RDMA/mlx5: Support dma-buf based userspace memory region
authorJianxin Xiong <jianxin.xiong@intel.com>
Tue, 15 Dec 2020 21:27:16 +0000 (13:27 -0800)
committerJason Gunthorpe <jgg@nvidia.com>
Wed, 20 Jan 2021 20:49:25 +0000 (16:49 -0400)
Implement the new driver method 'reg_user_mr_dmabuf'.  Utilize the core
functions to import dma-buf based memory region and update the mappings.

Add code to handle dma-buf related page fault.

Link: https://lore.kernel.org/r/1608067636-98073-5-git-send-email-jianxin.xiong@intel.com
Signed-off-by: Jianxin Xiong <jianxin.xiong@intel.com>
Reviewed-by: Sean Hefty <sean.hefty@intel.com>
Acked-by: Michael J. Ruhl <michael.j.ruhl@intel.com>
Acked-by: Christian Koenig <christian.koenig@amd.com>
Acked-by: Daniel Vetter <daniel.vetter@ffwll.ch>
Signed-off-by: Jason Gunthorpe <jgg@nvidia.com>
drivers/infiniband/hw/mlx5/main.c
drivers/infiniband/hw/mlx5/mlx5_ib.h
drivers/infiniband/hw/mlx5/mr.c
drivers/infiniband/hw/mlx5/odp.c

index 4747cc1..ecbb844 100644 (file)
@@ -1,6 +1,7 @@
 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 OR Linux-OpenIB
 /*
  * Copyright (c) 2013-2020, Mellanox Technologies inc. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 2020, Intel Corporation. All rights reserved.
  */
 
 #include <linux/debugfs.h>
@@ -4068,6 +4069,7 @@ static const struct ib_device_ops mlx5_ib_dev_ops = {
        .query_srq = mlx5_ib_query_srq,
        .query_ucontext = mlx5_ib_query_ucontext,
        .reg_user_mr = mlx5_ib_reg_user_mr,
+       .reg_user_mr_dmabuf = mlx5_ib_reg_user_mr_dmabuf,
        .req_notify_cq = mlx5_ib_arm_cq,
        .rereg_user_mr = mlx5_ib_rereg_user_mr,
        .resize_cq = mlx5_ib_resize_cq,
index acc56ea..2fd2927 100644 (file)
@@ -1,6 +1,7 @@
 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 OR Linux-OpenIB */
 /*
  * Copyright (c) 2013-2020, Mellanox Technologies inc. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 2020, Intel Corporation. All rights reserved.
  */
 
 #ifndef MLX5_IB_H
@@ -703,6 +704,12 @@ static inline bool is_odp_mr(struct mlx5_ib_mr *mr)
               mr->umem->is_odp;
 }
 
