drivers/staging/rdma/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 user_sdma_iovec {
 170         struct list_head list;
 171         struct iovec iov;
 172         /* number of pages in this vector */
 173         unsigned npages;
 174         /* array of pinned pages for this vector */
 175         struct page **pages;
 176         /*
 177          * offset into the virtual address space of the vector at
 178          * which we last left off.
 179          */
 180         u64 offset;
 181 };
 182
 183 struct sdma_mmu_node {
 184         struct mmu_rb_node rb;
 185         struct list_head list;
 186         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
 187         atomic_t refcount;
 188         struct page **pages;
 189         unsigned npages;
 190 };
 191
 192 struct user_sdma_request {
 193         struct sdma_req_info info;
 194         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
 195         struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq;
 196         /* This is the original header from user space */
 197         struct hfi1_pkt_header hdr;
 198         /*
 199          * Pointer to the SDMA engine for this request.
 200          * Since different request could be on different VLs,
 201          * each request will need it's own engine pointer.
 202          */
 203         struct sdma_engine *sde;
 204         u8 ahg_idx;
 205         u32 ahg[9];
 206         /*
 207          * KDETH.Offset (Eager) field
 208          * We need to remember the initial value so the headers
 209          * can be updated properly.
 210          */
 211         u32 koffset;
 212         /*
 213          * KDETH.OFFSET (TID) field
 214          * The offset can cover multiple packets, depending on the
 215          * size of the TID entry.
 216          */
 217         u32 tidoffset;
 218         /*
 219          * KDETH.OM
 220          * Remember this because the header template always sets it
 221          * to 0.
 222          */
 223         u8 omfactor;
 224         /*
 225          * We copy the iovs for this request (based on
 226          * info.iovcnt). These are only the data vectors
 227          */
 228         unsigned data_iovs;
 229         /* total length of the data in the request */
 230         u32 data_len;
 231         /* progress index moving along the iovs array */
 232         unsigned iov_idx;
 233         struct user_sdma_iovec iovs[MAX_VECTORS_PER_REQ];
 234         /* number of elements copied to the tids array */
 235         u16 n_tids;
 236         /* TID array values copied from the tid_iov vector */
 237         u32 *tids;
 238         u16 tididx;
 239         u32 sent;
 240         u64 seqnum;
 241         u64 seqcomp;
 242         u64 seqsubmitted;
 243         struct list_head txps;
 244         unsigned long flags;
 245         /* status of the last txreq completed */
 246         int status;
 247 };
 248
 249 /*
 250  * A single txreq could span up to 3 physical pages when the MTU
 251  * is sufficiently large (> 4K). Each of the IOV pointers also
 252  * needs it's own set of flags so the vector has been handled
 253  * independently of each other.
 254  */
 255 struct user_sdma_txreq {
 256         /* Packet header for the txreq */
 257         struct hfi1_pkt_header hdr;
 258         struct sdma_txreq txreq;
 259         struct list_head list;
 260         struct user_sdma_request *req;
 261         u16 flags;
 262         unsigned busycount;
 263         u64 seqnum;
 264 };
 265
 266 #define SDMA_DBG(req, fmt, ...)                              \
 267         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u:%u] " fmt, (req)->pq->dd->unit, \
 268                  (req)->pq->ctxt, (req)->pq->subctxt, (req)->info.comp_idx, \
 269                  ##__VA_ARGS__)
 270 #define SDMA_Q_DBG(pq, fmt, ...)                         \
 271         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] " fmt, (pq)->dd->unit, (pq)->ctxt, \
 272                  (pq)->subctxt, ##__VA_ARGS__)
 273
 274 static int user_sdma_send_pkts(struct user_sdma_request *, unsigned);
 275 static int num_user_pages(const struct iovec *);
 276 static void user_sdma_txreq_cb(struct sdma_txreq *, int);
 277 static inline void pq_update(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *);
 278 static void user_sdma_free_request(struct user_sdma_request *, bool);
 279 static int pin_vector_pages(struct user_sdma_request *,
 280                             struct user_sdma_iovec *);
 281 static void unpin_vector_pages(struct mm_struct *, struct page **, unsigned);
 282 static int check_header_template(struct user_sdma_request *,
 283                                  struct hfi1_pkt_header *, u32, u32);
 284 static int set_txreq_header(struct user_sdma_request *,
 285                             struct user_sdma_txreq *, u32);
 286 static int set_txreq_header_ahg(struct user_sdma_request *,
 287                                 struct user_sdma_txreq *, u32);
 288 static inline void set_comp_state(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *,
 289                                   struct hfi1_user_sdma_comp_q *,
 290                                   u16, enum hfi1_sdma_comp_state, int);
 291 static inline u32 set_pkt_bth_psn(__be32, u8, u32);
 292 static inline u32 get_lrh_len(struct hfi1_pkt_header, u32 len);
 293
 294 static int defer_packet_queue(
 295         struct sdma_engine *,
 296         struct iowait *,
 297         struct sdma_txreq *,
 298         unsigned seq);
 299 static void activate_packet_queue(struct iowait *, int);
 300 static bool sdma_rb_filter(struct mmu_rb_node *, unsigned long, unsigned long);
 301 static int sdma_rb_insert(struct rb_root *, struct mmu_rb_node *);
 302 static void sdma_rb_remove(struct rb_root *, struct mmu_rb_node *, bool);
 303 static int sdma_rb_invalidate(struct rb_root *, struct mmu_rb_node *);
 304
 305 static struct mmu_rb_ops sdma_rb_ops = {
 306         .filter = sdma_rb_filter,
 307         .insert = sdma_rb_insert,
 308         .remove = sdma_rb_remove,
 309         .invalidate = sdma_rb_invalidate
 310 };
 311
 312 static int defer_packet_queue(
 313         struct sdma_engine *sde,
 314         struct iowait *wait,
 315         struct sdma_txreq *txreq,
 316         unsigned seq)
 317 {
 318         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq =
 319                 container_of(wait, struct hfi1_user_sdma_pkt_q, busy);
 320         struct hfi1_ibdev *dev = &pq->dd->verbs_dev;
 321         struct user_sdma_txreq *tx =
 322                 container_of(txreq, struct user_sdma_txreq, txreq);
 323
 324         if (sdma_progress(sde, seq, txreq)) {
 325                 if (tx->busycount++ < MAX_DEFER_RETRY_COUNT)
 326                         goto eagain;
 327         }
 328         /*
 329          * We are assuming that if the list is enqueued somewhere, it
 330          * is to the dmawait list since that is the only place where
 331          * it is supposed to be enqueued.
