b3ea93b986892d02978e97cac5d9c4b988a3759d
[safe/jmp/linux-2.6] / drivers / net / mlx4 / mr.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2004 Topspin Communications.  All rights reserved.
3  * Copyright (c) 2005 Mellanox Technologies. All rights reserved.
4  * Copyright (c) 2006, 2007 Cisco Systems, Inc.  All rights reserved.
5  *
6  * This software is available to you under a choice of one of two
7  * licenses.  You may choose to be licensed under the terms of the GNU
8  * General Public License (GPL) Version 2, available from the file
9  * COPYING in the main directory of this source tree, or the
10  * OpenIB.org BSD license below:
11  *
12  *     Redistribution and use in source and binary forms, with or
13  *     without modification, are permitted provided that the following
14  *     conditions are met:
15  *
16  *      - Redistributions of source code must retain the above
17  *        copyright notice, this list of conditions and the following
18  *        disclaimer.
19  *
20  *      - Redistributions in binary form must reproduce the above
21  *        copyright notice, this list of conditions and the following
22  *        disclaimer in the documentation and/or other materials
23  *        provided with the distribution.
24  *
25  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
26  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
27  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
28  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
29  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
30  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
31  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
32  * SOFTWARE.
33  */
34
35 #include <linux/init.h>
36 #include <linux/errno.h>
37
38 #include <linux/mlx4/cmd.h>
39
40 #include "mlx4.h"
41 #include "icm.h"
42
43 /*
44  * Must be packed because mtt_seg is 64 bits but only aligned to 32 bits.
45  */
46 struct mlx4_mpt_entry {
47         __be32 flags;
48         __be32 qpn;
49         __be32 key;
50         __be32 pd;
51         __be64 start;
52         __be64 length;
53         __be32 lkey;
54         __be32 win_cnt;
55         u8      reserved1[3];
56         u8      mtt_rep;
57         __be64 mtt_seg;
58         __be32 mtt_sz;
59         __be32 entity_size;
60         __be32 first_byte_offset;
61 } __attribute__((packed));
62
63 #define MLX4_MPT_FLAG_SW_OWNS       (0xfUL << 28)
64 #define MLX4_MPT_FLAG_MIO           (1 << 17)
65 #define MLX4_MPT_FLAG_BIND_ENABLE   (1 << 15)
66 #define MLX4_MPT_FLAG_PHYSICAL      (1 <<  9)
67 #define MLX4_MPT_FLAG_REGION        (1 <<  8)
68
69 #define MLX4_MTT_FLAG_PRESENT           1
70
71 #define MLX4_MPT_STATUS_SW              0xF0
72 #define MLX4_MPT_STATUS_HW              0x00
73
74 static u32 mlx4_buddy_alloc(struct mlx4_buddy *buddy, int order)
75 {
76         int o;
77         int m;
78         u32 seg;
79
80         spin_lock(&buddy->lock);
81
82         for (o = order; o <= buddy->max_order; ++o)
83                 if (buddy->num_free[o]) {
84                         m = 1 << (buddy->max_order - o);
85                         seg = find_first_bit(buddy->bits[o], m);
86                         if (seg < m)
87                                 goto found;
88                 }
89
90         spin_unlock(&buddy->lock);
91         return -1;
92
93  found:
94         clear_bit(seg, buddy->bits[o]);
95         --buddy->num_free[o];
96
97         while (o > order) {
98                 --o;
99                 seg <<= 1;
100                 set_bit(seg ^ 1, buddy->bits[o]);
101                 ++buddy->num_free[o];
102         }
103
104         spin_unlock(&buddy->lock);
105
106         seg <<= order;
107
108         return seg;
109 }
110
111 static void mlx4_buddy_free(struct mlx4_buddy *buddy, u32 seg, int order)
112 {
113         seg >>= order;
114
115         spin_lock(&buddy->lock);
116
117         while (test_bit(seg ^ 1, buddy->bits[order])) {
118                 clear_bit(seg ^ 1, buddy->bits[order]);
119                 --buddy->num_free[order];
120                 seg >>= 1;
121                 ++order;
122         }
123
124         set_bit(seg, buddy->bits[order]);
125         ++buddy->num_free[order];
126
127         spin_unlock(&buddy->lock);
128 }
129
130 static int mlx4_buddy_init(struct mlx4_buddy *buddy, int max_order)
131 {
132         int i, s;
133
134         buddy->max_order = max_order;
135         spin_lock_init(&buddy->lock);
