_NODE_EVICT, &node->flags);
1060                         list_del_init(&node->list);
1061                         list_add(&node->list, &to_evict);
1062                         cleared += node->npages;
1063                         if (cleared >= npages)
1064                                 break;
1065                 }
1066         }
1067         spin_unlock(&pq->evict_lock);
1068
1069         list_for_each_entry_safe(node, ptr, &to_evict, list)
1070                 hfi1_mmu_rb_remove(&pq->sdma_rb_root, &node->rb);
1071
1072         return cleared;
1073 }
1074
1075 static int pin_vector_pages(struct user_sdma_request *req,
1076                             struct user_sdma_iovec *iovec) {
1077         int ret = 0, pinned, npages, cleared;
1078         struct page **pages;
1079         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
1080         struct sdma_mmu_node *node = NULL;
1081         struct mmu_rb_node *rb_node;
1082
1083         rb_node = hfi1_mmu_rb_extract(&pq->sdma_rb_root,
1084                                       (unsigned long)iovec->iov.iov_base,
1085                                       iovec->iov.iov_len);
1086         if (rb_node && !IS_ERR(rb_node))
1087                 node = container_of(rb_node, struct sdma_mmu_node, rb);
1088         else
1089                 rb_node = NULL;
1090
1091         if (!node) {
1092                 node = kzalloc(sizeof(*node), GFP_KERNEL);
1093                 if (!node)
1094                         return -ENOMEM;
1095
1096                 node->rb.addr = (unsigned long)iovec->iov.iov_base;
1097                 node->pq = pq;
1098                 atomic_set(&node->refcount, 0);
1099                 INIT_LIST_HEAD(&node->list);
1100         }
1101
1102         npages = num_user_pages(&iovec->iov);
1103         if (node->npages < npages) {
1104                 pages = kcalloc(npages, sizeof(*pages), GFP_KERNEL);
1105                 if (!pages) {
1106                         SDMA_DBG(req, "Failed page array alloc");
1107                         ret = -ENOMEM;
1108                         goto bail;
1109                 }
1110                 memcpy(pages, node->pages, node->npages * sizeof(*pages));
1111
1112                 npages -= node->npages;
1113
1114                 /*
1115                  * If rb_node is NULL, it means that this is brand new node
1116                  * and, therefore not on the eviction list.
1117                  * If, however, the rb_node is non-NULL, it means that the
1118                  * node is already in RB tree and, therefore on the eviction
1119                  * list (nodes are unconditionally inserted in the eviction
1120                  * list). In that case, we have to remove the node prior to
1121                  * calling the eviction function in order to prevent it from
1122                  * freeing this node.
1123                  */
1124                 if (rb_node) {
1125                         spin_lock(&pq->evict_lock);
1126                         list_del_init(&node->list);
1127                         spin_unlock(&pq->evict_lock);
1128                 }
1129 retry:
1130                 if (!hfi1_can_pin_pages(pq->dd, pq->n_locked, npages)) {
1131                         cleared = sdma_cache_evict(pq, npages);
1132                         if (cleared >= npages)
1133                                 goto retry;
1134                 }
1135                 pinned = hfi1_acquire_user_pages(
1136                         ((unsigned long)iovec->iov.iov_base +
1137                          (node->npages * PAGE_SIZE)), npages, 0,
1138                         pages + node->npages);
1139                 if (pinned < 0) {
1140                         kfree(pages);
1141                         ret = pinned;
1142                         goto bail;
1143                 }
1144                 if (pinned != npages) {
1145                         unpin_vector_pages(current->mm, pages, node->npages,
1146                                            pinned);
1147                         ret = -EFAULT;
1148                         goto bail;
1149                 }
1150                 kfree(node->pages);
1151                 node->rb.len = iovec->iov.iov_len;