 332          */
 333         xchg(&pq->state, SDMA_PKT_Q_DEFERRED);
 334         write_seqlock(&dev->iowait_lock);
 335         if (list_empty(&pq->busy.list))
 336                 list_add_tail(&pq->busy.list, &sde->dmawait);
 337         write_sequnlock(&dev->iowait_lock);
 338         return -EBUSY;
 339 eagain:
 340         return -EAGAIN;
 341 }
 342
 343 static void activate_packet_queue(struct iowait *wait, int reason)
 344 {
 345         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq =
 346                 container_of(wait, struct hfi1_user_sdma_pkt_q, busy);
 347         xchg(&pq->state, SDMA_PKT_Q_ACTIVE);
 348         wake_up(&wait->wait_dma);
 349 };
 350
 351 static void sdma_kmem_cache_ctor(void *obj)
 352 {
 353         struct user_sdma_txreq *tx = obj;
 354
 355         memset(tx, 0, sizeof(*tx));
 356 }
 357
 358 int hfi1_user_sdma_alloc_queues(struct hfi1_ctxtdata *uctxt, struct file *fp)
 359 {
 360         struct hfi1_filedata *fd;
 361         int ret = 0;
 362         unsigned memsize;
 363         char buf[64];
 364         struct hfi1_devdata *dd;
 365         struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq;
 366         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
 367         unsigned long flags;
 368
 369         if (!uctxt || !fp) {
 370                 ret = -EBADF;
 371                 goto done;
 372         }
 373
 374         fd = fp->private_data;
 375
 376         if (!hfi1_sdma_comp_ring_size) {
 377                 ret = -EINVAL;
 378                 goto done;
 379         }
 380
 381         dd = uctxt->dd;
 382
 383         pq = kzalloc(sizeof(*pq), GFP_KERNEL);
 384         if (!pq)
 385                 goto pq_nomem;
 386
 387         memsize = sizeof(*pq->reqs) * hfi1_sdma_comp_ring_size;
 388         pq->reqs = kzalloc(memsize, GFP_KERNEL);
 389         if (!pq->reqs)
 390                 goto pq_reqs_nomem;
 391
 392         INIT_LIST_HEAD(&pq->list);
 393         pq->dd = dd;
 394         pq->ctxt = uctxt->ctxt;
 395         pq->subctxt = fd->subctxt;
 396         pq->n_max_reqs = hfi1_sdma_comp_ring_size;
 397         pq->state = SDMA_PKT_Q_INACTIVE;
 398         atomic_set(&pq->n_reqs, 0);
 399         init_waitqueue_head(&pq->wait);
 400         pq->sdma_rb_root = RB_ROOT;
 401         INIT_LIST_HEAD(&pq->evict);
 402         spin_lock_init(&pq->evict_lock);
 403
 404         iowait_init(&pq->busy, 0, NULL, defer_packet_queue,
 405                     activate_packet_queue, NULL);
 406         pq->reqidx = 0;
 407         snprintf(buf, 64, "txreq-kmem-cache-%u-%u-%u", dd->unit, uctxt->ctxt,
 408                  fd->subctxt);
 409         pq->txreq_cache = kmem_cache_create(buf,
 410                                sizeof(struct user_sdma_txreq),
 411                                             L1_CACHE_BYTES,
 412                                             SLAB_HWCACHE_ALIGN,
 413                                             sdma_kmem_cache_ctor);
 414         if (!pq->txreq_cache) {
 415                 dd_dev_err(dd, "[%u] Failed to allocate TxReq cache\n",
 416                            uctxt->ctxt);
 417                 goto pq_txreq_nomem;
 418         }
 419         fd->pq = pq;
 420         cq = kzalloc(sizeof(*cq), GFP_KERNEL);
 421         if (!cq)
 422                 goto cq_nomem;
 423
 424         memsize = PAGE_ALIGN(sizeof(*cq->comps) * hfi1_sdma_comp_ring_size);
 425         cq->comps = vmalloc_user(memsize);
 426         if (!cq->comps)
 427                 goto cq_comps_nomem;
 428
 429         cq->nentries = hfi1_sdma_comp_ring_size;
 430         fd->cq = cq;
 431
 432         ret = hfi1_mmu_rb_register(&pq->sdma_rb_root, &sdma_rb_ops);
 433         if (ret) {
 434                 dd_dev_err(dd, "Failed to register with MMU %d", ret);
 435                 goto done;
 436         }
 437
 438         spin_lock_irqsave(&uctxt->sdma_qlock, flags);
 439         list_add(&pq->list, &uctxt->sdma_queues);
 440         spin_unlock_irqrestore(&uctxt->sdma_qlock, flags);
 441         goto done;
 442
 443 cq_comps_nomem:
 444         kfree(cq);
 445 cq_nomem:
 446         kmem_cache_destroy(pq->txreq_cache);
 447 pq_txreq_nomem:
 448         kfree(pq->reqs);
 449 pq_reqs_nomem:
 450         kfree(pq);
 451         fd->pq = NULL;
 452 pq_nomem:
 453         ret = -ENOMEM;
 454 done:
 455         return ret;
 456 }
 457
 458 int hfi1_user_sdma_free_queues(struct hfi1_filedata *fd)
 459 {
 460         struct hfi1_ctxtdata *uctxt = fd->uctxt;
 461         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
 462         unsigned long flags;
 463
 464         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Freeing user SDMA queues", uctxt->dd->unit,
 465                   uctxt->ctxt, fd->subctxt);
 466         pq = fd->pq;
 467         hfi1_mmu_rb_unregister(&pq->sdma_rb_root);
 468         if (pq) {
 469                 spin_lock_irqsave(&uctxt->sdma_qlock, flags);
 470                 if (!list_empty(&pq->list))
 471                         list_del_init(&pq->list);
 472                 spin_unlock_irqrestore(&uctxt->sdma_qlock, flags);
 473                 iowait_sdma_drain(&pq->busy);
 474                 /* Wait until all requests have been freed. */
 475                 wait_event_interruptible(
 476                         pq->wait,
 477                         (ACCESS_ONCE(pq->state) == SDMA_PKT_Q_INACTIVE));
 478                 kfree(pq->reqs);
 479                 kmem_cache_destroy(pq->txreq_cache);
 480                 kfree(pq);
 481                 fd->pq = NULL;
 482         }
 483         if (fd->cq) {
 484                 vfree(fd->cq->comps);
 485                 kfree(fd->cq);
 486                 fd->cq = NULL;
 487         }
 488         return 0;
 489 }
 490
 491 int hfi1_user_sdma_process_request(struct file *fp, struct iovec *iovec,
 492                                    unsigned long dim, unsigned long *count)
 493 {
 494         int ret = 0, i = 0;
 495         struct hfi1_filedata *fd = fp->private_data;
 496         struct hfi1_ctxtdata *uctxt = fd->uctxt;
 497         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = fd->pq;
 498         struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq = fd->cq;
 499         struct hfi1_devdata *dd = pq->dd;
 500         unsigned long idx = 0;
 501         u8 pcount = initial_pkt_count;
 502         struct sdma_req_info info;
 503         struct user_sdma_request *req;
 504         u8 opcode, sc, vl;
 505
 506         if (iovec[idx].iov_len < sizeof(info) + sizeof(req->hdr)) {
 507                 hfi1_cdbg(
 508                    SDMA,
 509                    "[%u:%u:%u] First vector not big enough for header %lu/%lu",
 510                    dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt,
 511                    iovec[idx].iov_len, sizeof(info) + sizeof(req->hdr));
 512                 return -EINVAL;
 513         }
 514         ret = copy_from_user(&info, iovec[idx].iov_base, sizeof(info));
 515         if (ret) {
 516                 hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Failed to copy info QW (%d)",
 517                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt, ret);
 518                 return -EFAULT;
 519         }
 520
 521         trace_hfi1_sdma_user_reqinfo(dd, uctxt->ctxt, fd->subctxt,
 522                                      (u16 *)&info);
 523         if (cq->comps[info.comp_idx].status == QUEUED ||
 524             test_bit(SDMA_REQ_IN_USE, &pq->reqs[info.comp_idx].flags)) {
 525                 hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Entry %u is in QUEUED state",
 526                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt,
 527                           info.comp_idx);
 528                 return -EBADSLT;
 529         }
 530         if (!info.fragsize) {
 531                 hfi1_cdbg(SDMA,
 532                           "[%u:%u:%u:%u] Request does not specify fragsize",
 533                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt, info.comp_idx);
 534                 return -EINVAL;
 535         }
 536         /*
 537          * We've done all the safety checks that we can up to this point,
 538          * "allocate" the request entry.