136
137         buddy->bits = kzalloc((buddy->max_order + 1) * sizeof (long *),
138                               GFP_KERNEL);
139         buddy->num_free = kzalloc((buddy->max_order + 1) * sizeof (int *),
140                                   GFP_KERNEL);
141         if (!buddy->bits || !buddy->num_free)
142                 goto err_out;
143
144         for (i = 0; i <= buddy->max_order; ++i) {
145                 s = BITS_TO_LONGS(1 << (buddy->max_order - i));
146                 buddy->bits[i] = kmalloc(s * sizeof (long), GFP_KERNEL);
147                 if (!buddy->bits[i])
148                         goto err_out_free;
149                 bitmap_zero(buddy->bits[i], 1 << (buddy->max_order - i));
150         }
151
152         set_bit(0, buddy->bits[buddy->max_order]);
153         buddy->num_free[buddy->max_order] = 1;
154
155         return 0;
156
157 err_out_free:
158         for (i = 0; i <= buddy->max_order; ++i)
159                 kfree(buddy->bits[i]);
160
161 err_out:
162         kfree(buddy->bits);
163         kfree(buddy->num_free);
164
165         return -ENOMEM;
166 }
167
168 static void mlx4_buddy_cleanup(struct mlx4_buddy *buddy)
169 {
170         int i;
171
172         for (i = 0; i <= buddy->max_order; ++i)
173                 kfree(buddy->bits[i]);
174
175         kfree(buddy->bits);
176         kfree(buddy->num_free);
177 }
178
179 static u32 mlx4_alloc_mtt_range(struct mlx4_dev *dev, int order)
180 {
181         struct mlx4_mr_table *mr_table = &mlx4_priv(dev)->mr_table;
182         u32 seg;
183
184         seg = mlx4_buddy_alloc(&mr_table->mtt_buddy, order);
185         if (seg == -1)
186                 return -1;
187
188         if (mlx4_table_get_range(dev, &mr_table->mtt_table, seg,
189                                  seg + (1 << order) - 1)) {
190                 mlx4_buddy_free(&mr_table->mtt_buddy, seg, order);
191                 return -1;
192         }
193
194         return seg;
195 }
196
197 int mlx4_mtt_init(struct mlx4_dev *dev, int npages, int page_shift,
198                   struct mlx4_mtt *mtt)
199 {
200         int i;
201
202         if (!npages) {
203                 mtt->order      = -1;
204                 mtt->page_shift = MLX4_ICM_PAGE_SHIFT;
205                 return 0;
206         } else
207                 mtt->page_shift = page_shift;
208
209         for (mtt->order = 0, i = MLX4_MTT_ENTRY_PER_SEG; i < npages; i <<= 1)
210                 ++mtt->order;
211
212         mtt->first_seg = mlx4_alloc_mtt_range(dev, mtt->order);
213         if (mtt->first_seg == -1)
214                 return -ENOMEM;
215
216         return 0;
217 }
218 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_mtt_init);
219
220 void mlx4_mtt_cleanup(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_mtt *mtt)
221 {
222         struct mlx4_mr_table *mr_table = &mlx4_priv(dev)->mr_table;
223
224         if (mtt->order < 0)
225                 return;
226
227         mlx4_buddy_free(&mr_table->mtt_buddy, mtt->first_seg, mtt->order);
228         mlx4_table_put_range(dev, &mr_table->mtt_table, mtt->first_seg,
229                              mtt->first_seg + (1 << mtt->order) - 1);
230 }
231 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_mtt_cleanup);
232
233 u64 mlx4_mtt_addr(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_mtt *mtt)
234 {
235         return (u64) mtt->first_seg * dev->caps.mtt_entry_sz;
236 }
237 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_mtt_addr);
238
239 static u32 hw_index_to_key(u32 ind)
240 {
241         return (ind >> 24) | (ind << 8);
242 }
243
244 static u32 key_to_hw_index(u32 key)
245 {
246         return (key << 24) | (key >> 8);
247 }
248
249 static int mlx4_SW2HW_MPT(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_cmd_mailbox *mailbox,
250                           int mpt_index)
251 {
252         return mlx4_cmd(dev, mailbox->dma, mpt_index, 0, MLX4_CMD_SW2HW_MPT,
253                         MLX4_CMD_TIME_CLASS_B);
254 }
255
256 static int mlx4_HW2SW_MPT(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_cmd_mailbox *mailbox,
257                           int mpt_index)
258 {
259         return mlx4_cmd_box(dev, 0, mailbox ? mailbox->dma : 0, mpt_index,
260                             !mailbox, MLX4_CMD_HW2SW_MPT, MLX4_CMD_TIME_CLASS_B);
261 }
262
263 int mlx4_mr_alloc(struct mlx4_dev *dev, u32 pd, u64 iova, u64 size, u32 access,
264                   int npages, int page_shift, struct mlx4_mr *mr)