+static inline bool is_dmabuf_mr(struct mlx5_ib_mr *mr)
+{
+       return IS_ENABLED(CONFIG_INFINIBAND_ON_DEMAND_PAGING) && mr->umem &&
+              mr->umem->is_dmabuf;
+}
+
 struct mlx5_ib_mw {
        struct ib_mw            ibmw;
        struct mlx5_core_mkey   mmkey;
@@ -1243,6 +1250,10 @@ struct ib_mr *mlx5_ib_get_dma_mr(struct ib_pd *pd, int acc);
 struct ib_mr *mlx5_ib_reg_user_mr(struct ib_pd *pd, u64 start, u64 length,
                                  u64 virt_addr, int access_flags,
                                  struct ib_udata *udata);
+struct ib_mr *mlx5_ib_reg_user_mr_dmabuf(struct ib_pd *pd, u64 start,
+                                        u64 length, u64 virt_addr,
+                                        int fd, int access_flags,
+                                        struct ib_udata *udata);
 int mlx5_ib_advise_mr(struct ib_pd *pd,
                      enum ib_uverbs_advise_mr_advice advice,
                      u32 flags,
@@ -1253,11 +1264,13 @@ int mlx5_ib_alloc_mw(struct ib_mw *mw, struct ib_udata *udata);
 int mlx5_ib_dealloc_mw(struct ib_mw *mw);
 int mlx5_ib_update_xlt(struct mlx5_ib_mr *mr, u64 idx, int npages,
                       int page_shift, int flags);
+int mlx5_ib_update_mr_pas(struct mlx5_ib_mr *mr, unsigned int flags);
 struct mlx5_ib_mr *mlx5_ib_alloc_implicit_mr(struct mlx5_ib_pd *pd,
                                             struct ib_udata *udata,
                                             int access_flags);
 void mlx5_ib_free_implicit_mr(struct mlx5_ib_mr *mr);
 void mlx5_ib_fence_odp_mr(struct mlx5_ib_mr *mr);
+void mlx5_ib_fence_dmabuf_mr(struct mlx5_ib_mr *mr);
 struct ib_mr *mlx5_ib_rereg_user_mr(struct ib_mr *ib_mr, int flags, u64 start,
                                    u64 length, u64 virt_addr, int access_flags,
                                    struct ib_pd *pd, struct ib_udata *udata);
@@ -1343,6 +1356,7 @@ int mlx5_ib_advise_mr_prefetch(struct ib_pd *pd,
                               enum ib_uverbs_advise_mr_advice advice,
                               u32 flags, struct ib_sge *sg_list, u32 num_sge);
 int mlx5_ib_init_odp_mr(struct mlx5_ib_mr *mr);
+int mlx5_ib_init_dmabuf_mr(struct mlx5_ib_mr *mr);
 #else /* CONFIG_INFINIBAND_ON_DEMAND_PAGING */
 static inline void mlx5_ib_internal_fill_odp_caps(struct mlx5_ib_dev *dev)
 {
@@ -1368,6 +1382,10 @@ static inline int mlx5_ib_init_odp_mr(struct mlx5_ib_mr *mr)
 {
        return -EOPNOTSUPP;
 }
+static inline int mlx5_ib_init_dmabuf_mr(struct mlx5_ib_mr *mr)
+{
+       return -EOPNOTSUPP;
+}
 #endif /* CONFIG_INFINIBAND_ON_DEMAND_PAGING */
 
 extern const struct mmu_interval_notifier_ops mlx5_mn_ops;
index 24f8d59..a63ef7c 100644 (file)
@@ -1,5 +1,6 @@
 /*
  * Copyright (c) 2013-2015, Mellanox Technologies. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 2020, Intel Corporation. All rights reserved.
  *
  * This software is available to you under a choice of one of two
  * licenses.  You may choose to be licensed under the terms of the GNU
@@ -36,6 +37,8 @@
 #include <linux/debugfs.h>
 #include <linux/export.h>
 #include <linux/delay.h>
+#include <linux/dma-buf.h>
+#include <linux/dma-resv.h>
 #include <rdma/ib_umem.h>
 #include <rdma/ib_umem_odp.h>
 #include <rdma/ib_verbs.h>
@@ -935,6 +938,17 @@ static void set_mr_fields(struct mlx5_ib_dev *dev, struct mlx5_ib_mr *mr,
        mr->access_flags = access_flags;
 }
 
+static unsigned int mlx5_umem_dmabuf_default_pgsz(struct ib_umem *umem,
+                                                 u64 iova)
+{
+       /*
+        * The alignment of iova has already been checked upon entering
+        * UVERBS_METHOD_REG_DMABUF_MR
+        */
+       umem->iova = iova;
+       return PAGE_SIZE;
+}
+
 static struct mlx5_ib_mr *alloc_cacheable_mr(struct ib_pd *pd,
                                             struct ib_umem *umem, u64 iova,
                                             int access_flags)
@@ -944,7 +958,11 @@ static struct mlx5_ib_mr *alloc_cacheable_mr(struct ib_pd *pd,
        struct mlx5_ib_mr *mr;
        unsigned int page_size;
 
-       page_size = mlx5_umem_find_best_pgsz(umem, mkc, log_page_size, 0, iova);
+       if (umem->is_dmabuf)
+               page_size = mlx5_umem_dmabuf_default_pgsz(umem, iova);
+       else
+               page_size = mlx5_umem_find_best_pgsz(umem, mkc, log_page_size,
+                                                    0, iova);
        if (WARN_ON(!page_size))
                return ERR_PTR(-EINVAL);
        ent = mr_cache_ent_from_order(
@@ -980,7 +998,6 @@ static struct mlx5_ib_mr *alloc_cacheable_mr(struct ib_pd *pd,
        mr->mmkey.size = umem->length;
        mr->mmkey.pd = to_mpd(pd)->pdn;
        mr->page_shift = order_base_2(page_size);
-       mr->umem = umem;
        set_mr_fields(dev, mr, umem->length, access_flags);
 
        return mr;
@@ -1201,8 +1218,10 @@ int mlx5_ib_update_xlt(struct mlx5_ib_mr *mr, u64 idx, int npages,
 