 539          */
 540         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Using req/comp entry %u\n", dd->unit,
 541                   uctxt->ctxt, fd->subctxt, info.comp_idx);
 542         req = pq->reqs + info.comp_idx;
 543         memset(req, 0, sizeof(*req));
 544         /* Mark the request as IN_USE before we start filling it in. */
 545         set_bit(SDMA_REQ_IN_USE, &req->flags);
 546         req->data_iovs = req_iovcnt(info.ctrl) - 1;
 547         req->pq = pq;
 548         req->cq = cq;
 549         req->status = -1;
 550         INIT_LIST_HEAD(&req->txps);
 551
 552         memcpy(&req->info, &info, sizeof(info));
 553
 554         if (req_opcode(info.ctrl) == EXPECTED)
 555                 req->data_iovs--;
 556
 557         if (!info.npkts || req->data_iovs > MAX_VECTORS_PER_REQ) {
 558                 SDMA_DBG(req, "Too many vectors (%u/%u)", req->data_iovs,
 559                          MAX_VECTORS_PER_REQ);
 560                 return -EINVAL;
 561         }
 562         /* Copy the header from the user buffer */
 563         ret = copy_from_user(&req->hdr, iovec[idx].iov_base + sizeof(info),
 564                              sizeof(req->hdr));
 565         if (ret) {
 566                 SDMA_DBG(req, "Failed to copy header template (%d)", ret);
 567                 ret = -EFAULT;
 568                 goto free_req;
 569         }
 570
 571         /* If Static rate control is not enabled, sanitize the header. */
 572         if (!HFI1_CAP_IS_USET(STATIC_RATE_CTRL))
 573                 req->hdr.pbc[2] = 0;
 574
 575         /* Validate the opcode. Do not trust packets from user space blindly. */
 576         opcode = (be32_to_cpu(req->hdr.bth[0]) >> 24) & 0xff;
 577         if ((opcode & USER_OPCODE_CHECK_MASK) !=
 578              USER_OPCODE_CHECK_VAL) {
 579                 SDMA_DBG(req, "Invalid opcode (%d)", opcode);
 580                 ret = -EINVAL;
 581                 goto free_req;
 582         }
 583         /*
 584          * Validate the vl. Do not trust packets from user space blindly.
 585          * VL comes from PBC, SC comes from LRH, and the VL needs to
 586          * match the SC look up.
 587          */
 588         vl = (le16_to_cpu(req->hdr.pbc[0]) >> 12) & 0xF;
 589         sc = (((be16_to_cpu(req->hdr.lrh[0]) >> 12) & 0xF) |
 590               (((le16_to_cpu(req->hdr.pbc[1]) >> 14) & 0x1) << 4));
 591         if (vl >= dd->pport->vls_operational ||
 592             vl != sc_to_vlt(dd, sc)) {
 593                 SDMA_DBG(req, "Invalid SC(%u)/VL(%u)", sc, vl);
 594                 ret = -EINVAL;
 595                 goto free_req;
 596         }
 597
 598         /*
 599          * Also should check the BTH.lnh. If it says the next header is GRH then
 600          * the RXE parsing will be off and will land in the middle of the KDETH
 601          * or miss it entirely.
 602          */
 603         if ((be16_to_cpu(req->hdr.lrh[0]) & 0x3) == HFI1_LRH_GRH) {
 604                 SDMA_DBG(req, "User tried to pass in a GRH");
 605                 ret = -EINVAL;
 606                 goto free_req;
 607         }
 608
 609         req->koffset = le32_to_cpu(req->hdr.kdeth.swdata[6]);
 610         /*
 611          * Calculate the initial TID offset based on the values of
 612          * KDETH.OFFSET and KDETH.OM that are passed in.
 613          */
 614         req->tidoffset = KDETH_GET(req->hdr.kdeth.ver_tid_offset, OFFSET) *
 615                 (KDETH_GET(req->hdr.kdeth.ver_tid_offset, OM) ?
 616                  KDETH_OM_LARGE : KDETH_OM_SMALL);
 617         SDMA_DBG(req, "Initial TID offset %u", req->tidoffset);
 618         idx++;
 619
 620         /* Save all the IO vector structures */
 621         while (i < req->data_iovs) {
 622                 INIT_LIST_HEAD(&req->iovs[i].list);
 623                 memcpy(&req->iovs[i].iov, iovec + idx++, sizeof(struct iovec));
 624                 ret = pin_vector_pages(req, &req->iovs[i]);
 625                 if (ret) {
 626                         req->status = ret;
 627                         goto free_req;
 628                 }
 629                 req->data_len += req->iovs[i++].iov.iov_len;
 630         }
 631         SDMA_DBG(req, "total data length %u", req->data_len);
 632
 633         if (pcount > req->info.npkts)
 634                 pcount = req->info.npkts;
 635         /*
 636          * Copy any TID info
 637          * User space will provide the TID info only when the
 638          * request type is EXPECTED. This is true even if there is
 639          * only one packet in the request and the header is already
 640          * setup. The reason for the singular TID case is that the
 641          * driver needs to perform safety checks.
 642          */
 643         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
 644                 u16 ntids = iovec[idx].iov_len / sizeof(*req->tids);
 645
 646                 if (!ntids || ntids > MAX_TID_PAIR_ENTRIES) {
 647                         ret = -EINVAL;
 648                         goto free_req;
 649                 }
 650                 req->tids = kcalloc(ntids, sizeof(*req->tids), GFP_KERNEL);
 651                 if (!req->tids) {
 652                         ret = -ENOMEM;
 653                         goto free_req;
 654                 }
 655                 /*
 656                  * We have to copy all of the tids because they may vary
 657                  * in size and, therefore, the TID count might not be
 658                  * equal to the pkt count. However, there is no way to
 659                  * tell at this point.
 660                  */
 661                 ret = copy_from_user(req->tids, iovec[idx].iov_base,
 662                                      ntids * sizeof(*req->tids));
 663                 if (ret) {
 664                         SDMA_DBG(req, "Failed to copy %d TIDs (%d)",
 665                                  ntids, ret);
 666                         ret = -EFAULT;
 667                         goto free_req;
 668                 }
 669                 req->n_tids = ntids;
 670                 idx++;
 671         }
 672
 673         /* Have to select the engine */
 674         req->sde = sdma_select_engine_vl(dd,
 675                                          (u32)(uctxt->ctxt + fd->subctxt),
 676                                          vl);
 677         if (!req->sde || !sdma_running(req->sde)) {
 678                 ret = -ECOMM;
 679                 goto free_req;
 680         }
 681
 682         /* We don't need an AHG entry if the request contains only one packet */
 683         if (req->info.npkts > 1 && HFI1_CAP_IS_USET(SDMA_AHG)) {
 684                 int ahg = sdma_ahg_alloc(req->sde);
 685
 686                 if (likely(ahg >= 0)) {
 687                         req->ahg_idx = (u8)ahg;
 688                         set_bit(SDMA_REQ_HAVE_AHG, &req->flags);
 689                 }
 690         }
 691
 692         set_comp_state(pq, cq, info.comp_idx, QUEUED, 0);
 693         atomic_inc(&pq->n_reqs);
 694         /* Send the first N packets in the request to buy us some time */
 695         ret = user_sdma_send_pkts(req, pcount);
 696         if (unlikely(ret < 0 && ret != -EBUSY)) {
 697                 req->status = ret;
 698                 goto free_req;
 699         }
 700
 701         /*
 702          * It is possible that the SDMA engine would have processed all the
 703          * submitted packets by the time we get here. Therefore, only set
 704          * packet queue state to ACTIVE if there are still uncompleted
 705          * requests.