265 {
266         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
267         u32 index;
268         int err;
269
270         index = mlx4_bitmap_alloc(&priv->mr_table.mpt_bitmap);
271         if (index == -1)
272                 return -ENOMEM;
273
274         mr->iova       = iova;
275         mr->size       = size;
276         mr->pd         = pd;
277         mr->access     = access;
278         mr->enabled    = 0;
279         mr->key        = hw_index_to_key(index);
280
281         err = mlx4_mtt_init(dev, npages, page_shift, &mr->mtt);
282         if (err)
283                 mlx4_bitmap_free(&priv->mr_table.mpt_bitmap, index);
284
285         return err;
286 }
287 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_mr_alloc);
288
289 void mlx4_mr_free(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_mr *mr)
290 {
291         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
292         int err;
293
294         if (mr->enabled) {
295                 err = mlx4_HW2SW_MPT(dev, NULL,
296                                      key_to_hw_index(mr->key) &
297                                      (dev->caps.num_mpts - 1));
298                 if (err)
299                         mlx4_warn(dev, "HW2SW_MPT failed (%d)\n", err);
300         }
301
302         mlx4_mtt_cleanup(dev, &mr->mtt);
303         mlx4_bitmap_free(&priv->mr_table.mpt_bitmap, key_to_hw_index(mr->key));
304 }
305 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_mr_free);
306
307 int mlx4_mr_enable(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_mr *mr)
308 {
309         struct mlx4_mr_table *mr_table = &mlx4_priv(dev)->mr_table;
310         struct mlx4_cmd_mailbox *mailbox;
311         struct mlx4_mpt_entry *mpt_entry;
312         int err;
313
314         err = mlx4_table_get(dev, &mr_table->dmpt_table, key_to_hw_index(mr->key));
315         if (err)
316                 return err;
317
318         mailbox = mlx4_alloc_cmd_mailbox(dev);
319         if (IS_ERR(mailbox)) {
320                 err = PTR_ERR(mailbox);
321                 goto err_table;
322         }
323         mpt_entry = mailbox->buf;
324
325         memset(mpt_entry, 0, sizeof *mpt_entry);
326
327         mpt_entry->flags = cpu_to_be32(MLX4_MPT_FLAG_SW_OWNS     |
328                                        MLX4_MPT_FLAG_MIO         |
329                                        MLX4_MPT_FLAG_REGION      |
330                                        mr->access);
331
332         mpt_entry->key         = cpu_to_be32(key_to_hw_index(mr->key));
333         mpt_entry->pd          = cpu_to_be32(mr->pd);
334         mpt_entry->start       = cpu_to_be64(mr->iova);
335         mpt_entry->length      = cpu_to_be64(mr->size);
336         mpt_entry->entity_size = cpu_to_be32(mr->mtt.page_shift);
337         if (mr->mtt.order < 0) {
338                 mpt_entry->flags |= cpu_to_be32(MLX4_MPT_FLAG_PHYSICAL);
339                 mpt_entry->mtt_seg = 0;
340         } else
341                 mpt_entry->mtt_seg = cpu_to_be64(mlx4_mtt_addr(dev, &mr->mtt));
342
343         err = mlx4_SW2HW_MPT(dev, mailbox,
344                              key_to_hw_index(mr->key) & (dev->caps.num_mpts - 1));
345         if (err) {
346                 mlx4_warn(dev, "SW2HW_MPT failed (%d)\n", err);
347                 goto err_cmd;
348         }
349
350         mr->enabled = 1;
351
352         mlx4_free_cmd_mailbox(dev, mailbox);
353
354         return 0;
355
356 err_cmd:
357         mlx4_free_cmd_mailbox(dev, mailbox);
358
359 err_table:
360         mlx4_table_put(dev, &mr_table->dmpt_table, key_to_hw_index(mr->key));
361         return err;
362 }
363 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_mr_enable);
364
365 static int mlx4_write_mtt_chunk(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_mtt *mtt,
366                                 int start_index, int npages, u64 *page_list)
367 {
368         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
369         __be64 *mtts;
370         dma_addr_t dma_handle;
371         int i;
372         int s = start_index * sizeof (u64);
373
374         /* All MTTs must fit in the same page */
375         if (start_index / (PAGE_SIZE / sizeof (u64)) !=
376             (start_index + npages - 1) / (PAGE_SIZE / sizeof (u64)))
377                 return -EINVAL;
378
379         if (start_index & (MLX4_MTT_ENTRY_PER_SEG - 1))
380                 return -EINVAL;
381
