Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/roland...
[linux-2.6.git] / 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                 m = 1 << (buddy->max_order - o);
84                 seg = find_first_bit(buddy->bits[o], m);
85                 if (seg < m)
86                         goto found;
87         }
88
89         spin_unlock(&buddy->lock);
90         return -1;
91
92  found:
93         clear_bit(seg, buddy->bits[o]);
94
95         while (o > order) {
96                 --o;
97                 seg <<= 1;
98                 set_bit(seg ^ 1, buddy->bits[o]);
99         }
100
101         spin_unlock(&buddy->lock);
102
103         seg <<= order;
104
105         return seg;
106 }
107
108 static void mlx4_buddy_free(struct mlx4_buddy *buddy, u32 seg, int order)
109 {
110         seg >>= order;
111
112         spin_lock(&buddy->lock);
113
114         while (test_bit(seg ^ 1, buddy->bits[order])) {
115                 clear_bit(seg ^ 1, buddy->bits[order]);
116                 seg >>= 1;
117                 ++order;
118         }
119
120         set_bit(seg, buddy->bits[order]);
121
122         spin_unlock(&buddy->lock);
123 }
124
125 static int mlx4_buddy_init(struct mlx4_buddy *buddy, int max_order)
126 {
127         int i, s;
128
129         buddy->max_order = max_order;
130         spin_lock_init(&buddy->lock);
131
132         buddy->bits = kzalloc((buddy->max_order + 1) * sizeof (long *),
133                               GFP_KERNEL);
134         if (!buddy->bits)
135                 goto err_out;
136
137         for (i = 0; i <= buddy->max_order; ++i) {
138                 s = BITS_TO_LONGS(1 << (buddy->max_order - i));
139                 buddy->bits[i] = kmalloc(s * sizeof (long), GFP_KERNEL);
140                 if (!buddy->bits[i])
141                         goto err_out_free;
142                 bitmap_zero(buddy->bits[i], 1 << (buddy->max_order - i));
143         }
144
145         set_bit(0, buddy->bits[buddy->max_order]);
146
147         return 0;
148
149 err_out_free:
150         for (i = 0; i <= buddy->max_order; ++i)
151                 kfree(buddy->bits[i]);
152
153         kfree(buddy->bits);
154
155 err_out:
156         return -ENOMEM;
157 }
158
159 static void mlx4_buddy_cleanup(struct mlx4_buddy *buddy)
160 {
161         int i;
162
163         for (i = 0; i <= buddy->max_order; ++i)
164                 kfree(buddy->bits[i]);
165
166         kfree(buddy->bits);
167 }
168
169 static u32 mlx4_alloc_mtt_range(struct mlx4_dev *dev, int order)
170 {
171         struct mlx4_mr_table *mr_table = &mlx4_priv(dev)->mr_table;
172         u32 seg;
173
174         seg = mlx4_buddy_alloc(&mr_table->mtt_buddy, order);
175         if (seg == -1)
176                 return -1;
177
178         if (mlx4_table_get_range(dev, &mr_table->mtt_table, seg,
179                                  seg + (1 << order) - 1)) {
180                 mlx4_buddy_free(&mr_table->mtt_buddy, seg, order);
181                 return -1;
182         }
183
184         return seg;
185 }
186
187 int mlx4_mtt_init(struct mlx4_dev *dev, int npages, int page_shift,
188                   struct mlx4_mtt *mtt)
189 {
190         int i;
191
192         if (!npages) {
193                 mtt->order      = -1;
194                 mtt->page_shift = MLX4_ICM_PAGE_SHIFT;
195                 return 0;
196         } else
197                 mtt->page_shift = page_shift;
198
199         for (mtt->order = 0, i = MLX4_MTT_ENTRY_PER_SEG; i < npages; i <<= 1)
200                 ++mtt->order;
201
202         mtt->first_seg = mlx4_alloc_mtt_range(dev, mtt->order);
203         if (mtt->first_seg == -1)
204                 return -ENOMEM;
205
206         return 0;
207 }
208 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_mtt_init);