 706          */
 707         if (atomic_read(&pq->n_reqs))
 708                 xchg(&pq->state, SDMA_PKT_Q_ACTIVE);
 709
 710         /*
 711          * This is a somewhat blocking send implementation.
 712          * The driver will block the caller until all packets of the
 713          * request have been submitted to the SDMA engine. However, it
 714          * will not wait for send completions.
 715          */
 716         while (!test_bit(SDMA_REQ_SEND_DONE, &req->flags)) {
 717                 ret = user_sdma_send_pkts(req, pcount);
 718                 if (ret < 0) {
 719                         if (ret != -EBUSY) {
 720                                 req->status = ret;
 721                                 set_bit(SDMA_REQ_DONE_ERROR, &req->flags);
 722                                 if (ACCESS_ONCE(req->seqcomp) ==
 723                                     req->seqsubmitted - 1)
 724                                         goto free_req;
 725                                 return ret;
 726                         }
 727                         wait_event_interruptible_timeout(
 728                                 pq->busy.wait_dma,
 729                                 (pq->state == SDMA_PKT_Q_ACTIVE),
 730                                 msecs_to_jiffies(
 731                                         SDMA_IOWAIT_TIMEOUT));
 732                 }
 733         }
 734         *count += idx;
 735         return 0;
 736 free_req:
 737         user_sdma_free_request(req, true);
 738         pq_update(pq);
 739         set_comp_state(pq, cq, info.comp_idx, ERROR, req->status);
 740         return ret;
 741 }
 742
 743 static inline u32 compute_data_length(struct user_sdma_request *req,
 744                                       struct user_sdma_txreq *tx)
 745 {
 746         /*
 747          * Determine the proper size of the packet data.
 748          * The size of the data of the first packet is in the header
 749          * template. However, it includes the header and ICRC, which need
 750          * to be subtracted.
 751          * The size of the remaining packets is the minimum of the frag
 752          * size (MTU) or remaining data in the request.
 753          */
 754         u32 len;
 755
 756         if (!req->seqnum) {
 757                 len = ((be16_to_cpu(req->hdr.lrh[2]) << 2) -
 758                        (sizeof(tx->hdr) - 4));
 759         } else if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
 760                 u32 tidlen = EXP_TID_GET(req->tids[req->tididx], LEN) *
 761                         PAGE_SIZE;
 762                 /*
 763                  * Get the data length based on the remaining space in the
 764                  * TID pair.
 765                  */
 766                 len = min(tidlen - req->tidoffset, (u32)req->info.fragsize);
 767                 /* If we've filled up the TID pair, move to the next one. */
 768                 if (unlikely(!len) && ++req->tididx < req->n_tids &&
 769                     req->tids[req->tididx]) {
 770                         tidlen = EXP_TID_GET(req->tids[req->tididx],
 771                                              LEN) * PAGE_SIZE;
 772                         req->tidoffset = 0;
 773                         len = min_t(u32, tidlen, req->info.fragsize);
 774                 }
 775                 /*
 776                  * Since the TID pairs map entire pages, make sure that we
 777                  * are not going to try to send more data that we have
 778                  * remaining.
 779                  */
 780                 len = min(len, req->data_len - req->sent);
 781         } else {
 782                 len = min(req->data_len - req->sent, (u32)req->info.fragsize);
 783         }
 784         SDMA_DBG(req, "Data Length = %u", len);
 785         return len;
 786 }
 787
 788 static inline u32 get_lrh_len(struct hfi1_pkt_header hdr, u32 len)
 789 {
 790         /* (Size of complete header - size of PBC) + 4B ICRC + data length */
 791         return ((sizeof(hdr) - sizeof(hdr.pbc)) + 4 + len);
 792 }
 793
 794 static int user_sdma_send_pkts(struct user_sdma_request *req, unsigned maxpkts)
 795 {
 796         int ret = 0;
 797         unsigned npkts = 0;
 798         struct user_sdma_txreq *tx = NULL;
 799         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = NULL;
 800         struct user_sdma_iovec *iovec = NULL;
 801
 802         if (!req->pq)
 803                 return -EINVAL;
 804
 805         pq = req->pq;
 806
 807         /* If tx completion has reported an error, we are done. */
 808         if (test_bit(SDMA_REQ_HAS_ERROR, &req->flags)) {
 809                 set_bit(SDMA_REQ_DONE_ERROR, &req->flags);
 810                 return -EFAULT;
 811         }
 812
 813         /*
 814          * Check if we might have sent the entire request already
 815          */
 816         if (unlikely(req->seqnum == req->info.npkts)) {
 817                 if (!list_empty(&req->txps))
 818                         goto dosend;
 819                 return ret;
 820         }
 821
 822         if (!maxpkts || maxpkts > req->info.npkts - req->seqnum)
 823                 maxpkts = req->info.npkts - req->seqnum;
 824
 825         while (npkts < maxpkts) {
 826                 u32 datalen = 0, queued = 0, data_sent = 0;
 827                 u64 iov_offset = 0;
 828
 829                 /*
 830                  * Check whether any of the completions have come back
 831                  * with errors. If so, we are not going to process any
 832                  * more packets from this request.
 833                  */
 834                 if (test_bit(SDMA_REQ_HAS_ERROR, &req->flags)) {
 835                         set_bit(SDMA_REQ_DONE_ERROR, &req->flags);
 836                         return -EFAULT;
 837                 }
 838
 839                 tx = kmem_cache_alloc(pq->txreq_cache, GFP_KERNEL);
 840                 if (!tx)
 841                         return -ENOMEM;
 842
 843                 tx->flags = 0;
 844                 tx->req = req;
 845                 tx->busycount = 0;
 846                 INIT_LIST_HEAD(&tx->list);
 847
 848                 if (req->seqnum == req->info.npkts - 1)
 849                         tx->flags |= TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT;
 850
 851                 /*
 852                  * Calculate the payload size - this is min of the fragment
 853                  * (MTU) size or the remaining bytes in the request but only
 854                  * if we have payload data.
 855                  */
 856                 if (req->data_len) {
 857                         iovec = &req->iovs[req->iov_idx];
 858                         if (ACCESS_ONCE(iovec->offset) == iovec->iov.iov_len) {
 859                                 if (++req->iov_idx == req->data_iovs) {
 860                                         ret = -EFAULT;
 861                                         goto free_txreq;
 862                                 }
 863                                 iovec = &req->iovs[req->iov_idx];
 864                                 WARN_ON(iovec->offset);
 865                         }
 866
 867                         datalen = compute_data_length(req, tx);
 868                         if (!datalen) {
 869                                 SDMA_DBG(req,
 870                                          "Request has data but pkt len is 0");
 871                                 ret = -EFAULT;
 872                                 goto free_tx;
 873                         }
 874                 }
 875
 876                 if (test_bit(SDMA_REQ_HAVE_AHG, &req->flags)) {
 877                         if (!req->seqnum) {
 878                                 u16 pbclen = le16_to_cpu(req->hdr.pbc[0]);
 879                                 u32 lrhlen = get_lrh_len(req->hdr, datalen);
 880                                 /*
 881                                  * Copy the request header into the tx header
 882                                  * because the HW needs a cacheline-aligned
 883                                  * address.