1152                 node->pages = pages;
1153                 node->npages += pinned;
1154                 npages = node->npages;
1155                 spin_lock(&pq->evict_lock);
1156                 list_add(&node->list, &pq->evict);
1157                 pq->n_locked += pinned;
1158                 spin_unlock(&pq->evict_lock);
1159         }
1160         iovec->pages = node->pages;
1161         iovec->npages = npages;
1162         iovec->node = node;
1163
1164         ret = hfi1_mmu_rb_insert(&req->pq->sdma_rb_root, &node->rb);
1165         if (ret) {
1166                 spin_lock(&pq->evict_lock);
1167                 if (!list_empty(&node->list))
1168                         list_del(&node->list);
1169                 pq->n_locked -= node->npages;
1170                 spin_unlock(&pq->evict_lock);
1171                 goto bail;
1172         }
1173         return 0;
1174 bail:
1175         if (rb_node)
1176                 unpin_vector_pages(current->mm, node->pages, 0, node->npages);
1177         kfree(node);
1178         return ret;
1179 }
1180
1181 static void unpin_vector_pages(struct mm_struct *mm, struct page **pages,
1182                                unsigned start, unsigned npages)
1183 {
1184         hfi1_release_user_pages(mm, pages + start, npages, 0);
1185         kfree(pages);
1186 }
1187
1188 static int check_header_template(struct user_sdma_request *req,
1189                                  struct hfi1_pkt_header *hdr, u32 lrhlen,
1190                                  u32 datalen)
1191 {
1192         /*
1193          * Perform safety checks for any type of packet:
1194          *    - transfer size is multiple of 64bytes
1195          *    - packet length is multiple of 4bytes
1196          *    - entire request length is multiple of 4bytes
1197          *    - packet length is not larger than MTU size
1198          *
1199          * These checks are only done for the first packet of the
1200          * transfer since the header is "given" to us by user space.
1201          * For the remainder of the packets we compute the values.
1202          */
1203         if (req->info.fragsize % PIO_BLOCK_SIZE ||
1204             lrhlen & 0x3 || req->data_len & 0x3  ||
1205             lrhlen > get_lrh_len(*hdr, req->info.fragsize))
1206                 return -EINVAL;
1207
1208         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
1209                 /*
1210                  * The header is checked only on the first packet. Furthermore,
1211                  * we ensure that at least one TID entry is copied when the
1212                  * request is submitted. Therefore, we don't have to verify that
1213                  * tididx points to something sane.
1214                  */
1215                 u32 tidval = req->tids[req->tididx],
1216                         tidlen = EXP_TID_GET(tidval, LEN) * PAGE_SIZE,
1217                         tididx = EXP_TID_GET(tidval, IDX),
1218                         tidctrl = EXP_TID_GET(tidval, CTRL),
1219                         tidoff;
1220                 __le32 kval = hdr->kdeth.ver_tid_offset;
1221
1222                 tidoff = KDETH_GET(kval, OFFSET) *
1223                           (KDETH_GET(req->hdr.kdeth.ver_tid_offset, OM) ?
1224                            KDETH_OM_LARGE : KDETH_OM_SMALL);
1225                 /*
1226                  * Expected receive packets have the following
1227                  * additional checks:
1228                  *     - offset is not larger than the TID size
1229                  *     - TIDCtrl values match between header and TID array
1230                  *     - TID indexes match between header and TID array
1231                  */
1232                 if ((tidoff + datalen > tidlen) ||
1233                     KDETH_GET(kval, TIDCTRL) != tidctrl ||
1234                     KDETH_GET(kval, TID) != tididx)
1235                         return -EINVAL;
1236         }
1237         return 0;
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Correctly set the BTH.PSN field based on type of
1242  * transfer - eager packets can just increment the PSN but
1243  * expected packets encode generation and sequence in the
1244  * BTH.PSN field so just incrementing will result in errors.
