IB/qib: Add new qib driver for QLogic PCIe InfiniBand adapters
[linux-2.6.git] / drivers / infiniband / hw / qib / qib_mr.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2006, 2007, 2008, 2009 QLogic Corporation. All rights reserved.
3  * Copyright (c) 2005, 2006 PathScale, Inc. All rights reserved.
4  *
5  * This software is available to you under a choice of one of two
6  * licenses.  You may choose to be licensed under the terms of the GNU
7  * General Public License (GPL) Version 2, available from the file
8  * COPYING in the main directory of this source tree, or the
9  * OpenIB.org BSD license below:
10  *
11  *     Redistribution and use in source and binary forms, with or
12  *     without modification, are permitted provided that the following
13  *     conditions are met:
14  *
15  *      - Redistributions of source code must retain the above
16  *        copyright notice, this list of conditions and the following
17  *        disclaimer.
18  *
19  *      - Redistributions in binary form must reproduce the above
20  *        copyright notice, this list of conditions and the following
21  *        disclaimer in the documentation and/or other materials
22  *        provided with the distribution.
23  *
24  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
25  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
26  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
27  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
28  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
29  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
30  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
31  * SOFTWARE.
32  */
33
34 #include <rdma/ib_umem.h>
35 #include <rdma/ib_smi.h>
36
37 #include "qib.h"
38
39 /* Fast memory region */
40 struct qib_fmr {
41         struct ib_fmr ibfmr;
42         u8 page_shift;
43         struct qib_mregion mr;        /* must be last */
44 };
45
46 static inline struct qib_fmr *to_ifmr(struct ib_fmr *ibfmr)
47 {
48         return container_of(ibfmr, struct qib_fmr, ibfmr);
49 }
50
51 /**
52  * qib_get_dma_mr - get a DMA memory region
53  * @pd: protection domain for this memory region
54  * @acc: access flags
55  *
56  * Returns the memory region on success, otherwise returns an errno.
57  * Note that all DMA addresses should be created via the
58  * struct ib_dma_mapping_ops functions (see qib_dma.c).
59  */
60 struct ib_mr *qib_get_dma_mr(struct ib_pd *pd, int acc)
61 {
62         struct qib_ibdev *dev = to_idev(pd->device);
63         struct qib_mr *mr;
64         struct ib_mr *ret;
65         unsigned long flags;
66
67         if (to_ipd(pd)->user) {
68                 ret = ERR_PTR(-EPERM);
69                 goto bail;
70         }
71
72         mr = kzalloc(sizeof *mr, GFP_KERNEL);
73         if (!mr) {
74                 ret = ERR_PTR(-ENOMEM);
75                 goto bail;
76         }
77
78         mr->mr.access_flags = acc;
79         atomic_set(&mr->mr.refcount, 0);
80
81         spin_lock_irqsave(&dev->lk_table.lock, flags);
82         if (!dev->dma_mr)
83                 dev->dma_mr = &mr->mr;
84         spin_unlock_irqrestore(&dev->lk_table.lock, flags);
85
86         ret = &mr->ibmr;
87
88 bail:
89         return ret;
90 }
91
92 static struct qib_mr *alloc_mr(int count, struct qib_lkey_table *lk_table)
93 {
94         struct qib_mr *mr;
95         int m, i = 0;
96
97         /* Allocate struct plus pointers to first level page tables. */
98         m = (count + QIB_SEGSZ - 1) / QIB_SEGSZ;
99         mr = kmalloc(sizeof *mr + m * sizeof mr->mr.map[0], GFP_KERNEL);
100         if (!mr)
101                 goto done;
102
103         /* Allocate first level page tables. */
104         for (; i < m; i++) {
105                 mr->mr.map[i] = kmalloc(sizeof *mr->mr.map[0], GFP_KERNEL);
106                 if (!mr->mr.map[i])
107                         goto bail;
108         }
109         mr->mr.mapsz = m;
110         mr->mr.max_segs = count;
111
112         /*
113          * ib_reg_phys_mr() will initialize mr->ibmr except for
114          * lkey and rkey.