 884                                  * This copy can be optimized out if the hdr
 885                                  * member of user_sdma_request were also
 886                                  * cacheline aligned.
 887                                  */
 888                                 memcpy(&tx->hdr, &req->hdr, sizeof(tx->hdr));
 889                                 if (PBC2LRH(pbclen) != lrhlen) {
 890                                         pbclen = (pbclen & 0xf000) |
 891                                                 LRH2PBC(lrhlen);
 892                                         tx->hdr.pbc[0] = cpu_to_le16(pbclen);
 893                                 }
 894                                 ret = sdma_txinit_ahg(&tx->txreq,
 895                                                       SDMA_TXREQ_F_AHG_COPY,
 896                                                       sizeof(tx->hdr) + datalen,
 897                                                       req->ahg_idx, 0, NULL, 0,
 898                                                       user_sdma_txreq_cb);
 899                                 if (ret)
 900                                         goto free_tx;
 901                                 ret = sdma_txadd_kvaddr(pq->dd, &tx->txreq,
 902                                                         &tx->hdr,
 903                                                         sizeof(tx->hdr));
 904                                 if (ret)
 905                                         goto free_txreq;
 906                         } else {
 907                                 int changes;
 908
 909                                 changes = set_txreq_header_ahg(req, tx,
 910                                                                datalen);
 911                                 if (changes < 0)
 912                                         goto free_tx;
 913                                 sdma_txinit_ahg(&tx->txreq,
 914                                                 SDMA_TXREQ_F_USE_AHG,
 915                                                 datalen, req->ahg_idx, changes,
 916                                                 req->ahg, sizeof(req->hdr),
 917                                                 user_sdma_txreq_cb);
 918                         }
 919                 } else {
 920                         ret = sdma_txinit(&tx->txreq, 0, sizeof(req->hdr) +
 921                                           datalen, user_sdma_txreq_cb);
 922                         if (ret)
 923                                 goto free_tx;
 924                         /*
 925                          * Modify the header for this packet. This only needs
 926                          * to be done if we are not going to use AHG. Otherwise,
 927                          * the HW will do it based on the changes we gave it
 928                          * during sdma_txinit_ahg().
 929                          */
 930                         ret = set_txreq_header(req, tx, datalen);
 931                         if (ret)
 932                                 goto free_txreq;
 933                 }
 934
 935                 /*
 936                  * If the request contains any data vectors, add up to
 937                  * fragsize bytes to the descriptor.
 938                  */
 939                 while (queued < datalen &&
 940                        (req->sent + data_sent) < req->data_len) {
 941                         unsigned long base, offset;
 942                         unsigned pageidx, len;
 943
 944                         base = (unsigned long)iovec->iov.iov_base;
 945                         offset = offset_in_page(base + iovec->offset +
 946                                                 iov_offset);
 947                         pageidx = (((iovec->offset + iov_offset +
 948                                      base) - (base & PAGE_MASK)) >> PAGE_SHIFT);
 949                         len = offset + req->info.fragsize > PAGE_SIZE ?
 950                                 PAGE_SIZE - offset : req->info.fragsize;
 951                         len = min((datalen - queued), len);
 952                         ret = sdma_txadd_page(pq->dd, &tx->txreq,
 953                                               iovec->pages[pageidx],
 954                                               offset, len);
 955                         if (ret) {
 956                                 SDMA_DBG(req, "SDMA txreq add page failed %d\n",
 957                                          ret);
 958                                 goto free_txreq;
 959                         }
 960                         iov_offset += len;
 961                         queued += len;
 962                         data_sent += len;
 963                         if (unlikely(queued < datalen &&
 964                                      pageidx == iovec->npages &&
 965                                      req->iov_idx < req->data_iovs - 1)) {
 966                                 iovec->offset += iov_offset;
 967                                 iovec = &req->iovs[++req->iov_idx];
 968                                 iov_offset = 0;
 969                         }
 970                 }
 971                 /*
 972                  * The txreq was submitted successfully so we can update
 973                  * the counters.
 974                  */
 975                 req->koffset += datalen;
 976                 if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED)
 977                         req->tidoffset += datalen;
 978                 req->sent += data_sent;
 979                 if (req->data_len)
 980                         iovec->offset += iov_offset;
 981                 list_add_tail(&tx->txreq.list, &req->txps);
 982                 /*
 983                  * It is important to increment this here as it is used to
 984                  * generate the BTH.PSN and, therefore, can't be bulk-updated
 985                  * outside of the loop.
 986                  */
 987                 tx->seqnum = req->seqnum++;
 988                 npkts++;
 989         }
 990 dosend:
 991         ret = sdma_send_txlist(req->sde, &pq->busy, &req->txps);
 992         if (list_empty(&req->txps)) {
 993                 req->seqsubmitted = req->seqnum;
 994                 if (req->seqnum == req->info.npkts) {
 995                         set_bit(SDMA_REQ_SEND_DONE, &req->flags);
 996                         /*
 997                          * The txreq has already been submitted to the HW queue
 998                          * so we can free the AHG entry now. Corruption will not
 999                          * happen due to the sequential manner in which
1000                          * descriptors are processed.
1001                          */
1002                         if (test_bit(SDMA_REQ_HAVE_AHG, &req->flags))
1003                                 sdma_ahg_free(req->sde, req->ahg_idx);
1004                 }
1005         } else if (ret > 0) {
1006                 req->seqsubmitted += ret;
1007                 ret = 0;
1008         }
1009         return ret;
1010
1011 free_txreq:
1012         sdma_txclean(pq->dd, &tx->txreq);
1013 free_tx:
1014         kmem_cache_free(pq->txreq_cache, tx);
1015         return ret;
1016 }
1017
1018 /*
1019  * How many pages in this iovec element?
1020  */
1021 static inline int num_user_pages(const struct iovec *iov)
1022 {
1023         const unsigned long addr  = (unsigned long)iov->iov_base;
1024         const unsigned long len   = iov->iov_len;
1025         const unsigned long spage = addr & PAGE_MASK;
1026         const unsigned long epage = (addr + len - 1) & PAGE_MASK;
1027
1028         return 1 + ((epage - spage) >> PAGE_SHIFT);
1029 }
1030
1031 /* Caller must hold pq->evict_lock */
1032 static u32 sdma_cache_evict(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq, u32 npages)
1033 {
1034         u32 cleared = 0;
1035         struct sdma_mmu_node *node, *ptr;
1036
1037         list_for_each_entry_safe_reverse(node, ptr, &pq->evict, list) {
1038                 /* Make sure that no one is still using the node. */
1039                 if (!atomic_read(&node->refcount)) {
1040                         /*
1041                          * Need to use the page count now as the remove callback
1042                          * will free the node.