382         mtts = mlx4_table_find(&priv->mr_table.mtt_table, mtt->first_seg +
383                                 s / dev->caps.mtt_entry_sz, &dma_handle);
384         if (!mtts)
385                 return -ENOMEM;
386
387         for (i = 0; i < npages; ++i)
388                 mtts[i] = cpu_to_be64(page_list[i] | MLX4_MTT_FLAG_PRESENT);
389
390         dma_sync_single(&dev->pdev->dev, dma_handle, npages * sizeof (u64), DMA_TO_DEVICE);
391
392         return 0;
393 }
394
395 int mlx4_write_mtt(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_mtt *mtt,
396                    int start_index, int npages, u64 *page_list)
397 {
398         int chunk;
399         int err;
400
401         if (mtt->order < 0)
402                 return -EINVAL;
403
404         while (npages > 0) {
405                 chunk = min_t(int, PAGE_SIZE / sizeof(u64), npages);
406                 err = mlx4_write_mtt_chunk(dev, mtt, start_index, chunk, page_list);
407                 if (err)
408                         return err;
409
410                 npages      -= chunk;
411                 start_index += chunk;
412                 page_list   += chunk;
413         }
414
415         return 0;
416 }
417 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_write_mtt);
418
419 int mlx4_buf_write_mtt(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_mtt *mtt,
420                        struct mlx4_buf *buf)
421 {
422         u64 *page_list;
423         int err;
424         int i;
425
426         page_list = kmalloc(buf->npages * sizeof *page_list, GFP_KERNEL);
427         if (!page_list)
428                 return -ENOMEM;
429
430         for (i = 0; i < buf->npages; ++i)
431                 if (buf->nbufs == 1)
432                         page_list[i] = buf->direct.map + (i << buf->page_shift);
433                 else
434                         page_list[i] = buf->page_list[i].map;
435
436         err = mlx4_write_mtt(dev, mtt, 0, buf->npages, page_list);
437
438         kfree(page_list);
439         return err;
440 }
441 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_buf_write_mtt);
442
443 int mlx4_init_mr_table(struct mlx4_dev *dev)
444 {
445         struct mlx4_mr_table *mr_table = &mlx4_priv(dev)->mr_table;
446         int err;
447
448         err = mlx4_bitmap_init(&mr_table->mpt_bitmap, dev->caps.num_mpts,
449                                ~0, dev->caps.reserved_mrws);
450         if (err)
451                 return err;
452
453         err = mlx4_buddy_init(&mr_table->mtt_buddy,
454                               ilog2(dev->caps.num_mtt_segs));
455         if (err)
456                 goto err_buddy;
457
458         if (dev->caps.reserved_mtts) {
459                 if (mlx4_alloc_mtt_range(dev, fls(dev->caps.reserved_mtts - 1)) == -1) {
460                         mlx4_warn(dev, "MTT table of order %d is too small.\n",
461                                   mr_table->mtt_buddy.max_order);
462                         err = -ENOMEM;
463                         goto err_reserve_mtts;
464                 }
465         }
466
467         return 0;
468
469 err_reserve_mtts:
470         mlx4_buddy_cleanup(&mr_table->mtt_buddy);
471
472 err_buddy:
473         mlx4_bitmap_cleanup(&mr_table->mpt_bitmap);
474
475         return err;
476 }
477
478 void mlx4_cleanup_mr_table(struct mlx4_dev *dev)
479 {
480         struct mlx4_mr_table *mr_table = &mlx4_priv(dev)->mr_table;
481
482         mlx4_buddy_cleanup(&mr_table->mtt_buddy);
483         mlx4_bitmap_cleanup(&mr_table->mpt_bitmap);
484 }
485
486 static inline int mlx4_check_fmr(struct mlx4_fmr *fmr, u64 *page_list,
487                                   int npages, u64 iova)
488 {
489         int i, page_mask;
490
491         if (npages > fmr->max_pages)
492                 return -EINVAL;
493
494         page_mask = (1 << fmr->page_shift) - 1;
495
496         /* We are getting page lists, so va must be page aligned. */
497         if (iova & page_mask)
498                 return -EINVAL;
499
500         /* Trust the user not to pass misaligned data in page_list */
501         if (0)
502                 for (i = 0; i < npages; ++i) {
503                         if (page_list[i] & ~page_mask)
504                                 return -EINVAL;
505                 }
506
507         if (fmr->maps >= fmr->max_maps)
508                 return -EINVAL;
509
510         return 0;
511 }
512