209
210 void mlx4_mtt_cleanup(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_mtt *mtt)
211 {
212         struct mlx4_mr_table *mr_table = &mlx4_priv(dev)->mr_table;
213
214         if (mtt->order < 0)
215                 return;
216
217         mlx4_buddy_free(&mr_table->mtt_buddy, mtt->first_seg, mtt->order);
218         mlx4_table_put_range(dev, &mr_table->mtt_table, mtt->first_seg,
219                              mtt->first_seg + (1 << mtt->order) - 1);
220 }
221 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_mtt_cleanup);
222
223 u64 mlx4_mtt_addr(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_mtt *mtt)
224 {
225         return (u64) mtt->first_seg * dev->caps.mtt_entry_sz;
226 }
227 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_mtt_addr);
228
229 static u32 hw_index_to_key(u32 ind)
230 {
231         return (ind >> 24) | (ind << 8);
232 }
233
234 static u32 key_to_hw_index(u32 key)
235 {
236         return (key << 24) | (key >> 8);
237 }
238
239 static int mlx4_SW2HW_MPT(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_cmd_mailbox *mailbox,
240                           int mpt_index)
241 {
242         return mlx4_cmd(dev, mailbox->dma, mpt_index, 0, MLX4_CMD_SW2HW_MPT,
243                         MLX4_CMD_TIME_CLASS_B);
244 }
245
246 static int mlx4_HW2SW_MPT(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_cmd_mailbox *mailbox,
247                           int mpt_index)
248 {
249         return mlx4_cmd_box(dev, 0, mailbox ? mailbox->dma : 0, mpt_index,
250                             !mailbox, MLX4_CMD_HW2SW_MPT, MLX4_CMD_TIME_CLASS_B);
251 }
252
253 int mlx4_mr_alloc(struct mlx4_dev *dev, u32 pd, u64 iova, u64 size, u32 access,
254                   int npages, int page_shift, struct mlx4_mr *mr)
255 {
256         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
257         u32 index;
258         int err;
259
260         index = mlx4_bitmap_alloc(&priv->mr_table.mpt_bitmap);
261         if (index == -1)
262                 return -ENOMEM;
263
264         mr->iova       = iova;
265         mr->size       = size;
266         mr->pd         = pd;
267         mr->access     = access;
268         mr->enabled    = 0;
269         mr->key        = hw_index_to_key(index);
270
271         err = mlx4_mtt_init(dev, npages, page_shift, &mr->mtt);
272         if (err)
273                 mlx4_bitmap_free(&priv->mr_table.mpt_bitmap, index);
274
275         return err;
276 }
277 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_mr_alloc);
278
279 void mlx4_mr_free(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_mr *mr)
280 {
281         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
282         int err;
283
284         if (mr->enabled) {
285                 err = mlx4_HW2SW_MPT(dev, NULL,
286                                      key_to_hw_index(mr->key) &
287                                      (dev->caps.num_mpts - 1));
288                 if (err)
289                         mlx4_warn(dev, "HW2SW_MPT failed (%d)\n", err);
290         }
291
292         mlx4_mtt_cleanup(dev, &mr->mtt);
293         mlx4_bitmap_free(&priv->mr_table.mpt_bitmap, key_to_hw_index(mr->key));
294 }
295 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_mr_free);
296
297 int mlx4_mr_enable(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_mr *mr)
298 {
299         struct mlx4_mr_table *mr_table = &mlx4_priv(dev)->mr_table;
300         struct mlx4_cmd_mailbox *mailbox;
301         struct mlx4_mpt_entry *mpt_entry;
302         int err;
303
304         err = mlx4_table_get(dev, &mr_table->dmpt_table, key_to_hw_index(mr->key));
305         if (err)
306                 return err;
307
308         mailbox = mlx4_alloc_cmd_mailbox(dev);
309         if (IS_ERR(mailbox)) {