 /*
  * Send the DMA list to the HW for a normal MR using UMR.
+ * Dmabuf MR is handled in a similar way, except that the MLX5_IB_UPD_XLT_ZAP
+ * flag may be used.
  */
-static int mlx5_ib_update_mr_pas(struct mlx5_ib_mr *mr, unsigned int flags)
+int mlx5_ib_update_mr_pas(struct mlx5_ib_mr *mr, unsigned int flags)
 {
        struct mlx5_ib_dev *dev = mr_to_mdev(mr);
        struct device *ddev = &dev->mdev->pdev->dev;
@@ -1244,6 +1263,10 @@ static int mlx5_ib_update_mr_pas(struct mlx5_ib_mr *mr, unsigned int flags)
                cur_mtt->ptag =
                        cpu_to_be64(rdma_block_iter_dma_address(&biter) |
                                    MLX5_IB_MTT_PRESENT);
+
+               if (mr->umem->is_dmabuf && (flags & MLX5_IB_UPD_XLT_ZAP))
+                       cur_mtt->ptag = 0;
+
                cur_mtt++;
        }
 
@@ -1567,6 +1590,84 @@ struct ib_mr *mlx5_ib_reg_user_mr(struct ib_pd *pd, u64 start, u64 length,
        return create_real_mr(pd, umem, iova, access_flags);
 }
 
+static void mlx5_ib_dmabuf_invalidate_cb(struct dma_buf_attachment *attach)
+{
+       struct ib_umem_dmabuf *umem_dmabuf = attach->importer_priv;
+       struct mlx5_ib_mr *mr = umem_dmabuf->private;
+
+       dma_resv_assert_held(umem_dmabuf->attach->dmabuf->resv);
+
+       if (!umem_dmabuf->sgt)
+               return;
+
+       mlx5_ib_update_mr_pas(mr, MLX5_IB_UPD_XLT_ZAP);
+       ib_umem_dmabuf_unmap_pages(umem_dmabuf);
+}
+
+static struct dma_buf_attach_ops mlx5_ib_dmabuf_attach_ops = {
+       .allow_peer2peer = 1,
+       .move_notify = mlx5_ib_dmabuf_invalidate_cb,
+};
+
+struct ib_mr *mlx5_ib_reg_user_mr_dmabuf(struct ib_pd *pd, u64 offset,
+                                        u64 length, u64 virt_addr,
+                                        int fd, int access_flags,
+                                        struct ib_udata *udata)
+{
+       struct mlx5_ib_dev *dev = to_mdev(pd->device);
+       struct mlx5_ib_mr *mr = NULL;
+       struct ib_umem_dmabuf *umem_dmabuf;
+       int err;
+
+       if (!IS_ENABLED(CONFIG_INFINIBAND_USER_MEM) ||
+           !IS_ENABLED(CONFIG_INFINIBAND_ON_DEMAND_PAGING))
+               return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
+
+       mlx5_ib_dbg(dev,
+                   "offset 0x%llx, virt_addr 0x%llx, length 0x%llx, fd %d, access_flags 0x%x\n",
+                   offset, virt_addr, length, fd, access_flags);
+
+       /* dmabuf requires xlt update via umr to work. */
+       if (!mlx5_ib_can_load_pas_with_umr(dev, length))
+               return ERR_PTR(-EINVAL);
+
+       umem_dmabuf = ib_umem_dmabuf_get(&dev->ib_dev, offset, length, fd,
+                                        access_flags,
+                                        &mlx5_ib_dmabuf_attach_ops);
+       if (IS_ERR(umem_dmabuf)) {
+               mlx5_ib_dbg(dev, "umem_dmabuf get failed (%ld)\n",
+                           PTR_ERR(umem_dmabuf));
+               return ERR_CAST(umem_dmabuf);
+       }
+
+       mr = alloc_cacheable_mr(pd, &umem_dmabuf->umem, virt_addr,
+                               access_flags);
+       if (IS_ERR(mr)) {
+               ib_umem_release(&umem_dmabuf->umem);
+               return ERR_CAST(mr);
+       }
+
+       mlx5_ib_dbg(dev, "mkey 0x%x\n", mr->mmkey.key);
+
+       atomic_add(ib_umem_num_pages(mr->umem), &dev->mdev->priv.reg_pages);
+       umem_dmabuf->private = mr;
+       init_waitqueue_head(&mr->q_deferred_work);
+       atomic_set(&mr->num_deferred_work, 0);
+       err = xa_err(xa_store(&dev->odp_mkeys, mlx5_base_mkey(mr->mmkey.key),
+                             &mr->mmkey, GFP_KERNEL));
+       if (err)
+               goto err_dereg_mr;
+
+       err = mlx5_ib_init_dmabuf_mr(mr);
+       if (err)
+               goto err_dereg_mr;
+       return &mr->ibmr;
+
+err_dereg_mr:
+       dereg_mr(dev, mr);
+       return ERR_PTR(err);
+}
+
 /**
  * mlx5_mr_cache_invalidate - Fence all DMA on the MR
  * @mr: The MR to fence
@@ -1740,8 +1841,8 @@ struct ib_mr *mlx5_ib_rereg_user_mr(struct ib_mr *ib_mr, int flags, u64 start,
                                return ERR_PTR(err);
                        return NULL;
                }
-               /* DM or ODP MR's don't have a umem so we can't re-use it */
-               if (!mr->umem || is_odp_mr(mr))
+               /* DM or ODP MR's don't have a normal umem so we can't re-use it */
+               if (!mr->umem || is_odp_mr(mr) || is_dmabuf_mr(mr))
                        goto recreate;
 