115          */
116         if (!qib_alloc_lkey(lk_table, &mr->mr))
117                 goto bail;
118         mr->ibmr.lkey = mr->mr.lkey;
119         mr->ibmr.rkey = mr->mr.lkey;
120
121         atomic_set(&mr->mr.refcount, 0);
122         goto done;
123
124 bail:
125         while (i)
126                 kfree(mr->mr.map[--i]);
127         kfree(mr);
128         mr = NULL;
129
130 done:
131         return mr;
132 }
133
134 /**
135  * qib_reg_phys_mr - register a physical memory region
136  * @pd: protection domain for this memory region
137  * @buffer_list: pointer to the list of physical buffers to register
138  * @num_phys_buf: the number of physical buffers to register
139  * @iova_start: the starting address passed over IB which maps to this MR
140  *
141  * Returns the memory region on success, otherwise returns an errno.
142  */
143 struct ib_mr *qib_reg_phys_mr(struct ib_pd *pd,
144                               struct ib_phys_buf *buffer_list,
145                               int num_phys_buf, int acc, u64 *iova_start)
146 {
147         struct qib_mr *mr;
148         int n, m, i;
149         struct ib_mr *ret;
150
151         mr = alloc_mr(num_phys_buf, &to_idev(pd->device)->lk_table);
152         if (mr == NULL) {
153                 ret = ERR_PTR(-ENOMEM);
154                 goto bail;
155         }
156
157         mr->mr.pd = pd;
158         mr->mr.user_base = *iova_start;
159         mr->mr.iova = *iova_start;
160         mr->mr.length = 0;
161         mr->mr.offset = 0;
162         mr->mr.access_flags = acc;
163         mr->umem = NULL;
164
165         m = 0;
166         n = 0;
167         for (i = 0; i < num_phys_buf; i++) {
168                 mr->mr.map[m]->segs[n].vaddr = (void *) buffer_list[i].addr;
169                 mr->mr.map[m]->segs[n].length = buffer_list[i].size;
170                 mr->mr.length += buffer_list[i].size;
171                 n++;
172                 if (n == QIB_SEGSZ) {
173                         m++;
174                         n = 0;
175                 }
176         }
177
178         ret = &mr->ibmr;
179
180 bail:
181         return ret;
182 }
183
184 /**
185  * qib_reg_user_mr - register a userspace memory region
186  * @pd: protection domain for this memory region
187  * @start: starting userspace address
188  * @length: length of region to register
189  * @virt_addr: virtual address to use (from HCA's point of view)
190  * @mr_access_flags: access flags for this memory region
191  * @udata: unused by the QLogic_IB driver
192  *
193  * Returns the memory region on success, otherwise returns an errno.
194  */
195 struct ib_mr *qib_reg_user_mr(struct ib_pd *pd, u64 start, u64 length,
196                               u64 virt_addr, int mr_access_flags,
197                               struct ib_udata *udata)
198 {
199         struct qib_mr *mr;
200         struct ib_umem *umem;
201         struct ib_umem_chunk *chunk;
202         int n, m, i;
203         struct ib_mr *ret;
204
205         if (length == 0) {
206                 ret = ERR_PTR(-EINVAL);
207                 goto bail;
208         }
209
210         umem = ib_umem_get(pd->uobject->context, start, length,
211                            mr_access_flags, 0);
212         if (IS_ERR(umem))
213                 return (void *) umem;
214
215         n = 0;
216         list_for_each_entry(chunk, &umem->chunk_list, list)
217                 n += chunk->nents;
218
219         mr = alloc_mr(n, &to_idev(pd->device)->lk_table);
220         if (!mr) {
221                 ret = ERR_PTR(-ENOMEM);
222                 ib_umem_release(umem);
223                 goto bail;
224         }
225
226         mr->mr.pd = pd;
227         mr->mr.user_base = start;
228         mr->mr.iova = virt_addr;
229         mr->mr.length = length;
230         mr->mr.offset = umem->offset;
231         mr->mr.access_flags = mr_access_flags;
232         mr->umem = umem;
233
234         m = 0;
235         n = 0;
236         list_for_each_entry(chunk, &umem->chunk_list, list) {
237                 for (i = 0; i < chunk->nents; i++) {
238                         void *vaddr;
239
240                         vaddr = page_address(sg_page(&chunk->page_list[i]));
241                         if (!vaddr) {
242                                 ret = ERR_PTR(-EINVAL);
243                                 goto bail;
244                         }
245                         mr->mr.map[m]->segs[n].vaddr = vaddr;
246                         mr->mr.map[m]->segs[n].length = umem->page_size;
247                         n++;
248                         if (n == QIB_SEGSZ) {
249                                 m++;
250                                 n = 0;
251                         }
252                 }
253         }
254         ret = &mr->ibmr;
255
256 bail:
257         return ret;
258 }
259
260 /**
261  * qib_dereg_mr - unregister and free a memory region
262  * @ibmr: the memory region to free
263  *
264  * Returns 0 on success.