310                 err = PTR_ERR(mailbox);
311                 goto err_table;
312         }
313         mpt_entry = mailbox->buf;
314
315         memset(mpt_entry, 0, sizeof *mpt_entry);
316
317         mpt_entry->flags = cpu_to_be32(MLX4_MPT_FLAG_SW_OWNS     |
318                                        MLX4_MPT_FLAG_MIO         |
319                                        MLX4_MPT_FLAG_REGION      |
320                                        mr->access);
321
322         mpt_entry->key         = cpu_to_be32(key_to_hw_index(mr->key));
323         mpt_entry->pd          = cpu_to_be32(mr->pd);
324         mpt_entry->start       = cpu_to_be64(mr->iova);
325         mpt_entry->length      = cpu_to_be64(mr->size);
326         mpt_entry->entity_size = cpu_to_be32(mr->mtt.page_shift);
327         if (mr->mtt.order < 0) {
328                 mpt_entry->flags |= cpu_to_be32(MLX4_MPT_FLAG_PHYSICAL);
329                 mpt_entry->mtt_seg = 0;
330         } else
331                 mpt_entry->mtt_seg = cpu_to_be64(mlx4_mtt_addr(dev, &mr->mtt));
332
333         err = mlx4_SW2HW_MPT(dev, mailbox,
334                              key_to_hw_index(mr->key) & (dev->caps.num_mpts - 1));
335         if (err) {
336                 mlx4_warn(dev, "SW2HW_MPT failed (%d)\n", err);
337                 goto err_cmd;
338         }
339
340         mr->enabled = 1;
341
342         mlx4_free_cmd_mailbox(dev, mailbox);
343
344         return 0;
345
346 err_cmd:
347         mlx4_free_cmd_mailbox(dev, mailbox);
348
349 err_table:
350         mlx4_table_put(dev, &mr_table->dmpt_table, key_to_hw_index(mr->key));
351         return err;
352 }
353 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_mr_enable);
354
355 static int mlx4_write_mtt_chunk(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_mtt *mtt,
356                                 int start_index, int npages, u64 *page_list)
357 {
358         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
359         __be64 *mtts;
360         dma_addr_t dma_handle;
361         int i;
362         int s = start_index * sizeof (u64);
363
364         /* All MTTs must fit in the same page */
365         if (start_index / (PAGE_SIZE / sizeof (u64)) !=
366             (start_index + npages - 1) / (PAGE_SIZE / sizeof (u64)))
367                 return -EINVAL;
368
369         if (start_index & (MLX4_MTT_ENTRY_PER_SEG - 1))
370                 return -EINVAL;
371
372         mtts = mlx4_table_find(&priv->mr_table.mtt_table, mtt->first_seg +
373                                 s / dev->caps.mtt_entry_sz, &dma_handle);
374         if (!mtts)
375                 return -ENOMEM;
376
377         for (i = 0; i < npages; ++i)
378                 mtts[i] = cpu_to_be64(page_list[i] | MLX4_MTT_FLAG_PRESENT);
379
380         dma_sync_single(&dev->pdev->dev, dma_handle, npages * sizeof (u64), DMA_TO_DEVICE);
381
382         return 0;
383 }
384
385 int mlx4_write_mtt(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_mtt *mtt,
386                    int start_index, int npages, u64 *page_list)
387 {
388         int chunk;
389         int err;
390
391         if (mtt->order < 0)
392                 return -EINVAL;
393
394         while (npages > 0) {
395                 chunk = min_t(int, PAGE_SIZE / sizeof(u64), npages);
396                 err = mlx4_write_mtt_chunk(dev, mtt, start_index, chunk, page_list);
397                 if (err)
398                         return err;
399
400                 npages      -= chunk;
401                 start_index += chunk;
402                 page_list   += chunk;
403         }
404
405         return 0;
406 }
407 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_write_mtt);
408
409 int mlx4_buf_write_mtt(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_mtt *mtt,
