drivers/infiniband/hw/hfi1/user_sdma.c

   1 /*
   2  * Copyright(c) 2015 - 2017 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 #include <linux/string.h>
  64
  65 #include "hfi.h"
  66 #include "sdma.h"
  67 #include "user_sdma.h"
  68 #include "verbs.h"  /* for the headers */
  69 #include "common.h" /* for struct hfi1_tid_info */
  70 #include "trace.h"
  71 #include "mmu_rb.h"
  72
  73 static uint hfi1_sdma_comp_ring_size = 128;
  74 module_param_named(sdma_comp_size, hfi1_sdma_comp_ring_size, uint, S_IRUGO);
  75 MODULE_PARM_DESC(sdma_comp_size, "Size of User SDMA completion ring. Default: 128");
  76
  77 /* The maximum number of Data io vectors per message/request */
  78 #define MAX_VECTORS_PER_REQ 8
  79 /*
  80  * Maximum number of packet to send from each message/request
  81  * before moving to the next one.
  82  */
  83 #define MAX_PKTS_PER_QUEUE 16
  84
  85 #define num_pages(x) (1 + ((((x) - 1) & PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT))
  86
  87 #define req_opcode(x) \
  88         (((x) >> HFI1_SDMA_REQ_OPCODE_SHIFT) & HFI1_SDMA_REQ_OPCODE_MASK)
  89 #define req_version(x) \
  90         (((x) >> HFI1_SDMA_REQ_VERSION_SHIFT) & HFI1_SDMA_REQ_OPCODE_MASK)
  91 #define req_iovcnt(x) \
  92         (((x) >> HFI1_SDMA_REQ_IOVCNT_SHIFT) & HFI1_SDMA_REQ_IOVCNT_MASK)
  93
  94 /* Number of BTH.PSN bits used for sequence number in expected rcvs */
  95 #define BTH_SEQ_MASK 0x7ffull
  96
  97 #define AHG_KDETH_INTR_SHIFT 12
  98 #define AHG_KDETH_SH_SHIFT   13
  99 #define AHG_KDETH_ARRAY_SIZE  9
 100
 101 #define PBC2LRH(x) ((((x) & 0xfff) << 2) - 4)
 102 #define LRH2PBC(x) ((((x) >> 2) + 1) & 0xfff)
 103
 104 #define AHG_HEADER_SET(arr, idx, dw, bit, width, value)                 \
 105         do {                                                            \
 106                 if ((idx) < ARRAY_SIZE((arr)))                          \
 107                         (arr)[(idx++)] = sdma_build_ahg_descriptor(     \
 108                                 (__force u16)(value), (dw), (bit),      \
 109                                                         (width));       \
 110                 else                                                    \
 111                         return -ERANGE;                                 \
 112         } while (0)
 113
 114 /* Tx request flag bits */
 115 #define TXREQ_FLAGS_REQ_ACK   BIT(0)      /* Set the ACK bit in the header */
 116 #define TXREQ_FLAGS_REQ_DISABLE_SH BIT(1) /* Disable header suppression */
 117
 118 #define SDMA_PKT_Q_INACTIVE BIT(0)
 119 #define SDMA_PKT_Q_ACTIVE   BIT(1)
 120 #define SDMA_PKT_Q_DEFERRED BIT(2)
 121
 122 /*
 123  * Maximum retry attempts to submit a TX request
 124  * before putting the process to sleep.
 125  */
 126 #define MAX_DEFER_RETRY_COUNT 1
 127
 128 static unsigned initial_pkt_count = 8;
 129
 130 #define SDMA_IOWAIT_TIMEOUT 1000 /* in milliseconds */
 131
 132 struct sdma_mmu_node;
 133
 134 struct user_sdma_iovec {
 135         struct list_head list;
 136         struct iovec iov;
 137         /* number of pages in this vector */
 138         unsigned npages;
 139         /* array of pinned pages for this vector */
 140         struct page **pages;
 141         /*
 142          * offset into the virtual address space of the vector at
 143          * which we last left off.
 144          */
 145         u64 offset;
 146         struct sdma_mmu_node *node;
 147 };
 148
 149 struct sdma_mmu_node {
 150         struct mmu_rb_node rb;
 151         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
 152         atomic_t refcount;
 153         struct page **pages;
 154         unsigned npages;
 155 };
 156
 157 /* evict operation argument */
 158 struct evict_data {
 159         u32 cleared;    /* count evicted so far */
 160         u32 target;     /* target count to evict */
 161 };
 162
 163 struct user_sdma_request {
 164         /* This is the original header from user space */
 165         struct hfi1_pkt_header hdr;
 166
 167         /* Read mostly fields */
 168         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq ____cacheline_aligned_in_smp;
 169         struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq;
 170         /*
 171          * Pointer to the SDMA engine for this request.
 172          * Since different request could be on different VLs,
 173          * each request will need it's own engine pointer.
 174          */
 175         struct sdma_engine *sde;
 176         struct sdma_req_info info;
 177         /* TID array values copied from the tid_iov vector */
 178         u32 *tids;
 179         /* total length of the data in the request */
 180         u32 data_len;
 181         /* number of elements copied to the tids array */
 182         u16 n_tids;
 183         /*
 184          * We copy the iovs for this request (based on
 185          * info.iovcnt). These are only the data vectors
 186          */
 187         u8 data_iovs;
 188         s8 ahg_idx;
 189
 190         /* Writeable fields shared with interrupt */
 191         u64 seqcomp ____cacheline_aligned_in_smp;
 192         u64 seqsubmitted;
 193         /* status of the last txreq completed */
 194         int status;
 195
 196         /* Send side fields */
 197         struct list_head txps ____cacheline_aligned_in_smp;
 198         u64 seqnum;
 199         /*
 200          * KDETH.OFFSET (TID) field
 201          * The offset can cover multiple packets, depending on the
 202          * size of the TID entry.
 203          */
 204         u32 tidoffset;
 205         /*
 206          * KDETH.Offset (Eager) field
 207          * We need to remember the initial value so the headers
 208          * can be updated properly.
 209          */
 210         u32 koffset;
 211         u32 sent;
 212         /* TID index copied from the tid_iov vector */
 213         u16 tididx;
 214         /* progress index moving along the iovs array */
 215         u8 iov_idx;
 216         u8 done;
 217         u8 has_error;
 218
 219         struct user_sdma_iovec iovs[MAX_VECTORS_PER_REQ];
 220 } ____cacheline_aligned_in_smp;
 221
 222 /*
 223  * A single txreq could span up to 3 physical pages when the MTU
 224  * is sufficiently large (> 4K). Each of the IOV pointers also
 225  * needs it's own set of flags so the vector has been handled
 226  * independently of each other.