1043                          */
1044                         cleared += node->npages;
1045                         spin_unlock(&pq->evict_lock);
1046                         hfi1_mmu_rb_remove(&pq->sdma_rb_root, &node->rb);
1047                         spin_lock(&pq->evict_lock);
1048                         if (cleared >= npages)
1049                                 break;
1050                 }
1051         }
1052         return cleared;
1053 }
1054
1055 static int pin_vector_pages(struct user_sdma_request *req,
1056                             struct user_sdma_iovec *iovec) {
1057         int ret = 0, pinned, npages, cleared;
1058         struct page **pages;
1059         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
1060         struct sdma_mmu_node *node = NULL;
1061         struct mmu_rb_node *rb_node;
1062
1063         rb_node = hfi1_mmu_rb_search(&pq->sdma_rb_root,
1064                                      (unsigned long)iovec->iov.iov_base,
1065                                      iovec->iov.iov_len);
1066         if (rb_node)
1067                 node = container_of(rb_node, struct sdma_mmu_node, rb);
1068
1069         if (!node) {
1070                 node = kzalloc(sizeof(*node), GFP_KERNEL);
1071                 if (!node)
1072                         return -ENOMEM;
1073
1074                 node->rb.addr = (unsigned long)iovec->iov.iov_base;
1075                 node->rb.len = iovec->iov.iov_len;
1076                 node->pq = pq;
1077                 atomic_set(&node->refcount, 0);
1078                 INIT_LIST_HEAD(&node->list);
1079         }
1080
1081         npages = num_user_pages(&iovec->iov);
1082         if (node->npages < npages) {
1083                 pages = kcalloc(npages, sizeof(*pages), GFP_KERNEL);
1084                 if (!pages) {
1085                         SDMA_DBG(req, "Failed page array alloc");
1086                         ret = -ENOMEM;
1087                         goto bail;
1088                 }
1089                 memcpy(pages, node->pages, node->npages * sizeof(*pages));
1090
1091                 npages -= node->npages;
1092 retry:
1093                 if (!hfi1_can_pin_pages(pq->dd, pq->n_locked, npages)) {
1094                         spin_lock(&pq->evict_lock);
1095                         cleared = sdma_cache_evict(pq, npages);
1096                         spin_unlock(&pq->evict_lock);
1097                         if (cleared >= npages)
1098                                 goto retry;
1099                 }
1100                 pinned = hfi1_acquire_user_pages(
1101                         ((unsigned long)iovec->iov.iov_base +
1102                          (node->npages * PAGE_SIZE)), npages, 0,
1103                         pages + node->npages);
1104                 if (pinned < 0) {
1105                         kfree(pages);
1106                         ret = pinned;
1107                         goto bail;
1108                 }
1109                 if (pinned != npages) {
1110                         unpin_vector_pages(current->mm, pages, pinned);
1111                         ret = -EFAULT;
1112                         goto bail;
1113                 }
1114                 kfree(node->pages);
1115                 node->pages = pages;
1116                 node->npages += pinned;
1117                 npages = node->npages;
1118                 spin_lock(&pq->evict_lock);
1119                 if (!rb_node)
1120                         list_add(&node->list, &pq->evict);
1121                 else
1122                         list_move(&node->list, &pq->evict);
1123                 pq->n_locked += pinned;
1124                 spin_unlock(&pq->evict_lock);
1125         }
1126         iovec->pages = node->pages;
1127         iovec->npages = npages;
1128
1129         if (!rb_node) {
1130                 ret = hfi1_mmu_rb_insert(&req->pq->sdma_rb_root, &node->rb);
1131                 if (ret) {
1132                         spin_lock(&pq->evict_lock);
1133                         list_del(&node->list);
1134                         pq->n_locked -= node->npages;
1135                         spin_unlock(&pq->evict_lock);
1136                         ret = 0;
1137                         goto bail;
1138                 }
1139         } else {
1140                 atomic_inc(&node->refcount);
1141         }
1142         return 0;
1143 bail:
1144         if (!rb_node)
1145                 kfree(node);
1146         return ret;
1147 }
1148
1149 static void unpin_vector_pages(struct mm_struct *mm, struct page **pages,
1150                                unsigned npages)
1151 {
1152         hfi1_release_user_pages(mm, pages, npages, 0);
1153         kfree(pages);
1154 }
1155
1156 static int check_header_template(struct user_sdma_request *req,
1157                                  struct hfi1_pkt_header *hdr, u32 lrhlen,
1158                                  u32 datalen)
1159 {
1160         /*
1161          * Perform safety checks for any type of packet:
1162          *    - transfer size is multiple of 64bytes
1163          *    - packet length is multiple of 4bytes
1164          *    - entire request length is multiple of 4bytes
1165          *    - packet length is not larger than MTU size
1166          *
1167          * These checks are only done for the first packet of the
1168          * transfer since the header is "given" to us by user space.
1169          * For the remainder of the packets we compute the values.
1170          */
1171         if (req->info.fragsize % PIO_BLOCK_SIZE ||
1172             lrhlen & 0x3 || req->data_len & 0x3  ||
1173             lrhlen > get_lrh_len(*hdr, req->info.fragsize))
1174                 return -EINVAL;
1175
1176         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
1177                 /*
1178                  * The header is checked only on the first packet. Furthermore,
1179                  * we ensure that at least one TID entry is copied when the
1180                  * request is submitted. Therefore, we don't have to verify that
1181                  * tididx points to something sane.
1182                  */
1183                 u32 tidval = req->tids[req->tididx],
1184                         tidlen = EXP_TID_GET(tidval, LEN) * PAGE_SIZE,
1185                         tididx = EXP_TID_GET(tidval, IDX),
1186                         tidctrl = EXP_TID_GET(tidval, CTRL),
1187                         tidoff;
1188                 __le32 kval = hdr->kdeth.ver_tid_offset;
1189
1190                 tidoff = KDETH_GET(kval, OFFSET) *
1191                           (KDETH_GET(req->hdr.kdeth.ver_tid_offset, OM) ?
1192                            KDETH_OM_LARGE : KDETH_OM_SMALL);
1193                 /*
1194                  * Expected receive packets have the following
1195                  * additional checks:
1196                  *     - offset is not larger than the TID size
1197                  *     - TIDCtrl values match between header and TID array
1198                  *     - TID indexes match between header and TID array
1199                  */
1200                 if ((tidoff + datalen > tidlen) ||
1201                     KDETH_GET(kval, TIDCTRL) != tidctrl ||
1202                     KDETH_GET(kval, TID) != tididx)
1203                         return -EINVAL;
1204         }
1205         return 0;
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Correctly set the BTH.PSN field based on type of
1210  * transfer - eager packets can just increment the PSN but
1211  * expected packets encode generation and sequence in the
1212  * BTH.PSN field so just incrementing will result in errors.
1213  */
1214 static inline u32 set_pkt_bth_psn(__be32 bthpsn, u8 expct, u32 frags)
1215 {
1216         u32 val = be32_to_cpu(bthpsn),
1217                 mask = (HFI1_CAP_IS_KSET(EXTENDED_PSN) ? 0x7fffffffull :
1218                         0xffffffull),
1219                 psn = val & mask;
1220         if (expct)
1221                 psn = (psn & ~BTH_SEQ_MASK) | ((psn + frags) & BTH_SEQ_MASK);
1222         else
1223                 psn = psn + frags;
1224         return psn & mask;
1225 }
1226
1227 static int set_txreq_header(struct user_sdma_request *req,
1228                             struct user_sdma_txreq *tx, u32 datalen)
1229 {
1230         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
1231         struct hfi1_pkt_header *hdr = &tx->hdr;
1232         u16 pbclen;
1233         int ret;
1234         u32 tidval = 0, lrhlen = get_lrh_len(*hdr, datalen);
1235
1236         /* Copy the header template to the request before modification */
1237         memcpy(hdr, &req->hdr, sizeof(*hdr));
1238
1239         /*
1240          * Check if the PBC and LRH length are mismatched. If so
1241          * adjust both in the header.