1245  */
1246 static inline u32 set_pkt_bth_psn(__be32 bthpsn, u8 expct, u32 frags)
1247 {
1248         u32 val = be32_to_cpu(bthpsn),
1249                 mask = (HFI1_CAP_IS_KSET(EXTENDED_PSN) ? 0x7fffffffull :
1250                         0xffffffull),
1251                 psn = val & mask;
1252         if (expct)
1253                 psn = (psn & ~BTH_SEQ_MASK) | ((psn + frags) & BTH_SEQ_MASK);
1254         else
1255                 psn = psn + frags;
1256         return psn & mask;
1257 }
1258
1259 static int set_txreq_header(struct user_sdma_request *req,
1260                             struct user_sdma_txreq *tx, u32 datalen)
1261 {
1262         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
1263         struct hfi1_pkt_header *hdr = &tx->hdr;
1264         u16 pbclen;
1265         int ret;
1266         u32 tidval = 0, lrhlen = get_lrh_len(*hdr, datalen);
1267
1268         /* Copy the header template to the request before modification */
1269         memcpy(hdr, &req->hdr, sizeof(*hdr));
1270
1271         /*
1272          * Check if the PBC and LRH length are mismatched. If so
1273          * adjust both in the header.
1274          */
1275         pbclen = le16_to_cpu(hdr->pbc[0]);
1276         if (PBC2LRH(pbclen) != lrhlen) {
1277                 pbclen = (pbclen & 0xf000) | LRH2PBC(lrhlen);
1278                 hdr->pbc[0] = cpu_to_le16(pbclen);
1279                 hdr->lrh[2] = cpu_to_be16(lrhlen >> 2);
1280                 /*
1281                  * Third packet
1282                  * This is the first packet in the sequence that has
1283                  * a "static" size that can be used for the rest of
1284                  * the packets (besides the last one).
1285                  */
1286                 if (unlikely(req->seqnum == 2)) {
1287                         /*
1288                          * From this point on the lengths in both the
1289                          * PBC and LRH are the same until the last
1290                          * packet.
1291                          * Adjust the template so we don't have to update
1292                          * every packet
1293                          */
1294                         req->hdr.pbc[0] = hdr->pbc[0];
1295                         req->hdr.lrh[2] = hdr->lrh[2];
1296                 }
1297         }
1298         /*
1299          * We only have to modify the header if this is not the
1300          * first packet in the request. Otherwise, we use the
1301          * header given to us.
1302          */
1303         if (unlikely(!req->seqnum)) {
1304                 ret = check_header_template(req, hdr, lrhlen, datalen);
1305                 if (ret)
1306                         return ret;
1307                 goto done;
1308         }
1309
1310         hdr->bth[2] = cpu_to_be32(
1311                 set_pkt_bth_psn(hdr->bth[2],
1312                                 (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED),
1313                                 req->seqnum));
1314
1315         /* Set ACK request on last packet */
1316         if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT))
1317                 hdr->bth[2] |= cpu_to_be32(1UL << 31);
1318
1319         /* Set the new offset */
1320         hdr->kdeth.swdata[6] = cpu_to_le32(req->koffset);
1321         /* Expected packets have to fill in the new TID information */
1322         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
1323                 tidval = req->tids[req->tididx];
1324                 /*
1325                  * If the offset puts us at the end of the current TID,
1326                  * advance everything.
1327                  */
1328                 if ((req->tidoffset) == (EXP_TID_GET(tidval, LEN) *
1329                                          PAGE_SIZE)) {
1330                         req->tidoffset = 0;
1331                         /*
1332                          * Since we don't copy all the TIDs, all at once,
1333                          * we have to check again.
1334                          */
1335                         if (++req->tididx > req->n_tids - 1 ||
1336                             !req->tids[req->tididx]) {
1337                                 return -EINVAL;
1338                         }
1339                         tidval = req->tids[req->tididx];
1340                 }
1341                 req->omfactor = EXP_TID_GET(tidval, LEN) * PAGE_SIZE >=
1342                         KDETH_OM_MAX_SIZE ? KDETH_OM_LARGE : KDETH_OM_SMALL;
1343                 /* Set KDETH.TIDCtrl based on value for this TID. */
1344                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, TIDCTRL,
1345                           EXP_TID_GET(tidval, CTRL));
1346                 /* Set KDETH.TID based on value for this TID */
1347                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, TID,
1348                           EXP_TID_GET(tidval, IDX));
1349                 /* Clear KDETH.SH only on the last packet */
1350                 if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT))
1351                         KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, SH, 0);
1352                 /*
1353                  * Set the KDETH.OFFSET and KDETH.OM based on size of
1354                  * transfer.