 227  */
 228 struct user_sdma_txreq {
 229         /* Packet header for the txreq */
 230         struct hfi1_pkt_header hdr;
 231         struct sdma_txreq txreq;
 232         struct list_head list;
 233         struct user_sdma_request *req;
 234         u16 flags;
 235         unsigned busycount;
 236         u64 seqnum;
 237 };
 238
 239 #define SDMA_DBG(req, fmt, ...)                              \
 240         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u:%u] " fmt, (req)->pq->dd->unit, \
 241                  (req)->pq->ctxt, (req)->pq->subctxt, (req)->info.comp_idx, \
 242                  ##__VA_ARGS__)
 243 #define SDMA_Q_DBG(pq, fmt, ...)                         \
 244         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] " fmt, (pq)->dd->unit, (pq)->ctxt, \
 245                  (pq)->subctxt, ##__VA_ARGS__)
 246
 247 static int user_sdma_send_pkts(struct user_sdma_request *req,
 248                                unsigned maxpkts);
 249 static void user_sdma_txreq_cb(struct sdma_txreq *txreq, int status);
 250 static inline void pq_update(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq);
 251 static void user_sdma_free_request(struct user_sdma_request *req, bool unpin);
 252 static int pin_vector_pages(struct user_sdma_request *req,
 253                             struct user_sdma_iovec *iovec);
 254 static void unpin_vector_pages(struct mm_struct *mm, struct page **pages,
 255                                unsigned start, unsigned npages);
 256 static int check_header_template(struct user_sdma_request *req,
 257                                  struct hfi1_pkt_header *hdr, u32 lrhlen,
 258                                  u32 datalen);
 259 static int set_txreq_header(struct user_sdma_request *req,
 260                             struct user_sdma_txreq *tx, u32 datalen);
 261 static int set_txreq_header_ahg(struct user_sdma_request *req,
 262                                 struct user_sdma_txreq *tx, u32 len);
 263 static inline void set_comp_state(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq,
 264                                   struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq,
 265                                   u16 idx, enum hfi1_sdma_comp_state state,
 266                                   int ret);
 267 static inline u32 set_pkt_bth_psn(__be32 bthpsn, u8 expct, u32 frags);
 268 static inline u32 get_lrh_len(struct hfi1_pkt_header, u32 len);
 269
 270 static int defer_packet_queue(
 271         struct sdma_engine *sde,
 272         struct iowait *wait,
 273         struct sdma_txreq *txreq,
 274         uint seq,
 275         bool pkts_sent);
 276 static void activate_packet_queue(struct iowait *wait, int reason);
 277 static bool sdma_rb_filter(struct mmu_rb_node *node, unsigned long addr,
 278                            unsigned long len);
 279 static int sdma_rb_insert(void *arg, struct mmu_rb_node *mnode);
 280 static int sdma_rb_evict(void *arg, struct mmu_rb_node *mnode,
 281                          void *arg2, bool *stop);
 282 static void sdma_rb_remove(void *arg, struct mmu_rb_node *mnode);
 283 static int sdma_rb_invalidate(void *arg, struct mmu_rb_node *mnode);
 284
 285 static struct mmu_rb_ops sdma_rb_ops = {
 286         .filter = sdma_rb_filter,
 287         .insert = sdma_rb_insert,
 288         .evict = sdma_rb_evict,
 289         .remove = sdma_rb_remove,
 290         .invalidate = sdma_rb_invalidate
 291 };
 292
 293 static int defer_packet_queue(
 294         struct sdma_engine *sde,
 295         struct iowait *wait,
 296         struct sdma_txreq *txreq,
 297         uint seq,
 298         bool pkts_sent)
 299 {
 300         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq =
 301                 container_of(wait, struct hfi1_user_sdma_pkt_q, busy);
 302         struct hfi1_ibdev *dev = &pq->dd->verbs_dev;
 303         struct user_sdma_txreq *tx =
 304                 container_of(txreq, struct user_sdma_txreq, txreq);
 305
 306         if (sdma_progress(sde, seq, txreq)) {
 307                 if (tx->busycount++ < MAX_DEFER_RETRY_COUNT)
 308                         goto eagain;
 309         }
 310         /*
 311          * We are assuming that if the list is enqueued somewhere, it
 312          * is to the dmawait list since that is the only place where
 313          * it is supposed to be enqueued.
 314          */
 315         xchg(&pq->state, SDMA_PKT_Q_DEFERRED);
 316         write_seqlock(&dev->iowait_lock);
 317         if (list_empty(&pq->busy.list))
 318                 iowait_queue(pkts_sent, &pq->busy, &sde->dmawait);
 319         write_sequnlock(&dev->iowait_lock);
 320         return -EBUSY;
 321 eagain:
 322         return -EAGAIN;
 323 }
 324
 325 static void activate_packet_queue(struct iowait *wait, int reason)
 326 {
 327         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq =
 328                 container_of(wait, struct hfi1_user_sdma_pkt_q, busy);
 329         xchg(&pq->state, SDMA_PKT_Q_ACTIVE);
 330         wake_up(&wait->wait_dma);
 331 };
 332
 333 int hfi1_user_sdma_alloc_queues(struct hfi1_ctxtdata *uctxt,
 334                                 struct hfi1_filedata *fd)
 335 {
 336         int ret = -ENOMEM;
 337         char buf[64];
 338         struct hfi1_devdata *dd;
 339         struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq;
 340         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
 341
 342         if (!uctxt || !fd)
 343                 return -EBADF;
 344
 345         if (!hfi1_sdma_comp_ring_size)
 346                 return -EINVAL;
 347
 348         dd = uctxt->dd;
 349
 350         pq = kzalloc(sizeof(*pq), GFP_KERNEL);
 351         if (!pq)
 352                 return -ENOMEM;
 353
 354         pq->dd = dd;
 355         pq->ctxt = uctxt->ctxt;
 356         pq->subctxt = fd->subctxt;
 357         pq->n_max_reqs = hfi1_sdma_comp_ring_size;
 358         pq->state = SDMA_PKT_Q_INACTIVE;
 359         atomic_set(&pq->n_reqs, 0);
 360         init_waitqueue_head(&pq->wait);
 361         atomic_set(&pq->n_locked, 0);
 362         pq->mm = fd->mm;
 363
 364         iowait_init(&pq->busy, 0, NULL, defer_packet_queue,
 365                     activate_packet_queue, NULL);
 366         pq->reqidx = 0;
 367
 368         pq->reqs = kcalloc(hfi1_sdma_comp_ring_size,
 369                            sizeof(*pq->reqs),
 370                            GFP_KERNEL);
 371         if (!pq->reqs)
 372                 goto pq_reqs_nomem;
 373
 374         pq->req_in_use = kcalloc(BITS_TO_LONGS(hfi1_sdma_comp_ring_size),
 375                                  sizeof(*pq->req_in_use),
 376                                  GFP_KERNEL);
 377         if (!pq->req_in_use)
 378                 goto pq_reqs_no_in_use;
 379
 380         snprintf(buf, 64, "txreq-kmem-cache-%u-%u-%u", dd->unit, uctxt->ctxt,
 381                  fd->subctxt);
 382         pq->txreq_cache = kmem_cache_create(buf,
 383                                             sizeof(struct user_sdma_txreq),
 384                                             L1_CACHE_BYTES,
 385                                             SLAB_HWCACHE_ALIGN,
 386                                             NULL);
 387         if (!pq->txreq_cache) {
 388                 dd_dev_err(dd, "[%u] Failed to allocate TxReq cache\n",
 389                            uctxt->ctxt);
 390                 goto pq_txreq_nomem;
 391         }
 392
 393         cq = kzalloc(sizeof(*cq), GFP_KERNEL);
 394         if (!cq)
 395                 goto cq_nomem;
 396
 397         cq->comps = vmalloc_user(PAGE_ALIGN(sizeof(*cq->comps)
 398                                  * hfi1_sdma_comp_ring_size));
 399         if (!cq->comps)
 400                 goto cq_comps_nomem;
 401
 402         cq->nentries = hfi1_sdma_comp_ring_size;
 403
 404         ret = hfi1_mmu_rb_register(pq, pq->mm, &sdma_rb_ops, dd->pport->hfi1_wq,
 405                                    &pq->handler);
 406         if (ret) {
 407                 dd_dev_err(dd, "Failed to register with MMU %d", ret);
 408                 goto pq_mmu_fail;
 409         }
 410
 411         fd->pq = pq;
 412         fd->cq = cq;
 413
 414         return 0;
 415
 416 pq_mmu_fail:
 417         vfree(cq->comps);
 418 cq_comps_nomem:
 419         kfree(cq);
 420 cq_nomem:
 421         kmem_cache_destroy(pq->txreq_cache);
 422 pq_txreq_nomem:
 423         kfree(pq->req_in_use);
 424 pq_reqs_no_in_use:
 425         kfree(pq->reqs);
 426 pq_reqs_nomem:
 427         kfree(pq);
 428
 429         return ret;
 430 }
 431
 432 int hfi1_user_sdma_free_queues(struct hfi1_filedata *fd,
 433                                struct hfi1_ctxtdata *uctxt)
 434 {
 435         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
 436
 437         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Freeing user SDMA queues", uctxt->dd->unit,
 438                   uctxt->ctxt, fd->subctxt);
 439         pq = fd->pq;
 440         if (pq) {
 441                 if (pq->handler)
 442                         hfi1_mmu_rb_unregister(pq->handler);
 443                 iowait_sdma_drain(&pq->busy);
 444                 /* Wait until all requests have been freed. */
 445                 wait_event_interruptible(
 446                         pq->wait,
 447                         (ACCESS_ONCE(pq->state) == SDMA_PKT_Q_INACTIVE));
 448                 kfree(pq->reqs);
 449                 kfree(pq->req_in_use);
 450                 kmem_cache_destroy(pq->txreq_cache);
 451                 kfree(pq);
 452                 fd->pq = NULL;
 453         }
 454         if (fd->cq) {
 455                 vfree(fd->cq->comps);
 456                 kfree(fd->cq);
 457                 fd->cq = NULL;
 458         }
 459         return 0;
 460 }
 461
 462 static u8 dlid_to_selector(u16 dlid)
 463 {
 464         static u8 mapping[256];
 465         static int initialized;
 466         static u8 next;
 467         int hash;
 468
 469         if (!initialized) {
 470                 memset(mapping, 0xFF, 256);
 471                 initialized = 1;
 472         }
 473
 474         hash = ((dlid >> 8) ^ dlid) & 0xFF;
 475         if (mapping[hash] == 0xFF) {
 476                 mapping[hash] = next;
 477                 next = (next + 1) & 0x7F;
 478         }
 479
 480         return mapping[hash];
 481 }
 482
 483 int hfi1_user_sdma_process_request(struct hfi1_filedata *fd,
 484                                    struct iovec *iovec, unsigned long dim,
 485                                    unsigned long *count)
 486 {
 487         int ret = 0, i;
 488         struct hfi1_ctxtdata *uctxt = fd->uctxt;
 489         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = fd->pq;
 490         struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq = fd->cq;
 491         struct hfi1_devdata *dd = pq->dd;
 492         unsigned long idx = 0;
 493         u8 pcount = initial_pkt_count;
 494         struct sdma_req_info info;
 495         struct user_sdma_request *req;
 496         u8 opcode, sc, vl;
 497         u16 pkey;
 498         u32 slid;
 499         int req_queued = 0;
 500         u16 dlid;
 501         u32 selector;
 502
 503         if (iovec[idx].iov_len < sizeof(info) + sizeof(req->hdr)) {
 504                 hfi1_cdbg(
 505                    SDMA,
 506                    "[%u:%u:%u] First vector not big enough for header %lu/%lu",
 507                    dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt,
 508                    iovec[idx].iov_len, sizeof(info) + sizeof(req->hdr));
 509                 return -EINVAL;
 510         }
 511         ret = copy_from_user(&info, iovec[idx].iov_base, sizeof(info));
 512         if (ret) {
 513                 hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Failed to copy info QW (%d)",
 514                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt, ret);
 515                 return -EFAULT;
 516         }
 517
 518         trace_hfi1_sdma_user_reqinfo(dd, uctxt->ctxt, fd->subctxt,
 519                                      (u16 *)&info);
 520
 521         if (info.comp_idx >= hfi1_sdma_comp_ring_size) {
 522                 hfi1_cdbg(SDMA,
 523                           "[%u:%u:%u:%u] Invalid comp index",
 524                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt, info.comp_idx);
 525                 return -EINVAL;
 526         }
 527
 528         /*
 529          * Sanity check the header io vector count.  Need at least 1 vector
 530          * (header) and cannot be larger than the actual io vector count.