410                        struct mlx4_buf *buf)
411 {
412         u64 *page_list;
413         int err;
414         int i;
415
416         page_list = kmalloc(buf->npages * sizeof *page_list, GFP_KERNEL);
417         if (!page_list)
418                 return -ENOMEM;
419
420         for (i = 0; i < buf->npages; ++i)
421                 if (buf->nbufs == 1)
422                         page_list[i] = buf->direct.map + (i << buf->page_shift);
423                 else
424                         page_list[i] = buf->page_list[i].map;
425
426         err = mlx4_write_mtt(dev, mtt, 0, buf->npages, page_list);
427
428         kfree(page_list);
429         return err;
430 }
431 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_buf_write_mtt);
432
433 int mlx4_init_mr_table(struct mlx4_dev *dev)
434 {
435         struct mlx4_mr_table *mr_table = &mlx4_priv(dev)->mr_table;
436         int err;
437
438         err = mlx4_bitmap_init(&mr_table->mpt_bitmap, dev->caps.num_mpts,
439                                ~0, dev->caps.reserved_mrws);
440         if (err)
441                 return err;
442
443         err = mlx4_buddy_init(&mr_table->mtt_buddy,
444                               ilog2(dev->caps.num_mtt_segs));
445         if (err)
446                 goto err_buddy;
447
448         if (dev->caps.reserved_mtts) {
449                 if (mlx4_alloc_mtt_range(dev, fls(dev->caps.reserved_mtts - 1)) == -1) {
450                         mlx4_warn(dev, "MTT table of order %d is too small.\n",
451                                   mr_table->mtt_buddy.max_order);
452                         err = -ENOMEM;
453                         goto err_reserve_mtts;
454                 }
455         }
456
457         return 0;
458
459 err_reserve_mtts:
460         mlx4_buddy_cleanup(&mr_table->mtt_buddy);
461
462 err_buddy:
463         mlx4_bitmap_cleanup(&mr_table->mpt_bitmap);
464
465         return err;
466 }
467
468 void mlx4_cleanup_mr_table(struct mlx4_dev *dev)
469 {
470         struct mlx4_mr_table *mr_table = &mlx4_priv(dev)->mr_table;
471
472         mlx4_buddy_cleanup(&mr_table->mtt_buddy);
473         mlx4_bitmap_cleanup(&mr_table->mpt_bitmap);
474 }
475
476 static inline int mlx4_check_fmr(struct mlx4_fmr *fmr, u64 *page_list,
477                                   int npages, u64 iova)
478 {
479         int i, page_mask;
480
481         if (npages > fmr->max_pages)
482                 return -EINVAL;
483
484         page_mask = (1 << fmr->page_shift) - 1;
485
486         /* We are getting page lists, so va must be page aligned. */
487         if (iova & page_mask)
488                 return -EINVAL;
489
490         /* Trust the user not to pass misaligned data in page_list */
491         if (0)
492                 for (i = 0; i < npages; ++i) {
493                         if (page_list[i] & ~page_mask)
494                                 return -EINVAL;
495                 }
496
497         if (fmr->maps >= fmr->max_maps)
498                 return -EINVAL;
499
500         return 0;
501 }
502
503 int mlx4_map_phys_fmr(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_fmr *fmr, u64 *page_list,
504                       int npages, u64 iova, u32 *lkey, u32 *rkey)
505 {
506         u32 key;
507         int i, err;
508
509         err = mlx4_check_fmr(fmr, page_list, npages, iova);
510         if (err)
511                 return err;
512
513         ++fmr->maps;
514
515         key = key_to_hw_index(fmr->mr.key);
516         key += dev->caps.num_mpts;
517         *lkey = *rkey = fmr->mr.key = hw_index_to_key(key);
518
519         *(u8 *) fmr->mpt = MLX4_MPT_STATUS_SW;
520
521         /* Make sure MPT status is visible before writing MTT entries */
522         wmb();
523
524         for (i = 0; i < npages; ++i)