265  *
266  * Note that this is called to free MRs created by qib_get_dma_mr()
267  * or qib_reg_user_mr().
268  */
269 int qib_dereg_mr(struct ib_mr *ibmr)
270 {
271         struct qib_mr *mr = to_imr(ibmr);
272         struct qib_ibdev *dev = to_idev(ibmr->device);
273         int ret;
274         int i;
275
276         ret = qib_free_lkey(dev, &mr->mr);
277         if (ret)
278                 return ret;
279
280         i = mr->mr.mapsz;
281         while (i)
282                 kfree(mr->mr.map[--i]);
283         if (mr->umem)
284                 ib_umem_release(mr->umem);
285         kfree(mr);
286         return 0;
287 }
288
289 /*
290  * Allocate a memory region usable with the
291  * IB_WR_FAST_REG_MR send work request.
292  *
293  * Return the memory region on success, otherwise return an errno.
294  */
295 struct ib_mr *qib_alloc_fast_reg_mr(struct ib_pd *pd, int max_page_list_len)
296 {
297         struct qib_mr *mr;
298
299         mr = alloc_mr(max_page_list_len, &to_idev(pd->device)->lk_table);
300         if (mr == NULL)
301                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
302
303         mr->mr.pd = pd;
304         mr->mr.user_base = 0;
305         mr->mr.iova = 0;
306         mr->mr.length = 0;
307         mr->mr.offset = 0;
308         mr->mr.access_flags = 0;
309         mr->umem = NULL;
310
311         return &mr->ibmr;
312 }
313
314 struct ib_fast_reg_page_list *
315 qib_alloc_fast_reg_page_list(struct ib_device *ibdev, int page_list_len)
316 {
317         unsigned size = page_list_len * sizeof(u64);
318         struct ib_fast_reg_page_list *pl;
319
320         if (size > PAGE_SIZE)
321                 return ERR_PTR(-EINVAL);
322
323         pl = kmalloc(sizeof *pl, GFP_KERNEL);
324         if (!pl)
325                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
326
327         pl->page_list = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
328         if (!pl->page_list)
329                 goto err_free;
330
331         return pl;
332
333 err_free:
334         kfree(pl);
335         return ERR_PTR(-ENOMEM);
336 }
337
338 void qib_free_fast_reg_page_list(struct ib_fast_reg_page_list *pl)
339 {
340         kfree(pl->page_list);
341         kfree(pl);
342 }
343
344 /**
345  * qib_alloc_fmr - allocate a fast memory region
346  * @pd: the protection domain for this memory region
347  * @mr_access_flags: access flags for this memory region
348  * @fmr_attr: fast memory region attributes
349  *
350  * Returns the memory region on success, otherwise returns an errno.
351  */
352 struct ib_fmr *qib_alloc_fmr(struct ib_pd *pd, int mr_access_flags,
353                              struct ib_fmr_attr *fmr_attr)
354 {
355         struct qib_fmr *fmr;
356         int m, i = 0;
357         struct ib_fmr *ret;
358
359         /* Allocate struct plus pointers to first level page tables. */
360         m = (fmr_attr->max_pages + QIB_SEGSZ - 1) / QIB_SEGSZ;
361         fmr = kmalloc(sizeof *fmr + m * sizeof fmr->mr.map[0], GFP_KERNEL);
362         if (!fmr)
363                 goto bail;
364
365         /* Allocate first level page tables. */
366         for (; i < m; i++) {
367                 fmr->mr.map[i] = kmalloc(sizeof *fmr->mr.map[0],
368                                          GFP_KERNEL);
369                 if (!fmr->mr.map[i])
370                         goto bail;
371         }
372         fmr->mr.mapsz = m;
373
374         /*
375          * ib_alloc_fmr() will initialize fmr->ibfmr except for lkey &
376          * rkey.