 531          */
 532         if (req_iovcnt(info.ctrl) < 1 || req_iovcnt(info.ctrl) > dim) {
 533                 hfi1_cdbg(SDMA,
 534                           "[%u:%u:%u:%u] Invalid iov count %d, dim %ld",
 535                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt, info.comp_idx,
 536                           req_iovcnt(info.ctrl), dim);
 537                 return -EINVAL;
 538         }
 539
 540         if (!info.fragsize) {
 541                 hfi1_cdbg(SDMA,
 542                           "[%u:%u:%u:%u] Request does not specify fragsize",
 543                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt, info.comp_idx);
 544                 return -EINVAL;
 545         }
 546
 547         /* Try to claim the request. */
 548         if (test_and_set_bit(info.comp_idx, pq->req_in_use)) {
 549                 hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Entry %u is in use",
 550                           dd->unit, uctxt->ctxt, fd->subctxt,
 551                           info.comp_idx);
 552                 return -EBADSLT;
 553         }
 554         /*
 555          * All safety checks have been done and this request has been claimed.
 556          */
 557         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u] Using req/comp entry %u\n", dd->unit,
 558                   uctxt->ctxt, fd->subctxt, info.comp_idx);
 559         req = pq->reqs + info.comp_idx;
 560         req->data_iovs = req_iovcnt(info.ctrl) - 1; /* subtract header vector */
 561         req->data_len  = 0;
 562         req->pq = pq;
 563         req->cq = cq;
 564         req->status = -1;
 565         req->ahg_idx = -1;
 566         req->iov_idx = 0;
 567         req->sent = 0;
 568         req->seqnum = 0;
 569         req->seqcomp = 0;
 570         req->seqsubmitted = 0;
 571         req->tids = NULL;
 572         req->done = 0;
 573         req->has_error = 0;
 574         INIT_LIST_HEAD(&req->txps);
 575
 576         memcpy(&req->info, &info, sizeof(info));
 577
 578         if (req_opcode(info.ctrl) == EXPECTED) {
 579                 /* expected must have a TID info and at least one data vector */
 580                 if (req->data_iovs < 2) {
 581                         SDMA_DBG(req,
 582                                  "Not enough vectors for expected request");
 583                         ret = -EINVAL;
 584                         goto free_req;
 585                 }
 586                 req->data_iovs--;
 587         }
 588
 589         if (!info.npkts || req->data_iovs > MAX_VECTORS_PER_REQ) {
 590                 SDMA_DBG(req, "Too many vectors (%u/%u)", req->data_iovs,
 591                          MAX_VECTORS_PER_REQ);
 592                 ret = -EINVAL;
 593                 goto free_req;
 594         }
 595         /* Copy the header from the user buffer */
 596         ret = copy_from_user(&req->hdr, iovec[idx].iov_base + sizeof(info),
 597                              sizeof(req->hdr));
 598         if (ret) {
 599                 SDMA_DBG(req, "Failed to copy header template (%d)", ret);
 600                 ret = -EFAULT;
 601                 goto free_req;
 602         }
 603
 604         /* If Static rate control is not enabled, sanitize the header. */
 605         if (!HFI1_CAP_IS_USET(STATIC_RATE_CTRL))
 606                 req->hdr.pbc[2] = 0;
 607
 608         /* Validate the opcode. Do not trust packets from user space blindly. */
 609         opcode = (be32_to_cpu(req->hdr.bth[0]) >> 24) & 0xff;
 610         if ((opcode & USER_OPCODE_CHECK_MASK) !=
 611              USER_OPCODE_CHECK_VAL) {
 612                 SDMA_DBG(req, "Invalid opcode (%d)", opcode);
 613                 ret = -EINVAL;
 614                 goto free_req;
 615         }
 616         /*
 617          * Validate the vl. Do not trust packets from user space blindly.
 618          * VL comes from PBC, SC comes from LRH, and the VL needs to
 619          * match the SC look up.
 620          */
 621         vl = (le16_to_cpu(req->hdr.pbc[0]) >> 12) & 0xF;
 622         sc = (((be16_to_cpu(req->hdr.lrh[0]) >> 12) & 0xF) |
 623               (((le16_to_cpu(req->hdr.pbc[1]) >> 14) & 0x1) << 4));
 624         if (vl >= dd->pport->vls_operational ||
 625             vl != sc_to_vlt(dd, sc)) {
 626                 SDMA_DBG(req, "Invalid SC(%u)/VL(%u)", sc, vl);
 627                 ret = -EINVAL;
 628                 goto free_req;
 629         }
 630
 631         /* Checking P_KEY for requests from user-space */
 632         pkey = (u16)be32_to_cpu(req->hdr.bth[0]);
 633         slid = be16_to_cpu(req->hdr.lrh[3]);
 634         if (egress_pkey_check(dd->pport, slid, pkey, sc, PKEY_CHECK_INVALID)) {
 635                 ret = -EINVAL;
 636                 goto free_req;
 637         }
 638
 639         /*
 640          * Also should check the BTH.lnh. If it says the next header is GRH then
 641          * the RXE parsing will be off and will land in the middle of the KDETH
 642          * or miss it entirely.
 643          */
 644         if ((be16_to_cpu(req->hdr.lrh[0]) & 0x3) == HFI1_LRH_GRH) {
 645                 SDMA_DBG(req, "User tried to pass in a GRH");
 646                 ret = -EINVAL;
 647                 goto free_req;
 648         }
 649
 650         req->koffset = le32_to_cpu(req->hdr.kdeth.swdata[6]);
 651         /*
 652          * Calculate the initial TID offset based on the values of
 653          * KDETH.OFFSET and KDETH.OM that are passed in.
 654          */
 655         req->tidoffset = KDETH_GET(req->hdr.kdeth.ver_tid_offset, OFFSET) *
 656                 (KDETH_GET(req->hdr.kdeth.ver_tid_offset, OM) ?