1242          */
1243         pbclen = le16_to_cpu(hdr->pbc[0]);
1244         if (PBC2LRH(pbclen) != lrhlen) {
1245                 pbclen = (pbclen & 0xf000) | LRH2PBC(lrhlen);
1246                 hdr->pbc[0] = cpu_to_le16(pbclen);
1247                 hdr->lrh[2] = cpu_to_be16(lrhlen >> 2);
1248                 /*
1249                  * Third packet
1250                  * This is the first packet in the sequence that has
1251                  * a "static" size that can be used for the rest of
1252                  * the packets (besides the last one).
1253                  */
1254                 if (unlikely(req->seqnum == 2)) {
1255                         /*
1256                          * From this point on the lengths in both the
1257                          * PBC and LRH are the same until the last
1258                          * packet.
1259                          * Adjust the template so we don't have to update
1260                          * every packet
1261                          */
1262                         req->hdr.pbc[0] = hdr->pbc[0];
1263                         req->hdr.lrh[2] = hdr->lrh[2];
1264                 }
1265         }
1266         /*
1267          * We only have to modify the header if this is not the
1268          * first packet in the request. Otherwise, we use the
1269          * header given to us.
1270          */
1271         if (unlikely(!req->seqnum)) {
1272                 ret = check_header_template(req, hdr, lrhlen, datalen);
1273                 if (ret)
1274                         return ret;
1275                 goto done;
1276         }
1277
1278         hdr->bth[2] = cpu_to_be32(
1279                 set_pkt_bth_psn(hdr->bth[2],
1280                                 (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED),
1281                                 req->seqnum));
1282
1283         /* Set ACK request on last packet */
1284         if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT))
1285                 hdr->bth[2] |= cpu_to_be32(1UL << 31);
1286
1287         /* Set the new offset */
1288         hdr->kdeth.swdata[6] = cpu_to_le32(req->koffset);
1289         /* Expected packets have to fill in the new TID information */
1290         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
1291                 tidval = req->tids[req->tididx];
1292                 /*
1293                  * If the offset puts us at the end of the current TID,
1294                  * advance everything.
1295                  */
1296                 if ((req->tidoffset) == (EXP_TID_GET(tidval, LEN) *
1297                                          PAGE_SIZE)) {
1298                         req->tidoffset = 0;
1299                         /*
1300                          * Since we don't copy all the TIDs, all at once,
1301                          * we have to check again.
1302                          */
1303                         if (++req->tididx > req->n_tids - 1 ||
1304                             !req->tids[req->tididx]) {
1305                                 return -EINVAL;
1306                         }
1307                         tidval = req->tids[req->tididx];
1308                 }
1309                 req->omfactor = EXP_TID_GET(tidval, LEN) * PAGE_SIZE >=
1310                         KDETH_OM_MAX_SIZE ? KDETH_OM_LARGE : KDETH_OM_SMALL;
1311                 /* Set KDETH.TIDCtrl based on value for this TID. */
1312                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, TIDCTRL,
1313                           EXP_TID_GET(tidval, CTRL));
1314                 /* Set KDETH.TID based on value for this TID */
1315                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, TID,
1316                           EXP_TID_GET(tidval, IDX));
1317                 /* Clear KDETH.SH only on the last packet */
1318                 if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT))
1319                         KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, SH, 0);
1320                 /*
1321                  * Set the KDETH.OFFSET and KDETH.OM based on size of
1322                  * transfer.
1323                  */
1324                 SDMA_DBG(req, "TID offset %ubytes %uunits om%u",
1325                          req->tidoffset, req->tidoffset / req->omfactor,
1326                          !!(req->omfactor - KDETH_OM_SMALL));
1327                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, OFFSET,
1328                           req->tidoffset / req->omfactor);
1329                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, OM,
1330                           !!(req->omfactor - KDETH_OM_SMALL));
1331         }
1332 done:
1333         trace_hfi1_sdma_user_header(pq->dd, pq->ctxt, pq->subctxt,
1334                                     req->info.comp_idx, hdr, tidval);
1335         return sdma_txadd_kvaddr(pq->dd, &tx->txreq, hdr, sizeof(*hdr));
1336 }
1337
1338 static int set_txreq_header_ahg(struct user_sdma_request *req,
1339                                 struct user_sdma_txreq *tx, u32 len)
1340 {
1341         int diff = 0;
1342         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
1343         struct hfi1_pkt_header *hdr = &req->hdr;
1344         u16 pbclen = le16_to_cpu(hdr->pbc[0]);
1345         u32 val32, tidval = 0, lrhlen = get_lrh_len(*hdr, len);
1346
1347         if (PBC2LRH(pbclen) != lrhlen) {
1348                 /* PBC.PbcLengthDWs */
1349                 AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 0, 0, 12,
1350                                cpu_to_le16(LRH2PBC(lrhlen)));
1351                 /* LRH.PktLen (we need the full 16 bits due to byte swap) */
1352                 AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 3, 0, 16,
1353                                cpu_to_be16(lrhlen >> 2));
1354         }
1355
1356         /*
1357          * Do the common updates
1358          */
1359         /* BTH.PSN and BTH.A */
1360         val32 = (be32_to_cpu(hdr->bth[2]) + req->seqnum) &
1361                 (HFI1_CAP_IS_KSET(EXTENDED_PSN) ? 0x7fffffff : 0xffffff);
1362         if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT))
1363                 val32 |= 1UL << 31;
1364         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 6, 0, 16, cpu_to_be16(val32 >> 16));
1365         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 6, 16, 16, cpu_to_be16(val32 & 0xffff));
1366         /* KDETH.Offset */
1367         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 15, 0, 16,
1368                        cpu_to_le16(req->koffset & 0xffff));
1369         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 15, 16, 16,
1370                        cpu_to_le16(req->koffset >> 16));
1371         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
1372                 __le16 val;
1373
1374                 tidval = req->tids[req->tididx];
1375
1376                 /*
1377                  * If the offset puts us at the end of the current TID,
1378                  * advance everything.
1379                  */
1380                 if ((req->tidoffset) == (EXP_TID_GET(tidval, LEN) *
1381                                          PAGE_SIZE)) {
1382                         req->tidoffset = 0;
1383                         /*
1384                          * Since we don't copy all the TIDs, all at once,
1385                          * we have to check again.