1355                  */
1356                 SDMA_DBG(req, "TID offset %ubytes %uunits om%u",
1357                          req->tidoffset, req->tidoffset / req->omfactor,
1358                          req->omfactor != KDETH_OM_SMALL);
1359                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, OFFSET,
1360                           req->tidoffset / req->omfactor);
1361                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, OM,
1362                           req->omfactor != KDETH_OM_SMALL);
1363         }
1364 done:
1365         trace_hfi1_sdma_user_header(pq->dd, pq->ctxt, pq->subctxt,
1366                                     req->info.comp_idx, hdr, tidval);
1367         return sdma_txadd_kvaddr(pq->dd, &tx->txreq, hdr, sizeof(*hdr));
1368 }
1369
1370 static int set_txreq_header_ahg(struct user_sdma_request *req,
1371                                 struct user_sdma_txreq *tx, u32 len)
1372 {
1373         int diff = 0;
1374         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
1375         struct hfi1_pkt_header *hdr = &req->hdr;
1376         u16 pbclen = le16_to_cpu(hdr->pbc[0]);
1377         u32 val32, tidval = 0, lrhlen = get_lrh_len(*hdr, len);
1378
1379         if (PBC2LRH(pbclen) != lrhlen) {
1380                 /* PBC.PbcLengthDWs */
1381                 AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 0, 0, 12,
1382                                cpu_to_le16(LRH2PBC(lrhlen)));
1383                 /* LRH.PktLen (we need the full 16 bits due to byte swap) */
1384                 AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 3, 0, 16,
1385                                cpu_to_be16(lrhlen >> 2));
1386         }
1387
1388         /*
1389          * Do the common updates
1390          */
1391         /* BTH.PSN and BTH.A */
1392         val32 = (be32_to_cpu(hdr->bth[2]) + req->seqnum) &
1393                 (HFI1_CAP_IS_KSET(EXTENDED_PSN) ? 0x7fffffff : 0xffffff);
1394         if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT))
1395                 val32 |= 1UL << 31;
1396         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 6, 0, 16, cpu_to_be16(val32 >> 16));
1397         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 6, 16, 16, cpu_to_be16(val32 & 0xffff));
1398         /* KDETH.Offset */
1399         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 15, 0, 16,
1400                        cpu_to_le16(req->koffset & 0xffff));
1401         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 15, 16, 16,
1402                        cpu_to_le16(req->koffset >> 16));
1403         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
1404                 __le16 val;
1405
1406                 tidval = req->tids[req->tididx];
1407
1408                 /*
1409                  * If the offset puts us at the end of the current TID,
1410                  * advance everything.
1411                  */
1412                 if ((req->tidoffset) == (EXP_TID_GET(tidval, LEN) *
1413                                          PAGE_SIZE)) {
1414                         req->tidoffset = 0;
1415                         /*
1416                          * Since we don't copy all the TIDs, all at once,
1417                          * we have to check again.