 657                  KDETH_OM_LARGE : KDETH_OM_SMALL);
 658         SDMA_DBG(req, "Initial TID offset %u", req->tidoffset);
 659         idx++;
 660
 661         /* Save all the IO vector structures */
 662         for (i = 0; i < req->data_iovs; i++) {
 663                 req->iovs[i].offset = 0;
 664                 INIT_LIST_HEAD(&req->iovs[i].list);
 665                 memcpy(&req->iovs[i].iov,
 666                        iovec + idx++,
 667                        sizeof(req->iovs[i].iov));
 668                 ret = pin_vector_pages(req, &req->iovs[i]);
 669                 if (ret) {
 670                         req->data_iovs = i;
 671                         req->status = ret;
 672                         goto free_req;
 673                 }
 674                 req->data_len += req->iovs[i].iov.iov_len;
 675         }
 676         SDMA_DBG(req, "total data length %u", req->data_len);
 677
 678         if (pcount > req->info.npkts)
 679                 pcount = req->info.npkts;
 680         /*
 681          * Copy any TID info
 682          * User space will provide the TID info only when the
 683          * request type is EXPECTED. This is true even if there is
 684          * only one packet in the request and the header is already
 685          * setup. The reason for the singular TID case is that the
 686          * driver needs to perform safety checks.
 687          */
 688         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
 689                 u16 ntids = iovec[idx].iov_len / sizeof(*req->tids);
 690                 u32 *tmp;
 691
 692                 if (!ntids || ntids > MAX_TID_PAIR_ENTRIES) {
 693                         ret = -EINVAL;
 694                         goto free_req;
 695                 }
 696
 697                 /*
 698                  * We have to copy all of the tids because they may vary
 699                  * in size and, therefore, the TID count might not be
 700                  * equal to the pkt count. However, there is no way to
 701                  * tell at this point.
 702                  */
 703                 tmp = memdup_user(iovec[idx].iov_base,
 704                                   ntids * sizeof(*req->tids));
 705                 if (IS_ERR(tmp)) {
 706                         ret = PTR_ERR(tmp);
 707                         SDMA_DBG(req, "Failed to copy %d TIDs (%d)",
 708                                  ntids, ret);
 709                         goto free_req;
 710                 }
 711                 req->tids = tmp;
 712                 req->n_tids = ntids;
 713                 req->tididx = 0;
 714                 idx++;
 715         }
 716
 717         dlid = be16_to_cpu(req->hdr.lrh[1]);
 718         selector = dlid_to_selector(dlid);
 719         selector += uctxt->ctxt + fd->subctxt;
 720         req->sde = sdma_select_user_engine(dd, selector, vl);
 721
 722         if (!req->sde || !sdma_running(req->sde)) {
 723                 ret = -ECOMM;
 724                 goto free_req;
 725         }
 726
 727         /* We don't need an AHG entry if the request contains only one packet */
 728         if (req->info.npkts > 1 && HFI1_CAP_IS_USET(SDMA_AHG))
 729                 req->ahg_idx = sdma_ahg_alloc(req->sde);
 730
 731         set_comp_state(pq, cq, info.comp_idx, QUEUED, 0);
 732         atomic_inc(&pq->n_reqs);
 733         req_queued = 1;
 734         /* Send the first N packets in the request to buy us some time */
 735         ret = user_sdma_send_pkts(req, pcount);
 736         if (unlikely(ret < 0 && ret != -EBUSY)) {
 737                 req->status = ret;
 738                 goto free_req;
 739         }
 740
 741         /*
 742          * It is possible that the SDMA engine would have processed all the
 743          * submitted packets by the time we get here. Therefore, only set
 744          * packet queue state to ACTIVE if there are still uncompleted
 745          * requests.
 746          */
 747         if (atomic_read(&pq->n_reqs))
 748                 xchg(&pq->state, SDMA_PKT_Q_ACTIVE);
 749
 750         /*
 751          * This is a somewhat blocking send implementation.
 752          * The driver will block the caller until all packets of the
 753          * request have been submitted to the SDMA engine. However, it
 754          * will not wait for send completions.
 755          */
 756         while (req->seqsubmitted != req->info.npkts) {
 757                 ret = user_sdma_send_pkts(req, pcount);
 758                 if (ret < 0) {
 759                         if (ret != -EBUSY) {
 760                                 req->status = ret;
 761                                 WRITE_ONCE(req->has_error, 1);
 762                                 if (ACCESS_ONCE(req->seqcomp) ==
 763                                     req->seqsubmitted - 1)
 764                                         goto free_req;
 765                                 return ret;
 766                         }
 767                         wait_event_interruptible_timeout(
 768                                 pq->busy.wait_dma,
 769                                 (pq->state == SDMA_PKT_Q_ACTIVE),
 770                                 msecs_to_jiffies(
 771                                         SDMA_IOWAIT_TIMEOUT));
 772                 }
 773         }
 774         *count += idx;
 775         return 0;
 776 free_req:
 777         user_sdma_free_request(req, true);
 778         if (req_queued)
 779                 pq_update(pq);
 780         set_comp_state(pq, cq, info.comp_idx, ERROR, req->status);
 781         return ret;
 782 }
 783
 784 static inline u32 compute_data_length(struct user_sdma_request *req,
 785                                       struct user_sdma_txreq *tx)
 786 {
 787         /*
 788          * Determine the proper size of the packet data.
 789          * The size of the data of the first packet is in the header
 790          * template. However, it includes the header and ICRC, which need
 791          * to be subtracted.
 792          * The minimum representable packet data length in a header is 4 bytes,
 793          * therefore, when the data length request is less than 4 bytes, there's
 794          * only one packet, and the packet data length is equal to that of the
 795          * request data length.
 796          * The size of the remaining packets is the minimum of the frag
 797          * size (MTU) or remaining data in the request.
 798          */
 799         u32 len;
 800
 801         if (!req->seqnum) {
 802                 if (req->data_len < sizeof(u32))
 803                         len = req->data_len;
 804                 else
 805                         len = ((be16_to_cpu(req->hdr.lrh[2]) << 2) -
 806                                (sizeof(tx->hdr) - 4));
 807         } else if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
 808                 u32 tidlen = EXP_TID_GET(req->tids[req->tididx], LEN) *
 809                         PAGE_SIZE;
 810                 /*
 811                  * Get the data length based on the remaining space in the
 812                  * TID pair.
 813                  */
 814                 len = min(tidlen - req->tidoffset, (u32)req->info.fragsize);
 815                 /* If we've filled up the TID pair, move to the next one. */
 816                 if (unlikely(!len) && ++req->tididx < req->n_tids &&
 817                     req->tids[req->tididx]) {
 818                         tidlen = EXP_TID_GET(req->tids[req->tididx],
 819                                              LEN) * PAGE_SIZE;
 820                         req->tidoffset = 0;
 821                         len = min_t(u32, tidlen, req->info.fragsize);
 822                 }
 823                 /*
 824                  * Since the TID pairs map entire pages, make sure that we
 825                  * are not going to try to send more data that we have
 826                  * remaining.
 827                  */
 828                 len = min(len, req->data_len - req->sent);
 829         } else {
 830                 len = min(req->data_len - req->sent, (u32)req->info.fragsize);
 831         }
 832         SDMA_DBG(req, "Data Length = %u", len);
 833         return len;
 834 }
 835
 836 static inline u32 pad_len(u32 len)
 837 {
 838         if (len & (sizeof(u32) - 1))
 839                 len += sizeof(u32) - (len & (sizeof(u32) - 1));
 840         return len;
 841 }
 842
 843 static inline u32 get_lrh_len(struct hfi1_pkt_header hdr, u32 len)
 844 {
 845         /* (Size of complete header - size of PBC) + 4B ICRC + data length */
 846         return ((sizeof(hdr) - sizeof(hdr.pbc)) + 4 + len);
 847 }
 848
 849 static int user_sdma_txadd_ahg(struct user_sdma_request *req,
 850                                struct user_sdma_txreq *tx,
 851                                u32 datalen)
 852 {
 853         int ret;
 854         u16 pbclen = le16_to_cpu(req->hdr.pbc[0]);
 855         u32 lrhlen = get_lrh_len(req->hdr, pad_len(datalen));
 856         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
 857
 858         /*
 859          * Copy the request header into the tx header
 860          * because the HW needs a cacheline-aligned
 861          * address.
 862          * This copy can be optimized out if the hdr
 863          * member of user_sdma_request were also
 864          * cacheline aligned.