1386                          */
1387                         if (++req->tididx > req->n_tids - 1 ||
1388                             !req->tids[req->tididx]) {
1389                                 return -EINVAL;
1390                         }
1391                         tidval = req->tids[req->tididx];
1392                 }
1393                 req->omfactor = ((EXP_TID_GET(tidval, LEN) *
1394                                   PAGE_SIZE) >=
1395                                  KDETH_OM_MAX_SIZE) ? KDETH_OM_LARGE :
1396                         KDETH_OM_SMALL;
1397                 /* KDETH.OM and KDETH.OFFSET (TID) */
1398                 AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 7, 0, 16,
1399                                ((!!(req->omfactor - KDETH_OM_SMALL)) << 15 |
1400                                 ((req->tidoffset / req->omfactor) & 0x7fff)));
1401                 /* KDETH.TIDCtrl, KDETH.TID */
1402                 val = cpu_to_le16(((EXP_TID_GET(tidval, CTRL) & 0x3) << 10) |
1403                                         (EXP_TID_GET(tidval, IDX) & 0x3ff));
1404                 /* Clear KDETH.SH on last packet */
1405                 if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_LAST_PKT)) {
1406                         val |= cpu_to_le16(KDETH_GET(hdr->kdeth.ver_tid_offset,
1407                                                                 INTR) >> 16);
1408                         val &= cpu_to_le16(~(1U << 13));
1409                         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 7, 16, 14, val);
1410                 } else {
1411                         AHG_HEADER_SET(req->ahg, diff, 7, 16, 12, val);
1412                 }
1413         }
1414
1415         trace_hfi1_sdma_user_header_ahg(pq->dd, pq->ctxt, pq->subctxt,
1416                                         req->info.comp_idx, req->sde->this_idx,
1417                                         req->ahg_idx, req->ahg, diff, tidval);
1418         return diff;
1419 }
1420
1421 /*
1422  * SDMA tx request completion callback. Called when the SDMA progress
1423  * state machine gets notification that the SDMA descriptors for this
1424  * tx request have been processed by the DMA engine. Called in
1425  * interrupt context.
1426  */
1427 static void user_sdma_txreq_cb(struct sdma_txreq *txreq, int status)
1428 {
1429         struct user_sdma_txreq *tx =
1430                 container_of(txreq, struct user_sdma_txreq, txreq);
1431         struct user_sdma_request *req;
1432         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
1433         struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq;
1434         u16 idx;
1435
1436         if (!tx->req)
1437                 return;
1438
1439         req = tx->req;
1440         pq = req->pq;
1441         cq = req->cq;
1442
1443         if (status != SDMA_TXREQ_S_OK) {
1444                 SDMA_DBG(req, "SDMA completion with error %d",
1445                          status);
1446                 set_bit(SDMA_REQ_HAS_ERROR, &req->flags);
1447         }
1448
1449         req->seqcomp = tx->seqnum;
1450         kmem_cache_free(pq->txreq_cache, tx);
1451         tx = NULL;
1452
1453         idx = req->info.comp_idx;
1454         if (req->status == -1 && status == SDMA_TXREQ_S_OK) {
1455                 if (req->seqcomp == req->info.npkts - 1) {
1456                         req->status = 0;
1457                         user_sdma_free_request(req, false);
1458                         pq_update(pq);
1459                         set_comp_state(pq, cq, idx, COMPLETE, 0);
1460                 }
1461         } else {
1462                 if (status != SDMA_TXREQ_S_OK)
1463                         req->status = status;
1464                 if (req->seqcomp == (ACCESS_ONCE(req->seqsubmitted) - 1) &&
1465                     (test_bit(SDMA_REQ_SEND_DONE, &req->flags) ||
1466                      test_bit(SDMA_REQ_DONE_ERROR, &req->flags))) {
1467                         user_sdma_free_request(req, false);
1468                         pq_update(pq);
1469                         set_comp_state(pq, cq, idx, ERROR, req->status);
1470                 }
1471         }
1472 }
1473
1474 static inline void pq_update(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq)
1475 {
1476         if (atomic_dec_and_test(&pq->n_reqs)) {
1477                 xchg(&pq->state, SDMA_PKT_Q_INACTIVE);
1478                 wake_up(&pq->wait);
1479         }
1480 }
1481
1482 static void user_sdma_free_request(struct user_sdma_request *req, bool unpin)
1483 {
1484         if (!list_empty(&req->txps)) {
1485                 struct sdma_txreq *t, *p;
1486
1487                 list_for_each_entry_safe(t, p, &req->txps, list) {
1488                         struct user_sdma_txreq *tx =
1489                                 container_of(t, struct user_sdma_txreq, txreq);
1490                         list_del_init(&t->list);
1491                         sdma_txclean(req->pq->dd, t);
1492                         kmem_cache_free(req->pq->txreq_cache, tx);
1493                 }
1494         }
1495         if (req->data_iovs) {
1496                 struct sdma_mmu_node *node;
1497                 struct mmu_rb_node *mnode;
1498                 int i;
1499
1500                 for (i = 0; i < req->data_iovs; i++) {
1501                         mnode = hfi1_mmu_rb_search(
1502                                 &req->pq->sdma_rb_root,
1503                                 (unsigned long)req->iovs[i].iov.iov_base,
1504                                 req->iovs[i].iov.iov_len);
1505                         if (!mnode)
1506                                 continue;
1507
1508                         node = container_of(mnode, struct sdma_mmu_node, rb);
1509                         if (unpin)
1510                                 hfi1_mmu_rb_remove(&req->pq->sdma_rb_root,
1511                                                    &node->rb);
1512                         else
1513                                 atomic_dec(&node->refcount);
1514                 }
1515         }
1516         kfree(req->tids);
1517         clear_bit(SDMA_REQ_IN_USE, &req->flags);
1518 }
1519
1520 static inline void set_comp_state(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq,
1521                                   struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq,
1522                                   u16 idx, enum hfi1_sdma_comp_state state,
1523                                   int ret)
1524 {
1525         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u:%u] Setting completion status %u %d",
1526                   pq->dd->unit, pq->ctxt, pq->subctxt, idx, state, ret);
1527         cq->comps[idx].status = state;
1528         if (state == ERROR)
1529                 cq->comps[idx].errcode = -ret;
1530         trace_hfi1_sdma_user_completion(pq->dd, pq->ctxt, pq->subctxt,
1531                                         idx, state, ret);
1532 }
1533
1534 static bool sdma_rb_filter(struct mmu_rb_node *node, unsigned long addr,
1535                            unsigned long len)
1536 {
1537         return (bool)(node->addr == addr);
1538 }
1539
1540 static int sdma_rb_insert(struct rb_root *root, struct mmu_rb_node *mnode)
1541 {
1542         struct sdma_mmu_node *node =
1543                 container_of(mnode, struct sdma_mmu_node, rb);
1544
1545         atomic_inc(&node->refcount);
1546         return 0;
1547 }
1548
1549 static void sdma_rb_remove(struct rb_root *root, struct mmu_rb_node *mnode,
1550                            bool notifier)
1551 {
1552         struct sdma_mmu_node *node =
1553                 container_of(mnode, struct sdma_mmu_node, rb);
1554
1555         spin_lock(&node->pq->evict_lock);
1556         list_del(&node->list);
1557         node->pq->n_locked -= node->npages;
1558         spin_unlock(&node->pq->evict_lock);
1559
1560         unpin_vector_pages(notifier ? NULL : current->mm, node->pages,
1561                            node->npages);
1562         /*
1563          * If called by the MMU notifier, we have to adjust the pinned
1564          * page count ourselves.
1565          */
1566         if (notifier)
1567                 current->mm->pinned_vm -= node->npages;
1568         kfree(node);
1569 }
1570
1571 static int sdma_rb_invalidate(struct rb_root *root, struct mmu_rb_node *mnode)
1572 {
1573         struct sdma_mmu_node *node =
1574                 container_of(mnode, struct sdma_mmu_node, rb);
1575
1576         if (!atomic_read(&node->refcount))
1577                 return 1;
1578         return 0;
1579 }