                /*
@@ -1760,10 +1861,10 @@ struct ib_mr *mlx5_ib_rereg_user_mr(struct ib_mr *ib_mr, int flags, u64 start,
        }
 
        /*
-        * DM doesn't have a PAS list so we can't re-use it, odp does but the
-        * logic around releasing the umem is different
+        * DM doesn't have a PAS list so we can't re-use it, odp/dmabuf does
+        * but the logic around releasing the umem is different
         */
-       if (!mr->umem || is_odp_mr(mr))
+       if (!mr->umem || is_odp_mr(mr) || is_dmabuf_mr(mr))
                goto recreate;
 
        if (!(new_access_flags & IB_ACCESS_ON_DEMAND) &&
@@ -1876,6 +1977,8 @@ static void dereg_mr(struct mlx5_ib_dev *dev, struct mlx5_ib_mr *mr)
        /* Stop all DMA */
        if (is_odp_mr(mr))
                mlx5_ib_fence_odp_mr(mr);
+       else if (is_dmabuf_mr(mr))
+               mlx5_ib_fence_dmabuf_mr(mr);
        else
                clean_mr(dev, mr);
 
index aa2413b..440fbf7 100644 (file)
@@ -33,6 +33,8 @@
 #include <rdma/ib_umem.h>
 #include <rdma/ib_umem_odp.h>
 #include <linux/kernel.h>
+#include <linux/dma-buf.h>
+#include <linux/dma-resv.h>
 
 #include "mlx5_ib.h"
 #include "cmd.h"
@@ -670,6 +672,37 @@ void mlx5_ib_fence_odp_mr(struct mlx5_ib_mr *mr)
        dma_fence_odp_mr(mr);
 }
 
+/**
+ * mlx5_ib_fence_dmabuf_mr - Stop all access to the dmabuf MR
+ * @mr: to fence
+ *
+ * On return no parallel threads will be touching this MR and no DMA will be
+ * active.
+ */
+void mlx5_ib_fence_dmabuf_mr(struct mlx5_ib_mr *mr)
+{
+       struct ib_umem_dmabuf *umem_dmabuf = to_ib_umem_dmabuf(mr->umem);
+
+       /* Prevent new page faults and prefetch requests from succeeding */
+       xa_erase(&mr_to_mdev(mr)->odp_mkeys, mlx5_base_mkey(mr->mmkey.key));
+
+       /* Wait for all running page-fault handlers to finish. */
+       synchronize_srcu(&mr_to_mdev(mr)->odp_srcu);
+
+       wait_event(mr->q_deferred_work, !atomic_read(&mr->num_deferred_work));
+
+       dma_resv_lock(umem_dmabuf->attach->dmabuf->resv, NULL);
+       mlx5_mr_cache_invalidate(mr);
+       umem_dmabuf->private = NULL;
+       ib_umem_dmabuf_unmap_pages(umem_dmabuf);
+       dma_resv_unlock(umem_dmabuf->attach->dmabuf->resv);
+
+       if (!mr->cache_ent) {
+               mlx5_core_destroy_mkey(mr_to_mdev(mr)->mdev, &mr->mmkey);
+               WARN_ON(mr->descs);
+       }
+}
+
 #define MLX5_PF_FLAGS_DOWNGRADE BIT(1)
 #define MLX5_PF_FLAGS_SNAPSHOT BIT(2)
 #define MLX5_PF_FLAGS_ENABLE BIT(3)
@@ -803,6 +836,44 @@ out:
        return ret;
 }
 