 865          */
 866         memcpy(&tx->hdr, &req->hdr, sizeof(tx->hdr));
 867         if (PBC2LRH(pbclen) != lrhlen) {
 868                 pbclen = (pbclen & 0xf000) | LRH2PBC(lrhlen);
 869                 tx->hdr.pbc[0] = cpu_to_le16(pbclen);
 870         }
 871         ret = check_header_template(req, &tx->hdr, lrhlen, datalen);
 872         if (ret)
 873                 return ret;
 874         ret = sdma_txinit_ahg(&tx->txreq, SDMA_TXREQ_F_AHG_COPY,
 875                               sizeof(tx->hdr) + datalen, req->ahg_idx,
 876                               0, NULL, 0, user_sdma_txreq_cb);
 877         if (ret)
 878                 return ret;
 879         ret = sdma_txadd_kvaddr(pq->dd, &tx->txreq, &tx->hdr, sizeof(tx->hdr));
 880         if (ret)
 881                 sdma_txclean(pq->dd, &tx->txreq);
 882         return ret;
 883 }
 884
 885 static int user_sdma_txadd(struct user_sdma_request *req,
 886                            struct user_sdma_txreq *tx,
 887                            struct user_sdma_iovec *iovec, u32 datalen,
 888                            u32 *queued_ptr, u32 *data_sent_ptr,
 889                            u64 *iov_offset_ptr)
 890 {
 891         int ret;
 892         unsigned int pageidx, len;
 893         unsigned long base, offset;
 894         u64 iov_offset = *iov_offset_ptr;
 895         u32 queued = *queued_ptr, data_sent = *data_sent_ptr;
 896         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
 897
 898         base = (unsigned long)iovec->iov.iov_base;
 899         offset = offset_in_page(base + iovec->offset + iov_offset);
 900         pageidx = (((iovec->offset + iov_offset + base) - (base & PAGE_MASK)) >>
 901                    PAGE_SHIFT);
 902         len = offset + req->info.fragsize > PAGE_SIZE ?
 903                 PAGE_SIZE - offset : req->info.fragsize;
 904         len = min((datalen - queued), len);
 905         ret = sdma_txadd_page(pq->dd, &tx->txreq, iovec->pages[pageidx],
 906                               offset, len);
 907         if (ret) {
 908                 SDMA_DBG(req, "SDMA txreq add page failed %d\n", ret);
 909                 return ret;
 910         }
 911         iov_offset += len;
 912         queued += len;
 913         data_sent += len;
 914         if (unlikely(queued < datalen && pageidx == iovec->npages &&
 915                      req->iov_idx < req->data_iovs - 1)) {
 916                 iovec->offset += iov_offset;
 917                 iovec = &req->iovs[++req->iov_idx];
 918                 iov_offset = 0;
 919         }
 920
 921         *queued_ptr = queued;
 922         *data_sent_ptr = data_sent;
 923         *iov_offset_ptr = iov_offset;
 924         return ret;
 925 }
 926
 927 static int user_sdma_send_pkts(struct user_sdma_request *req, unsigned maxpkts)
 928 {
 929         int ret = 0, count;
 930         unsigned npkts = 0;
 931         struct user_sdma_txreq *tx = NULL;
 932         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = NULL;
 933         struct user_sdma_iovec *iovec = NULL;
 934
 935         if (!req->pq)
 936                 return -EINVAL;
 937
 938         pq = req->pq;
 939
 940         /* If tx completion has reported an error, we are done. */
 941         if (READ_ONCE(req->has_error))
 942                 return -EFAULT;
 943
 944         /*
 945          * Check if we might have sent the entire request already
 946          */
 947         if (unlikely(req->seqnum == req->info.npkts)) {
 948                 if (!list_empty(&req->txps))
 949                         goto dosend;
 950                 return ret;
 951         }
 952
 953         if (!maxpkts || maxpkts > req->info.npkts - req->seqnum)
 954                 maxpkts = req->info.npkts - req->seqnum;
 955
 956         while (npkts < maxpkts) {
 957                 u32 datalen = 0, queued = 0, data_sent = 0;
 958                 u64 iov_offset = 0;
 959
 960                 /*
 961                  * Check whether any of the completions have come back
 962                  * with errors. If so, we are not going to process any
 963                  * more packets from this request.
 964                  */
 965                 if (READ_ONCE(req->has_error))
 966                         return -EFAULT;
 967
 968                 tx = kmem_cache_alloc(pq->txreq_cache, GFP_KERNEL);
 969                 if (!tx)
 970                         return -ENOMEM;
 971
 972                 tx->flags = 0;
 973                 tx->req = req;
 974                 tx->busycount = 0;
 975                 INIT_LIST_HEAD(&tx->list);
 976
 977                 /*
 978                  * For the last packet set the ACK request
 979                  * and disable header suppression.
 980                  */
 981                 if (req->seqnum == req->info.npkts - 1)
 982                         tx->flags |= (TXREQ_FLAGS_REQ_ACK |
 983                                       TXREQ_FLAGS_REQ_DISABLE_SH);
 984
 985                 /*
 986                  * Calculate the payload size - this is min of the fragment
 987                  * (MTU) size or the remaining bytes in the request but only
 988                  * if we have payload data.
 989                  */
 990                 if (req->data_len) {
 991                         iovec = &req->iovs[req->iov_idx];
 992                         if (ACCESS_ONCE(iovec->offset) == iovec->iov.iov_len) {
 993                                 if (++req->iov_idx == req->data_iovs) {
 994                                         ret = -EFAULT;
 995                                         goto free_txreq;
 996                                 }
 997                                 iovec = &req->iovs[req->iov_idx];
 998                                 WARN_ON(iovec->offset);
 999                         }
1000
1001                         datalen = compute_data_length(req, tx);
1002
1003                         /*
1004                          * Disable header suppression for the payload <= 8DWS.
1005                          * If there is an uncorrectable error in the receive
1006                          * data FIFO when the received payload size is less than
1007                          * or equal to 8DWS then the RxDmaDataFifoRdUncErr is
1008                          * not reported.There is set RHF.EccErr if the header
1009                          * is not suppressed.
1010                          */
1011                         if (!datalen) {
1012                                 SDMA_DBG(req,
1013                                          "Request has data but pkt len is 0");
1014                                 ret = -EFAULT;
1015                                 goto free_tx;
1016                         } else if (datalen <= 32) {
1017                                 tx->flags |= TXREQ_FLAGS_REQ_DISABLE_SH;
1018                         }
1019                 }
1020
1021                 if (req->ahg_idx >= 0) {
1022                         if (!req->seqnum) {
1023                                 ret = user_sdma_txadd_ahg(req, tx, datalen);
1024                                 if (ret)
1025                                         goto free_tx;
1026                         } else {
1027                                 int changes;
1028
1029                                 changes = set_txreq_header_ahg(req, tx,
1030                                                                datalen);
1031                                 if (changes < 0)
1032                                         goto free_tx;
1033                         }
1034                 } else {
1035                         ret = sdma_txinit(&tx->txreq, 0, sizeof(req->hdr) +
1036                                           datalen, user_sdma_txreq_cb);
1037                         if (ret)
1038                                 goto free_tx;
1039                         /*
1040                          * Modify the header for this packet. This only needs
1041                          * to be done if we are not going to use AHG. Otherwise,
1042                          * the HW will do it based on the changes we gave it
1043                          * during sdma_txinit_ahg().
1044                          */
1045                         ret = set_txreq_header(req, tx, datalen);
1046                         if (ret)
1047                                 goto free_txreq;
1048                 }
1049
1050                 /*
1051                  * If the request contains any data vectors, add up to
1052                  * fragsize bytes to the descriptor.
1053                  */
1054                 while (queued < datalen &&
1055                        (req->sent + data_sent) < req->data_len) {
1056                         ret = user_sdma_txadd(req, tx, iovec, datalen,
1057                                               &queued, &data_sent, &iov_offset);
1058                         if (ret)
1059                                 goto free_txreq;
1060                 }
1061                 /*
1062                  * The txreq was submitted successfully so we can update
1063                  * the counters.
1064                  */
1065                 req->koffset += datalen;
1066                 if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED)
1067                         req->tidoffset += datalen;
1068                 req->sent += data_sent;
1069                 if (req->data_len)
1070                         iovec->offset += iov_offset;
1071                 list_add_tail(&tx->txreq.list, &req->txps);
1072                 /*
1073                  * It is important to increment this here as it is used to
1074                  * generate the BTH.PSN and, therefore, can't be bulk-updated
1075                  * outside of the loop.