525                 fmr->mtts[i] = cpu_to_be64(page_list[i] | MLX4_MTT_FLAG_PRESENT);
526
527         dma_sync_single(&dev->pdev->dev, fmr->dma_handle,
528                         npages * sizeof(u64), DMA_TO_DEVICE);
529
530         fmr->mpt->key    = cpu_to_be32(key);
531         fmr->mpt->lkey   = cpu_to_be32(key);
532         fmr->mpt->length = cpu_to_be64(npages * (1ull << fmr->page_shift));
533         fmr->mpt->start  = cpu_to_be64(iova);
534
535         /* Make MTT entries are visible before setting MPT status */
536         wmb();
537
538         *(u8 *) fmr->mpt = MLX4_MPT_STATUS_HW;
539
540         /* Make sure MPT status is visible before consumer can use FMR */
541         wmb();
542
543         return 0;
544 }
545 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_map_phys_fmr);
546
547 int mlx4_fmr_alloc(struct mlx4_dev *dev, u32 pd, u32 access, int max_pages,
548                    int max_maps, u8 page_shift, struct mlx4_fmr *fmr)
549 {
550         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
551         u64 mtt_seg;
552         int err = -ENOMEM;
553
554         if (page_shift < (ffs(dev->caps.page_size_cap) - 1) || page_shift >= 32)
555                 return -EINVAL;
556
557         /* All MTTs must fit in the same page */
558         if (max_pages * sizeof *fmr->mtts > PAGE_SIZE)
559                 return -EINVAL;
560
561         fmr->page_shift = page_shift;
562         fmr->max_pages  = max_pages;
563         fmr->max_maps   = max_maps;
564         fmr->maps = 0;
565
566         err = mlx4_mr_alloc(dev, pd, 0, 0, access, max_pages,
567                             page_shift, &fmr->mr);
568         if (err)
569                 return err;
570
571         mtt_seg = fmr->mr.mtt.first_seg * dev->caps.mtt_entry_sz;
572
573         fmr->mtts = mlx4_table_find(&priv->mr_table.mtt_table,
574                                     fmr->mr.mtt.first_seg,
575                                     &fmr->dma_handle);
576         if (!fmr->mtts) {
577                 err = -ENOMEM;
578                 goto err_free;
579         }
580
581         return 0;
582
583 err_free:
584         mlx4_mr_free(dev, &fmr->mr);
585         return err;
586 }
587 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_fmr_alloc);
588
589 int mlx4_fmr_enable(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_fmr *fmr)
590 {
591         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
592         int err;
593
594         err = mlx4_mr_enable(dev, &fmr->mr);
595         if (err)
596                 return err;
597
598         fmr->mpt = mlx4_table_find(&priv->mr_table.dmpt_table,
599                                     key_to_hw_index(fmr->mr.key), NULL);
600         if (!fmr->mpt)
601                 return -ENOMEM;
602
603         return 0;
604 }
605 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_fmr_enable);
606
607 void mlx4_fmr_unmap(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_fmr *fmr,
608                     u32 *lkey, u32 *rkey)
609 {
610         if (!fmr->maps)
611                 return;
612
613         fmr->maps = 0;
614
615         *(u8 *) fmr->mpt = MLX4_MPT_STATUS_SW;
616 }
617 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_fmr_unmap);
618
619 int mlx4_fmr_free(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_fmr *fmr)
620 {
621         if (fmr->maps)
622                 return -EBUSY;
623
624         fmr->mr.enabled = 0;
625         mlx4_mr_free(dev, &fmr->mr);
626
627         return 0;
628 }
629 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_fmr_free);
630
631 int mlx4_SYNC_TPT(struct mlx4_dev *dev)
632 {
633         return mlx4_cmd(dev, 0, 0, 0, MLX4_CMD_SYNC_TPT, 1000);
634 }
635 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_SYNC_TPT);