377          */
378         if (!qib_alloc_lkey(&to_idev(pd->device)->lk_table, &fmr->mr))
379                 goto bail;
380         fmr->ibfmr.rkey = fmr->mr.lkey;
381         fmr->ibfmr.lkey = fmr->mr.lkey;
382         /*
383          * Resources are allocated but no valid mapping (RKEY can't be
384          * used).
385          */
386         fmr->mr.pd = pd;
387         fmr->mr.user_base = 0;
388         fmr->mr.iova = 0;
389         fmr->mr.length = 0;
390         fmr->mr.offset = 0;
391         fmr->mr.access_flags = mr_access_flags;
392         fmr->mr.max_segs = fmr_attr->max_pages;
393         fmr->page_shift = fmr_attr->page_shift;
394
395         atomic_set(&fmr->mr.refcount, 0);
396         ret = &fmr->ibfmr;
397         goto done;
398
399 bail:
400         while (i)
401                 kfree(fmr->mr.map[--i]);
402         kfree(fmr);
403         ret = ERR_PTR(-ENOMEM);
404
405 done:
406         return ret;
407 }
408
409 /**
410  * qib_map_phys_fmr - set up a fast memory region
411  * @ibmfr: the fast memory region to set up
412  * @page_list: the list of pages to associate with the fast memory region
413  * @list_len: the number of pages to associate with the fast memory region
414  * @iova: the virtual address of the start of the fast memory region
415  *
416  * This may be called from interrupt context.
417  */
418
419 int qib_map_phys_fmr(struct ib_fmr *ibfmr, u64 *page_list,
420                      int list_len, u64 iova)
421 {
422         struct qib_fmr *fmr = to_ifmr(ibfmr);
423         struct qib_lkey_table *rkt;
424         unsigned long flags;
425         int m, n, i;
426         u32 ps;
427         int ret;
428
429         if (atomic_read(&fmr->mr.refcount))
430                 return -EBUSY;
431
432         if (list_len > fmr->mr.max_segs) {
433                 ret = -EINVAL;
434                 goto bail;
435         }
436         rkt = &to_idev(ibfmr->device)->lk_table;
437         spin_lock_irqsave(&rkt->lock, flags);
438         fmr->mr.user_base = iova;
439         fmr->mr.iova = iova;
440         ps = 1 << fmr->page_shift;
441         fmr->mr.length = list_len * ps;
442         m = 0;
443         n = 0;
444         for (i = 0; i < list_len; i++) {
445                 fmr->mr.map[m]->segs[n].vaddr = (void *) page_list[i];
446                 fmr->mr.map[m]->segs[n].length = ps;
447                 if (++n == QIB_SEGSZ) {
448                         m++;
449                         n = 0;
450                 }
451         }
452         spin_unlock_irqrestore(&rkt->lock, flags);
453         ret = 0;
454
455 bail:
456         return ret;
457 }
458
459 /**
460  * qib_unmap_fmr - unmap fast memory regions
461  * @fmr_list: the list of fast memory regions to unmap
462  *
463  * Returns 0 on success.
464  */
465 int qib_unmap_fmr(struct list_head *fmr_list)
466 {
467         struct qib_fmr *fmr;
468         struct qib_lkey_table *rkt;
469         unsigned long flags;
470
471         list_for_each_entry(fmr, fmr_list, ibfmr.list) {
472                 rkt = &to_idev(fmr->ibfmr.device)->lk_table;
473                 spin_lock_irqsave(&rkt->lock, flags);
474                 fmr->mr.user_base = 0;
475                 fmr->mr.iova = 0;
476                 fmr->mr.length = 0;
477                 spin_unlock_irqrestore(&rkt->lock, flags);
478         }
479         return 0;
480 }
481
482 /**
483  * qib_dealloc_fmr - deallocate a fast memory region
484  * @ibfmr: the fast memory region to deallocate
485  *
486  * Returns 0 on success.
487  */
488 int qib_dealloc_fmr(struct ib_fmr *ibfmr)
489 {
490         struct qib_fmr *fmr = to_ifmr(ibfmr);
491         int ret;
492         int i;
493
494         ret = qib_free_lkey(to_idev(ibfmr->device), &fmr->mr);
495         if (ret)
496                 return ret;
497
498         i = fmr->mr.mapsz;
499         while (i)
500                 kfree(fmr->mr.map[--i]);
501         kfree(fmr);
502         return 0;
503 }