1076                  */
1077                 tx->seqnum = req->seqnum++;
1078                 npkts++;
1079         }
1080 dosend:
1081         ret = sdma_send_txlist(req->sde, &pq->busy, &req->txps, &count);
1082         req->seqsubmitted += count;
1083         if (req->seqsubmitted == req->info.npkts) {
1084                 WRITE_ONCE(req->done, 1);
1085                 /*
1086                  * The txreq has already been submitted to the HW queue
1087                  * so we can free the AHG entry now. Corruption will not
1088                  * happen due to the sequential manner in which
1089                  * descriptors are processed.
1090                  */
1091                 if (req->ahg_idx >= 0)
1092                         sdma_ahg_free(req->sde, req->ahg_idx);
1093         }
1094         return ret;
1095
1096 free_txreq:
1097         sdma_txclean(pq->dd, &tx->txreq);
1098 free_tx:
1099         kmem_cache_free(pq->txreq_cache, tx);
1100         return ret;
1101 }
1102
1103 static u32 sdma_cache_evict(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq, u32 npages)
1104 {
1105         struct evict_data evict_data;
1106
1107         evict_data.cleared = 0;
1108         evict_data.target = npages;
1109         hfi1_mmu_rb_evict(pq->handler, &evict_data);
1110         return evict_data.cleared;
1111 }
1112
1113 static int pin_sdma_pages(struct user_sdma_request *req,
1114                           struct user_sdma_iovec *iovec,
1115                           struct sdma_mmu_node *node,
1116                           int npages)
1117 {
1118         int pinned, cleared;
1119         struct page **pages;
1120         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
1121
1122         pages = kcalloc(npages, sizeof(*pages), GFP_KERNEL);
1123         if (!pages) {
1124                 SDMA_DBG(req, "Failed page array alloc");
1125                 return -ENOMEM;
1126         }
1127         memcpy(pages, node->pages, node->npages * sizeof(*pages));
1128
1129         npages -= node->npages;
1130 retry:
1131         if (!hfi1_can_pin_pages(pq->dd, pq->mm,
1132                                 atomic_read(&pq->n_locked), npages)) {
1133                 cleared = sdma_cache_evict(pq, npages);
1134                 if (cleared >= npages)
1135                         goto retry;
1136         }
1137         pinned = hfi1_acquire_user_pages(pq->mm,
1138                                          ((unsigned long)iovec->iov.iov_base +
1139                                          (node->npages * PAGE_SIZE)), npages, 0,
1140                                          pages + node->npages);
1141         if (pinned < 0) {
1142                 kfree(pages);
1143                 return pinned;
1144         }
1145         if (pinned != npages) {
1146                 unpin_vector_pages(pq->mm, pages, node->npages, pinned);
1147                 return -EFAULT;
1148         }
1149         kfree(node->pages);
1150         node->rb.len = iovec->iov.iov_len;
1151         node->pages = pages;
1152         atomic_add(pinned, &pq->n_locked);
1153         return pinned;
1154 }
1155
1156 static void unpin_sdma_pages(struct sdma_mmu_node *node)
1157 {
1158         if (node->npages) {
1159                 unpin_vector_pages(node->pq->mm, node->pages, 0, node->npages);
1160                 atomic_sub(node->npages, &node->pq->n_locked);
1161         }
1162 }
1163
1164 static int pin_vector_pages(struct user_sdma_request *req,
1165                             struct user_sdma_iovec *iovec)
1166 {
1167         int ret = 0, pinned, npages;
1168         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
1169         struct sdma_mmu_node *node = NULL;
1170         struct mmu_rb_node *rb_node;
1171         struct iovec *iov;
1172         bool extracted;
1173
1174         extracted =
1175                 hfi1_mmu_rb_remove_unless_exact(pq->handler,
1176                                                 (unsigned long)
1177                                                 iovec->iov.iov_base,
1178                                                 iovec->iov.iov_len, &rb_node);
1179         if (rb_node) {
1180                 node = container_of(rb_node, struct sdma_mmu_node, rb);
1181                 if (!extracted) {
1182                         atomic_inc(&node->refcount);
1183                         iovec->pages = node->pages;
1184                         iovec->npages = node->npages;
1185                         iovec->node = node;
1186                         return 0;
1187                 }
1188         }
1189
1190         if (!node) {
1191                 node = kzalloc(sizeof(*node), GFP_KERNEL);
1192                 if (!node)
1193                         return -ENOMEM;
1194
1195                 node->rb.addr = (unsigned long)iovec->iov.iov_base;
1196                 node->pq = pq;
1197                 atomic_set(&node->refcount, 0);
1198         }
1199
1200         iov = &iovec->iov;
1201         npages = num_user_pages((unsigned long)iov->iov_base, iov->iov_len);
1202         if (node->npages < npages) {
1203                 pinned = pin_sdma_pages(req, iovec, node, npages);
1204                 if (pinned < 0) {
1205                         ret = pinned;
1206                         goto bail;
1207                 }
1208                 node->npages += pinned;
1209                 npages = node->npages;
1210         }
1211         iovec->pages = node->pages;
1212         iovec->npages = npages;
1213         iovec->node = node;
1214
1215         ret = hfi1_mmu_rb_insert(req->pq->handler, &node->rb);
1216         if (ret) {
1217                 iovec->node = NULL;
1218                 goto bail;
1219         }
1220         return 0;
1221 bail:
1222         unpin_sdma_pages(node);
1223         kfree(node);
1224         return ret;
1225 }
1226
1227 static void unpin_vector_pages(struct mm_struct *mm, struct page **pages,
1228                                unsigned start, unsigned npages)
1229 {
1230         hfi1_release_user_pages(mm, pages + start, npages, false);
1231         kfree(pages);
1232 }
1233
1234 static int check_header_template(struct user_sdma_request *req,
1235                                  struct hfi1_pkt_header *hdr, u32 lrhlen,
1236                                  u32 datalen)
1237 {
1238         /*
1239          * Perform safety checks for any type of packet:
1240          *    - transfer size is multiple of 64bytes
1241          *    - packet length is multiple of 4 bytes
1242          *    - packet length is not larger than MTU size
1243          *
1244          * These checks are only done for the first packet of the
1245          * transfer since the header is "given" to us by user space.
1246          * For the remainder of the packets we compute the values.
1247          */
1248         if (req->info.fragsize % PIO_BLOCK_SIZE || lrhlen & 0x3 ||
1249             lrhlen > get_lrh_len(*hdr, req->info.fragsize))
1250                 return -EINVAL;
1251
1252         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
1253                 /*
1254                  * The header is checked only on the first packet. Furthermore,
1255                  * we ensure that at least one TID entry is copied when the
1256                  * request is submitted. Therefore, we don't have to verify that
1257                  * tididx points to something sane.
1258                  */
1259                 u32 tidval = req->tids[req->tididx],
1260                         tidlen = EXP_TID_GET(tidval, LEN) * PAGE_SIZE,
1261                         tididx = EXP_TID_GET(tidval, IDX),
1262                         tidctrl = EXP_TID_GET(tidval, CTRL),
1263                         tidoff;
1264                 __le32 kval = hdr->kdeth.ver_tid_offset;
1265
1266                 tidoff = KDETH_GET(kval, OFFSET) *
1267                           (KDETH_GET(req->hdr.kdeth.ver_tid_offset, OM) ?
1268                            KDETH_OM_LARGE : KDETH_OM_SMALL);
1269                 /*
1270                  * Expected receive packets have the following
1271                  * additional checks:
1272                  *     - offset is not larger than the TID size
1273                  *     - TIDCtrl values match between header and TID array
1274                  *     - TID indexes match between header and TID array
1275                  */
1276                 if ((tidoff + datalen > tidlen) ||
1277                     KDETH_GET(kval, TIDCTRL) != tidctrl ||
1278                     KDETH_GET(kval, TID) != tididx)
1279                         return -EINVAL;
1280         }
1281         return 0;
1282 }
1283
1284 /*
1285  * Correctly set the BTH.PSN field based on type of
1286  * transfer - eager packets can just increment the PSN but
1287  * expected packets encode generation and sequence in the
1288  * BTH.PSN field so just incrementing will result in errors.