+static int pagefault_dmabuf_mr(struct mlx5_ib_mr *mr, size_t bcnt,
+                              u32 *bytes_mapped, u32 flags)
+{
+       struct ib_umem_dmabuf *umem_dmabuf = to_ib_umem_dmabuf(mr->umem);
+       u32 xlt_flags = 0;
+       int err;
+       unsigned int page_size;
+
+       if (flags & MLX5_PF_FLAGS_ENABLE)
+               xlt_flags |= MLX5_IB_UPD_XLT_ENABLE;
+
+       dma_resv_lock(umem_dmabuf->attach->dmabuf->resv, NULL);
+       err = ib_umem_dmabuf_map_pages(umem_dmabuf);
+       if (err) {
+               dma_resv_unlock(umem_dmabuf->attach->dmabuf->resv);
+               return err;
+       }
+
+       page_size = mlx5_umem_find_best_pgsz(&umem_dmabuf->umem, mkc,
+                                            log_page_size, 0,
+                                            umem_dmabuf->umem.iova);
+       if (unlikely(page_size < PAGE_SIZE)) {
+               ib_umem_dmabuf_unmap_pages(umem_dmabuf);
+               err = -EINVAL;
+       } else {
+               err = mlx5_ib_update_mr_pas(mr, xlt_flags);
+       }
+       dma_resv_unlock(umem_dmabuf->attach->dmabuf->resv);
+
+       if (err)
+               return err;
+
+       if (bytes_mapped)
+               *bytes_mapped += bcnt;
+
+       return ib_umem_num_pages(mr->umem);
+}
+
 /*
  * Returns:
  *  -EFAULT: The io_virt->bcnt is not within the MR, it covers pages that are
@@ -821,6 +892,9 @@ static int pagefault_mr(struct mlx5_ib_mr *mr, u64 io_virt, size_t bcnt,
        if (unlikely(io_virt < mr->mmkey.iova))
                return -EFAULT;
 
+       if (mr->umem->is_dmabuf)
+               return pagefault_dmabuf_mr(mr, bcnt, bytes_mapped, flags);
+
        if (!odp->is_implicit_odp) {
                u64 user_va;
 
@@ -847,6 +921,16 @@ int mlx5_ib_init_odp_mr(struct mlx5_ib_mr *mr)
        return ret >= 0 ? 0 : ret;
 }
 
+int mlx5_ib_init_dmabuf_mr(struct mlx5_ib_mr *mr)
+{
+       int ret;
+
+       ret = pagefault_dmabuf_mr(mr, mr->umem->length, NULL,
+                                 MLX5_PF_FLAGS_ENABLE);
+
+       return ret >= 0 ? 0 : ret;
+}
+
 struct pf_frame {
        struct pf_frame *next;
        u32 key;
@@ -1749,7 +1833,6 @@ get_prefetchable_mr(struct ib_pd *pd, enum ib_uverbs_advise_mr_advice advice,
 {
        struct mlx5_ib_dev *dev = to_mdev(pd->device);
        struct mlx5_core_mkey *mmkey;
-       struct ib_umem_odp *odp;
        struct mlx5_ib_mr *mr;
 
        lockdep_assert_held(&dev->odp_srcu);
@@ -1763,11 +1846,9 @@ get_prefetchable_mr(struct ib_pd *pd, enum ib_uverbs_advise_mr_advice advice,
        if (mr->ibmr.pd != pd)
                return NULL;
 
-       odp = to_ib_umem_odp(mr->umem);
-
        /* prefetch with write-access must be supported by the MR */
        if (advice == IB_UVERBS_ADVISE_MR_ADVICE_PREFETCH_WRITE &&
-           !odp->umem.writable)
+           !mr->umem->writable)
                return NULL;
 
        return mr;