1418                          */
1419                         if (++req->tididx > req->n_tids - 1 ||
1420                             !req->tids[req->tididx]) {
1421                                 return -EINVAL;
1422                         }
1423                         tidval = req->tids[req->tididx];
1424                 }
1425                 req->omfactor = ((EXP_TID_GET(tidval, LEN) *
1426                                   PAGE_SIZE) >=
1427                                  KDETH_OM_MAX_SIZE) ? KDETH_OM_LARGE :
1428                         KDETH_OM_SMALL;
1429                 /* KDETH.OM and KDETH.OFFSET (TID) */
1430                 AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 7, 0, 16,
1431                                ((!!(req->omfactor - KDETH_OM_SMALL)) << 15 |
1432                                 ((req->tidoffset / req->omfactor) & 0x7fff)));
1433                 /* KDETH.TIDCtrl, KDETH.TID */
1434                 val = cpu_to_le16(((EXP_TID_GET(tidval, CTRL) & 0x3) << 10) |
1435                                         (EXP_TID_GET(tidval, IDX) & 0x3ff));
1436                 /* Clear KDETH.SH on last packet */
1437                 if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT)) {
1438                         val |= cpu_to_le16(KDETH_GET(hdr->kdeth.ver_tid_offset,
1439                                                                 INTR) >> 16);
1440                         val &= cpu_to_le16(~(1U << 13));
1441                         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 7, 16, 14, val);
1442                 } else {
1443                         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 7, 16, 12, val);
1444                 }
1445         }
1446
1447         trace_hfi1_sdma_user_header_ahg(pq->dd, pq->ctxt, pq->subctxt,
1448                                         req->info.comp_idx, req->sde->this_idx,
1449                                         req->ahg_idx, req->ahg, diff, tidval);
1450         return diff;
1451 }
1452
1453 /*
1454  * SDMA tx request completion callback. Called when the SDMA progress
1455  * state machine gets notification that the SDMA descriptors for this
1456  * tx request have been processed by the DMA engine. Called in
1457  * interrupt context.
1458  */
1459 static void user_sdma_txreq_cb(struct sdma_txreq *txreq, int status)
1460 {
1461         struct user_sdma_txreq *tx =
1462                 container_of(txreq, struct user_sdma_txreq, txreq);
1463         struct user_sdma_request *req;
1464         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
1465         struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq;
1466         u16 idx;
1467
1468         if (!tx->req)
1469                 return;
1470
1471         req = tx->req;
1472         pq = req->pq;
1473         cq = req->cq;
1474
1475         if (status != SDMA_TXREQ_S_OK) {
1476                 SDMA_DBG(req, "SDMA completion with error %d",
1477                          status);
1478                 set_bit(SDMA_REQ_HAS_ERROR, &req->flags);
1479         }
1480
1481         req->seqcomp = tx->seqnum;
1482         kmem_cache_free(pq->txreq_cache, tx);
1483         tx = NULL;
1484
1485         idx = req->info.comp_idx;
1486         if (req->status == -1 && status == SDMA_TXREQ_S_OK) {
1487                 if (req->seqcomp == req->info.npkts - 1) {
1488                         req->status = 0;
1489                         user_sdma_free_request(req, false);
1490                         pq_update(pq);
1491                         set_comp_state(pq, cq, idx, COMPLETE, 0);
1492                 }
1493         } else {
1494                 if (status != SDMA_TXREQ_S_OK)
1495                         req->status = status;
1496                 if (req->seqcomp == (ACCESS_ONCE(req->seqsubmitted) - 1) &&
1497                     (test_bit(SDMA_REQ_SEND_DONE, &req->flags) ||
1498                      test_bit(SDMA_REQ_DONE_ERROR, &req->flags))) {
1499                         user_sdma_free_request(req, false);
1500                         pq_update(pq);
1501                         set_comp_state(pq, cq, idx, ERROR, req->status);
1502                 }
1503         }
1504 }
1505
1506 static inline void pq_update(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq)
1507 {
1508         if (atomic_dec_and_test(&pq->n_reqs)) {
1509                 xchg(&pq->state, SDMA_PKT_Q_INACTIVE);
1510                 wake_up(&pq->wait);
1511         }
1512 }
1513
1514 static void user_sdma_free_request(struct user_sdma_request *req, bool unpin)
1515 {
1516         if (!list_empty(&req->txps)) {