1289  */
1290 static inline u32 set_pkt_bth_psn(__be32 bthpsn, u8 expct, u32 frags)
1291 {
1292         u32 val = be32_to_cpu(bthpsn),
1293                 mask = (HFI1_CAP_IS_KSET(EXTENDED_PSN) ? 0x7fffffffull :
1294                         0xffffffull),
1295                 psn = val & mask;
1296         if (expct)
1297                 psn = (psn & ~BTH_SEQ_MASK) | ((psn + frags) & BTH_SEQ_MASK);
1298         else
1299                 psn = psn + frags;
1300         return psn & mask;
1301 }
1302
1303 static int set_txreq_header(struct user_sdma_request *req,
1304                             struct user_sdma_txreq *tx, u32 datalen)
1305 {
1306         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
1307         struct hfi1_pkt_header *hdr = &tx->hdr;
1308         u8 omfactor; /* KDETH.OM */
1309         u16 pbclen;
1310         int ret;
1311         u32 tidval = 0, lrhlen = get_lrh_len(*hdr, pad_len(datalen));
1312
1313         /* Copy the header template to the request before modification */
1314         memcpy(hdr, &req->hdr, sizeof(*hdr));
1315
1316         /*
1317          * Check if the PBC and LRH length are mismatched. If so
1318          * adjust both in the header.
1319          */
1320         pbclen = le16_to_cpu(hdr->pbc[0]);
1321         if (PBC2LRH(pbclen) != lrhlen) {
1322                 pbclen = (pbclen & 0xf000) | LRH2PBC(lrhlen);
1323                 hdr->pbc[0] = cpu_to_le16(pbclen);
1324                 hdr->lrh[2] = cpu_to_be16(lrhlen >> 2);
1325                 /*
1326                  * Third packet
1327                  * This is the first packet in the sequence that has
1328                  * a "static" size that can be used for the rest of
1329                  * the packets (besides the last one).
1330                  */
1331                 if (unlikely(req->seqnum == 2)) {
1332                         /*
1333                          * From this point on the lengths in both the
1334                          * PBC and LRH are the same until the last
1335                          * packet.
1336                          * Adjust the template so we don't have to update
1337                          * every packet
1338                          */
1339                         req->hdr.pbc[0] = hdr->pbc[0];
1340                         req->hdr.lrh[2] = hdr->lrh[2];
1341                 }
1342         }
1343         /*
1344          * We only have to modify the header if this is not the
1345          * first packet in the request. Otherwise, we use the
1346          * header given to us.
1347          */
1348         if (unlikely(!req->seqnum)) {
1349                 ret = check_header_template(req, hdr, lrhlen, datalen);
1350                 if (ret)
1351                         return ret;
1352                 goto done;
1353         }
1354
1355         hdr->bth[2] = cpu_to_be32(
1356                 set_pkt_bth_psn(hdr->bth[2],
1357                                 (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED),
1358                                 req->seqnum));
1359
1360         /* Set ACK request on last packet */
1361         if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_ACK))
1362                 hdr->bth[2] |= cpu_to_be32(1UL << 31);
1363
1364         /* Set the new offset */
1365         hdr->kdeth.swdata[6] = cpu_to_le32(req->koffset);
1366         /* Expected packets have to fill in the new TID information */
1367         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
1368                 tidval = req->tids[req->tididx];
1369                 /*
1370                  * If the offset puts us at the end of the current TID,
1371                  * advance everything.
1372                  */
1373                 if ((req->tidoffset) == (EXP_TID_GET(tidval, LEN) *
1374                                          PAGE_SIZE)) {
1375                         req->tidoffset = 0;
1376                         /*
1377                          * Since we don't copy all the TIDs, all at once,
1378                          * we have to check again.
1379                          */
1380                         if (++req->tididx > req->n_tids - 1 ||
1381                             !req->tids[req->tididx]) {
1382                                 return -EINVAL;
1383                         }
1384                         tidval = req->tids[req->tididx];
1385                 }
1386                 omfactor = EXP_TID_GET(tidval, LEN) * PAGE_SIZE >=
1387                         KDETH_OM_MAX_SIZE ? KDETH_OM_LARGE_SHIFT :
1388                         KDETH_OM_SMALL_SHIFT;
1389                 /* Set KDETH.TIDCtrl based on value for this TID. */
1390                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, TIDCTRL,
1391                           EXP_TID_GET(tidval, CTRL));
1392                 /* Set KDETH.TID based on value for this TID */
1393                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, TID,
1394                           EXP_TID_GET(tidval, IDX));
1395                 /* Clear KDETH.SH when DISABLE_SH flag is set */
1396                 if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_DISABLE_SH))
1397                         KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, SH, 0);
1398                 /*
1399                  * Set the KDETH.OFFSET and KDETH.OM based on size of
1400                  * transfer.
1401                  */
1402                 SDMA_DBG(req, "TID offset %ubytes %uunits om%u",
1403                          req->tidoffset, req->tidoffset >> omfactor,
1404                          omfactor != KDETH_OM_SMALL_SHIFT);
1405                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, OFFSET,
1406                           req->tidoffset >> omfactor);
1407                 KDETH_SET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, OM,
1408                           omfactor != KDETH_OM_SMALL_SHIFT);
1409         }
1410 done:
1411         trace_hfi1_sdma_user_header(pq->dd, pq->ctxt, pq->subctxt,
1412                                     req->info.comp_idx, hdr, tidval);
1413         return sdma_txadd_kvaddr(pq->dd, &tx->txreq, hdr, sizeof(*hdr));
1414 }
1415
1416 static int set_txreq_header_ahg(struct user_sdma_request *req,
1417                                 struct user_sdma_txreq *tx, u32 datalen)
1418 {
1419         u32 ahg[AHG_KDETH_ARRAY_SIZE];
1420         int diff = 0;
1421         u8 omfactor; /* KDETH.OM */
1422         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq = req->pq;
1423         struct hfi1_pkt_header *hdr = &req->hdr;
1424         u16 pbclen = le16_to_cpu(hdr->pbc[0]);
1425         u32 val32, tidval = 0, lrhlen = get_lrh_len(*hdr, pad_len(datalen));
1426
1427         if (PBC2LRH(pbclen) != lrhlen) {
1428                 /* PBC.PbcLengthDWs */
1429                 AHG_HEADER_SET(ahg, diff, 0, 0, 12,
1430                                cpu_to_le16(LRH2PBC(lrhlen)));
1431                 /* LRH.PktLen (we need the full 16 bits due to byte swap) */
1432                 AHG_HEADER_SET(ahg, diff, 3, 0, 16,
1433                                cpu_to_be16(lrhlen >> 2));
1434         }
1435
1436         /*
1437          * Do the common updates
1438          */
1439         /* BTH.PSN and BTH.A */
1440         val32 = (be32_to_cpu(hdr->bth[2]) + req->seqnum) &
1441                 (HFI1_CAP_IS_KSET(EXTENDED_PSN) ? 0x7fffffff : 0xffffff);
1442         if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_ACK))
1443                 val32 |= 1UL << 31;
1444         AHG_HEADER_SET(ahg, diff, 6, 0, 16, cpu_to_be16(val32 >> 16));
1445         AHG_HEADER_SET(ahg, diff, 6, 16, 16, cpu_to_be16(val32 & 0xffff));
1446         /* KDETH.Offset */
1447         AHG_HEADER_SET(ahg, diff, 15, 0, 16,
1448                        cpu_to_le16(req->koffset & 0xffff));
1449         AHG_HEADER_SET(ahg, diff, 15, 16, 16, cpu_to_le16(req->koffset >> 16));
1450         if (req_opcode(req->info.ctrl) == EXPECTED) {
1451                 __le16 val;
1452
1453                 tidval = req->tids[req->tididx];
1454
1455                 /*
1456                  * If the offset puts us at the end of the current TID,
1457                  * advance everything.
1458                  */
1459                 if ((req->tidoffset) == (EXP_TID_GET(tidval, LEN) *
1460                                          PAGE_SIZE)) {
1461                         req->tidoffset = 0;
1462                         /*
1463                          * Since we don't copy all the TIDs, all at once,
1464                          * we have to check again.