513 int mlx4_map_phys_fmr(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_fmr *fmr, u64 *page_list,
514                       int npages, u64 iova, u32 *lkey, u32 *rkey)
515 {
516         u32 key;
517         int i, err;
518
519         err = mlx4_check_fmr(fmr, page_list, npages, iova);
520         if (err)
521                 return err;
522
523         ++fmr->maps;
524
525         key = key_to_hw_index(fmr->mr.key);
526         key += dev->caps.num_mpts;
527         *lkey = *rkey = fmr->mr.key = hw_index_to_key(key);
528
529         *(u8 *) fmr->mpt = MLX4_MPT_STATUS_SW;
530
531         /* Make sure MPT status is visible before writing MTT entries */
532         wmb();
533
534         for (i = 0; i < npages; ++i)
535                 fmr->mtts[i] = cpu_to_be64(page_list[i] | MLX4_MTT_FLAG_PRESENT);
536
537         dma_sync_single(&dev->pdev->dev, fmr->dma_handle,
538                         npages * sizeof(u64), DMA_TO_DEVICE);
539
540         fmr->mpt->key    = cpu_to_be32(key);
541         fmr->mpt->lkey   = cpu_to_be32(key);
542         fmr->mpt->length = cpu_to_be64(npages * (1ull << fmr->page_shift));
543         fmr->mpt->start  = cpu_to_be64(iova);
544
545         /* Make MTT entries are visible before setting MPT status */
546         wmb();
547
548         *(u8 *) fmr->mpt = MLX4_MPT_STATUS_HW;
549
550         /* Make sure MPT status is visible before consumer can use FMR */
551         wmb();
552
553         return 0;
554 }
555 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_map_phys_fmr);
556
557 int mlx4_fmr_alloc(struct mlx4_dev *dev, u32 pd, u32 access, int max_pages,
558                    int max_maps, u8 page_shift, struct mlx4_fmr *fmr)
559 {
560         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
561         u64 mtt_seg;
562         int err = -ENOMEM;
563
564         if (page_shift < (ffs(dev->caps.page_size_cap) - 1) || page_shift >= 32)
565                 return -EINVAL;
566
567         /* All MTTs must fit in the same page */
568         if (max_pages * sizeof *fmr->mtts > PAGE_SIZE)
569                 return -EINVAL;
570
571         fmr->page_shift = page_shift;
572         fmr->max_pages  = max_pages;
573         fmr->max_maps   = max_maps;
574         fmr->maps = 0;
575
576         err = mlx4_mr_alloc(dev, pd, 0, 0, access, max_pages,
577                             page_shift, &fmr->mr);
578         if (err)
579                 return err;
580
581         mtt_seg = fmr->mr.mtt.first_seg * dev->caps.mtt_entry_sz;
582
583         fmr->mtts = mlx4_table_find(&priv->mr_table.mtt_table,
584                                     fmr->mr.mtt.first_seg,
585                                     &fmr->dma_handle);
586         if (!fmr->mtts) {
587                 err = -ENOMEM;
588                 goto err_free;
589         }
590
591         return 0;
592
593 err_free:
594         mlx4_mr_free(dev, &fmr->mr);
595         return err;
596 }
597 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_fmr_alloc);
598
599 int mlx4_fmr_enable(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_fmr *fmr)
600 {
601         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
602         int err;
603
604         err = mlx4_mr_enable(dev, &fmr->mr);
605         if (err)
606                 return err;
607
608         fmr->mpt = mlx4_table_find(&priv->mr_table.dmpt_table,
609                                     key_to_hw_index(fmr->mr.key), NULL);
610         if (!fmr->mpt)
611                 return -ENOMEM;
612
613         return 0;
614 }
615 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_fmr_enable);
616
617 void mlx4_fmr_unmap(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_fmr *fmr,
618                     u32 *lkey, u32 *rkey)
619 {
620         if (!fmr->maps)
621                 return;
622
623         fmr->maps = 0;
624
625         *(u8 *) fmr->mpt = MLX4_MPT_STATUS_SW;
626 }
627 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_fmr_unmap);
628
629 int mlx4_fmr_free(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_fmr *fmr)
630 {
631         if (fmr->maps)
632                 return -EBUSY;
633
634         fmr->mr.enabled = 0;
635         mlx4_mr_free(dev, &fmr->mr);
636
637         return 0;
638 }
639 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_fmr_free);
640
641 int mlx4_SYNC_TPT(struct mlx4_dev *dev)
642 {
643         return mlx4_cmd(dev, 0, 0, 0, MLX4_CMD_SYNC_TPT, 1000);
644 }
645 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_SYNC_TPT);