1517                 struct sdma_txreq *t, *p;
1518
1519                 list_for_each_entry_safe(t, p, &req->txps, list) {
1520                         struct user_sdma_txreq *tx =
1521                                 container_of(t, struct user_sdma_txreq, txreq);
1522                         list_del_init(&t->list);
1523                         sdma_txclean(req->pq->dd, t);
1524                         kmem_cache_free(req->pq->txreq_cache, tx);
1525                 }
1526         }
1527         if (req->data_iovs) {
1528                 struct sdma_mmu_node *node;
1529                 int i;
1530
1531                 for (i = 0; i < req->data_iovs; i++) {
1532                         node = req->iovs[i].node;
1533                         if (!node)
1534                                 continue;
1535
1536                         if (unpin)
1537                                 hfi1_mmu_rb_remove(&req->pq->sdma_rb_root,
1538                                                    &node->rb);
1539                         else
1540                                 atomic_dec(&node->refcount);
1541                 }
1542         }
1543         kfree(req->tids);
1544         clear_bit(SDMA_REQ_IN_USE, &req->flags);
1545 }
1546
1547 static inline void set_comp_state(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq,
1548                                   struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq,
1549                                   u16 idx, enum hfi1_sdma_comp_state state,
1550                                   int ret)
1551 {
1552         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u:%u] Setting completion status %u %d",
1553                   pq->dd->unit, pq->ctxt, pq->subctxt, idx, state, ret);
1554         cq->comps[idx].status = state;
1555         if (state == ERROR)
1556                 cq->comps[idx].errcode = -ret;
1557         trace_hfi1_sdma_user_completion(pq->dd, pq->ctxt, pq->subctxt,
1558                                         idx, state, ret);
1559 }
1560
1561 static bool sdma_rb_filter(struct mmu_rb_node *node, unsigned long addr,
1562                            unsigned long len)
1563 {
1564         return (bool)(node->addr == addr);
1565 }
1566
1567 static int sdma_rb_insert(struct rb_root *root, struct mmu_rb_node *mnode)
1568 {
1569         struct sdma_mmu_node *node =
1570                 container_of(mnode, struct sdma_mmu_node, rb);
1571
1572         atomic_inc(&node->refcount);
1573         return 0;
1574 }
1575
1576 static void sdma_rb_remove(struct rb_root *root, struct mmu_rb_node *mnode,
1577                            struct mm_struct *mm)
1578 {
1579         struct sdma_mmu_node *node =
1580                 container_of(mnode, struct sdma_mmu_node, rb);
1581
1582         spin_lock(&node->pq->evict_lock);
1583         /*
1584          * We've been called by the MMU notifier but this node has been
1585          * scheduled for eviction. The eviction function will take care
1586          * of freeing this node.
1587          * We have to take the above lock first because we are racing
1588          * against the setting of the bit in the eviction function.
1589          */
1590         if (mm && test_bit(SDMA_CACHE_NODE_EVICT, &node->flags)) {
1591                 spin_unlock(&node->pq->evict_lock);
1592                 return;
1593         }
1594
1595         if (!list_empty(&node->list))
1596                 list_del(&node->list);
1597         node->pq->n_locked -= node->npages;
1598         spin_unlock(&node->pq->evict_lock);
1599
1600         /*
1601          * If mm is set, we are being called by the MMU notifier and we
1602          * should not pass a mm_struct to unpin_vector_page(). This is to
1603          * prevent a deadlock when hfi1_release_user_pages() attempts to
1604          * take the mmap_sem, which the MMU notifier has already taken.
1605          */
1606         unpin_vector_pages(mm ? NULL : current->mm, node->pages, 0,
1607                            node->npages);
1608         /*
1609          * If called by the MMU notifier, we have to adjust the pinned
1610          * page count ourselves.
1611          */
1612         if (mm)
1613                 mm->pinned_vm -= node->npages;
1614         kfree(node);
1615 }
1616
1617 static int sdma_rb_invalidate(struct rb_root *root, struct mmu_rb_node *mnode)
1618 {
1619         struct sdma_mmu_node *node =
1620                 container_of(mnode, struct sdma_mmu_node, rb);
1621
1622         if (!atomic_read(&node->refcount))
1623                 return 1;
1624         return 0;
1625 }