1465                          */
1466                         if (++req->tididx > req->n_tids - 1 ||
1467                             !req->tids[req->tididx])
1468                                 return -EINVAL;
1469                         tidval = req->tids[req->tididx];
1470                 }
1471                 omfactor = ((EXP_TID_GET(tidval, LEN) *
1472                                   PAGE_SIZE) >=
1473                                  KDETH_OM_MAX_SIZE) ? KDETH_OM_LARGE_SHIFT :
1474                                  KDETH_OM_SMALL_SHIFT;
1475                 /* KDETH.OM and KDETH.OFFSET (TID) */
1476                 AHG_HEADER_SET(ahg, diff, 7, 0, 16,
1477                                ((!!(omfactor - KDETH_OM_SMALL_SHIFT)) << 15 |
1478                                 ((req->tidoffset >> omfactor)
1479                                  & 0x7fff)));
1480                 /* KDETH.TIDCtrl, KDETH.TID, KDETH.Intr, KDETH.SH */
1481                 val = cpu_to_le16(((EXP_TID_GET(tidval, CTRL) & 0x3) << 10) |
1482                                    (EXP_TID_GET(tidval, IDX) & 0x3ff));
1483
1484                 if (unlikely(tx->flags & TXREQ_FLAGS_REQ_DISABLE_SH)) {
1485                         val |= cpu_to_le16((KDETH_GET(hdr->kdeth.ver_tid_offset,
1486                                                       INTR) <<
1487                                             AHG_KDETH_INTR_SHIFT));
1488                 } else {
1489                         val |= KDETH_GET(hdr->kdeth.ver_tid_offset, SH) ?
1490                                cpu_to_le16(0x1 << AHG_KDETH_SH_SHIFT) :
1491                                cpu_to_le16((KDETH_GET(hdr->kdeth.ver_tid_offset,
1492                                                       INTR) <<
1493                                              AHG_KDETH_INTR_SHIFT));
1494                 }
1495
1496                 AHG_HEADER_SET(ahg, diff, 7, 16, 14, val);
1497         }
1498         if (diff < 0)
1499                 return diff;
1500
1501         trace_hfi1_sdma_user_header_ahg(pq->dd, pq->ctxt, pq->subctxt,
1502                                         req->info.comp_idx, req->sde->this_idx,
1503                                         req->ahg_idx, ahg, diff, tidval);
1504         sdma_txinit_ahg(&tx->txreq,
1505                         SDMA_TXREQ_F_USE_AHG,
1506                         datalen, req->ahg_idx, diff,
1507                         ahg, sizeof(req->hdr),
1508                         user_sdma_txreq_cb);
1509
1510         return diff;
1511 }
1512
1513 /*
1514  * SDMA tx request completion callback. Called when the SDMA progress
1515  * state machine gets notification that the SDMA descriptors for this
1516  * tx request have been processed by the DMA engine. Called in
1517  * interrupt context.
1518  */
1519 static void user_sdma_txreq_cb(struct sdma_txreq *txreq, int status)
1520 {
1521         struct user_sdma_txreq *tx =
1522                 container_of(txreq, struct user_sdma_txreq, txreq);
1523         struct user_sdma_request *req;
1524         struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq;
1525         struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq;
1526         u16 idx;
1527
1528         if (!tx->req)
1529                 return;
1530
1531         req = tx->req;
1532         pq = req->pq;
1533         cq = req->cq;
1534
1535         if (status != SDMA_TXREQ_S_OK) {
1536                 SDMA_DBG(req, "SDMA completion with error %d",
1537                          status);
1538                 WRITE_ONCE(req->has_error, 1);
1539         }
1540
1541         req->seqcomp = tx->seqnum;
1542         kmem_cache_free(pq->txreq_cache, tx);
1543         tx = NULL;
1544
1545         idx = req->info.comp_idx;
1546         if (req->status == -1 && status == SDMA_TXREQ_S_OK) {
1547                 if (req->seqcomp == req->info.npkts - 1) {
1548                         req->status = 0;
1549                         user_sdma_free_request(req, false);
1550                         pq_update(pq);
1551                         set_comp_state(pq, cq, idx, COMPLETE, 0);
1552                 }
1553         } else {
1554                 if (status != SDMA_TXREQ_S_OK)
1555                         req->status = status;
1556                 if (req->seqcomp == (ACCESS_ONCE(req->seqsubmitted) - 1) &&
1557                     (READ_ONCE(req->done) ||
1558                      READ_ONCE(req->has_error))) {
1559                         user_sdma_free_request(req, false);
1560                         pq_update(pq);
1561                         set_comp_state(pq, cq, idx, ERROR, req->status);
1562                 }
1563         }
1564 }
1565
1566 static inline void pq_update(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq)
1567 {
1568         if (atomic_dec_and_test(&pq->n_reqs)) {
1569                 xchg(&pq->state, SDMA_PKT_Q_INACTIVE);
1570                 wake_up(&pq->wait);
1571         }
1572 }
1573
1574 static void user_sdma_free_request(struct user_sdma_request *req, bool unpin)
1575 {
1576         if (!list_empty(&req->txps)) {
1577                 struct sdma_txreq *t, *p;
1578
1579                 list_for_each_entry_safe(t, p, &req->txps, list) {
1580                         struct user_sdma_txreq *tx =
1581                                 container_of(t, struct user_sdma_txreq, txreq);
1582                         list_del_init(&t->list);
1583                         sdma_txclean(req->pq->dd, t);
1584                         kmem_cache_free(req->pq->txreq_cache, tx);
1585                 }
1586         }
1587         if (req->data_iovs) {
1588                 struct sdma_mmu_node *node;
1589                 int i;
1590
1591                 for (i = 0; i < req->data_iovs; i++) {
1592                         node = req->iovs[i].node;
1593                         if (!node)
1594                                 continue;
1595
1596                         if (unpin)
1597                                 hfi1_mmu_rb_remove(req->pq->handler,
1598                                                    &node->rb);
1599                         else
1600                                 atomic_dec(&node->refcount);
1601                 }
1602         }
1603         kfree(req->tids);
1604         clear_bit(req->info.comp_idx, req->pq->req_in_use);
1605 }
1606
1607 static inline void set_comp_state(struct hfi1_user_sdma_pkt_q *pq,
1608                                   struct hfi1_user_sdma_comp_q *cq,
1609                                   u16 idx, enum hfi1_sdma_comp_state state,
1610                                   int ret)
1611 {
1612         hfi1_cdbg(SDMA, "[%u:%u:%u:%u] Setting completion status %u %d",
1613                   pq->dd->unit, pq->ctxt, pq->subctxt, idx, state, ret);
1614         if (state == ERROR)
1615                 cq->comps[idx].errcode = -ret;
1616         smp_wmb(); /* make sure errcode is visible first */
1617         cq->comps[idx].status = state;
1618         trace_hfi1_sdma_user_completion(pq->dd, pq->ctxt, pq->subctxt,
1619                                         idx, state, ret);
1620 }
1621
1622 static bool sdma_rb_filter(struct mmu_rb_node *node, unsigned long addr,
1623                            unsigned long len)
1624 {
1625         return (bool)(node->addr == addr);
1626 }
1627
1628 static int sdma_rb_insert(void *arg, struct mmu_rb_node *mnode)
1629 {
1630         struct sdma_mmu_node *node =
1631                 container_of(mnode, struct sdma_mmu_node, rb);
1632
1633         atomic_inc(&node->refcount);
1634         return 0;
1635 }
1636
1637 /*
1638  * Return 1 to remove the node from the rb tree and call the remove op.
1639  *
1640  * Called with the rb tree lock held.
1641  */
1642 static int sdma_rb_evict(void *arg, struct mmu_rb_node *mnode,
1643                          void *evict_arg, bool *stop)
1644 {
1645         struct sdma_mmu_node *node =
1646                 container_of(mnode, struct sdma_mmu_node, rb);
1647         struct evict_data *evict_data = evict_arg;
1648
1649         /* is this node still being used? */
1650         if (atomic_read(&node->refcount))
1651                 return 0; /* keep this node */
1652
1653         /* this node will be evicted, add its pages to our count */
1654         evict_data->cleared += node->npages;
1655
1656         /* have enough pages been cleared? */
1657         if (evict_data->cleared >= evict_data->target)
1658                 *stop = true;
1659
1660         return 1; /* remove this node */
1661 }
1662
1663 static void sdma_rb_remove(void *arg, struct mmu_rb_node *mnode)
1664 {
1665         struct sdma_mmu_node *node =
1666                 container_of(mnode, struct sdma_mmu_node, rb);
1667
1668         unpin_sdma_pages(node);
1669         kfree(node);
1670 }
1671
1672 static int sdma_rb_invalidate(void *arg, struct mmu_rb_node *mnode)
1673 {
1674         struct sdma_mmu_node *node =
1675                 container_of(mnode, struct sdma_mmu_node, rb);
1676
1677         if (!atomic_read(&node->refcount))
1678                 return 1;
1679         return 0;
1680 }