drivers/infiniband/hw/hfi1/user_sdma.c

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