Quelle  libcxgb_ppm.c   Sprache: C

/*
 * libcxgb_ppm.c: Chelsio common library for T3/T4/T5 iSCSI PagePod Manager
 *
 * Copyright (c) 2016 Chelsio Communications, Inc. 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
 * General Public License (GPL) Version 2, available from the file
 * COPYING in the main directory of this source tree, or the
 * OpenIB.org BSD license below:
 *
 *     Redistribution and use in source and binary forms, with or
 *     without modification, are permitted provided that the following
 *     conditions are met:
 *
 *      - Redistributions of source code must retain the above
 *        copyright notice, this list of conditions and the following
 *        disclaimer.
 *
 *      - Redistributions in binary form must reproduce the above
 *        copyright notice, this list of conditions and the following
 *        disclaimer in the documentation and/or other materials
 *        provided with the distribution.
 *
 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
 * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
 * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
 * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
 * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
 * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
 * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
 * SOFTWARE.
 *
 * Written by: Karen Xie (kxie@chelsio.com)
 */

#define DRV_NAME "libcxgb"
#define pr_fmt(fmt) DRV_NAME ": " fmt

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/debugfs.h>
#include <linux/export.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/skbuff.h>
#include <linux/pci.h>
#include <linux/scatterlist.h>

#include "libcxgb_ppm.h"

/* Direct Data Placement -
 * Directly place the iSCSI Data-In or Data-Out PDU's payload into
 * pre-posted final destination host-memory buffers based on the
 * Initiator Task Tag (ITT) in Data-In or Target Task Tag (TTT)
 * in Data-Out PDUs. The host memory address is programmed into
 * h/w in the format of pagepod entries. The location of the
 * pagepod entry is encoded into ddp tag which is used as the base
 * for ITT/TTT.
 */

/* Direct-Data Placement page size adjustment
 */
int cxgbi_ppm_find_page_index(struct cxgbi_ppm *ppm, unsigned long pgsz)
{
 struct cxgbi_tag_format *tformat = &ppm->tformat;
 int i;

 for (i = 0; i < DDP_PGIDX_MAX; i++) {
  if (pgsz == 1UL << (DDP_PGSZ_BASE_SHIFT +
      tformat->pgsz_order[i])) {
   pr_debug("%s: %s ppm, pgsz %lu -> idx %d.\n",
     __func__, ppm->ndev->name, pgsz, i);
   return i;
  }
 }
 pr_info("ippm: ddp page size %lu not supported.\n", pgsz);
 return DDP_PGIDX_MAX;
}

/* DDP setup & teardown
 */
static int ppm_find_unused_entries(unsigned long *bmap,
       unsigned int max_ppods,
       unsigned int start,
       unsigned int nr,
       unsigned int align_mask)
{
 unsigned long i;

 i = bitmap_find_next_zero_area(bmap, max_ppods, start, nr, align_mask);

 if (unlikely(i >= max_ppods) && (start > nr))
  i = bitmap_find_next_zero_area(bmap, max_ppods, 0, start - 1,
            align_mask);
 if (unlikely(i >= max_ppods))
  return -ENOSPC;

 bitmap_set(bmap, i, nr);
 return (int)i;
}

static void ppm_mark_entries(struct cxgbi_ppm *ppm, int i, int count,
        unsigned long caller_data)
{
 struct cxgbi_ppod_data *pdata = ppm->ppod_data + i;

 pdata->caller_data = caller_data;
 pdata->npods = count;

 if (pdata->color == ((1 << PPOD_IDX_SHIFT) - 1))
  pdata->color = 0;
 else
  pdata->color++;
}

static int ppm_get_cpu_entries(struct cxgbi_ppm *ppm, unsigned int count,
          unsigned long caller_data)
{
 struct cxgbi_ppm_pool *pool;
 unsigned int cpu;
 int i;

 if (!ppm->pool)
  return -EINVAL;

 cpu = get_cpu();
 pool = per_cpu_ptr(ppm->pool, cpu);
 spin_lock_bh(&pool->lock);
 put_cpu();

 i = ppm_find_unused_entries(pool->bmap, ppm->pool_index_max,
        pool->next, count, 0);
 if (i < 0) {
  pool->next = 0;
  spin_unlock_bh(&pool->lock);
  return -ENOSPC;
 }

 pool->next = i + count;
 if (pool->next >= ppm->pool_index_max)
  pool->next = 0;

 spin_unlock_bh(&pool->lock);

 pr_debug("%s: cpu %u, idx %d + %d (%d), next %u.\n",
   __func__, cpu, i, count, i + cpu * ppm->pool_index_max,
  pool->next);

 i += cpu * ppm->pool_index_max;
 ppm_mark_entries(ppm, i, count, caller_data);

 return i;
}

static int ppm_get_entries(struct cxgbi_ppm *ppm, unsigned int count,
      unsigned long caller_data)
{
 int i;

 spin_lock_bh(&ppm->map_lock);
 i = ppm_find_unused_entries(ppm->ppod_bmap, ppm->bmap_index_max,
        ppm->next, count, 0);
 if (i < 0) {
  ppm->next = 0;
  spin_unlock_bh(&ppm->map_lock);
  pr_debug("ippm: NO suitable entries %u available.\n",
    count);
  return -ENOSPC;
 }

 ppm->next = i + count;
 if (ppm->max_index_in_edram && (ppm->next >= ppm->max_index_in_edram))
  ppm->next = 0;
 else if (ppm->next >= ppm->bmap_index_max)
  ppm->next = 0;

 spin_unlock_bh(&ppm->map_lock);

 pr_debug("%s: idx %d + %d (%d), next %u, caller_data 0x%lx.\n",
   __func__, i, count, i + ppm->pool_rsvd, ppm->next,
   caller_data);

 i += ppm->pool_rsvd;
 ppm_mark_entries(ppm, i, count, caller_data);

 return i;
}

static void ppm_unmark_entries(struct cxgbi_ppm *ppm, int i, int count)
{
 pr_debug("%s: idx %d + %d.\n", __func__, i, count);

 if (i < ppm->pool_rsvd) {
  unsigned int cpu;
  struct cxgbi_ppm_pool *pool;

  cpu = i / ppm->pool_index_max;
  i %= ppm->pool_index_max;

  pool = per_cpu_ptr(ppm->pool, cpu);
  spin_lock_bh(&pool->lock);
  bitmap_clear(pool->bmap, i, count);

  if (i < pool->next)
   pool->next = i;
  spin_unlock_bh(&pool->lock);

  pr_debug("%s: cpu %u, idx %d, next %u.\n",
    __func__, cpu, i, pool->next);
 } else {
  spin_lock_bh(&ppm->map_lock);

  i -= ppm->pool_rsvd;
  bitmap_clear(ppm->ppod_bmap, i, count);

  if (i < ppm->next)
   ppm->next = i;
  spin_unlock_bh(&ppm->map_lock);

  pr_debug("%s: idx %d, next %u.\n", __func__, i, ppm->next);
 }
}

void cxgbi_ppm_ppod_release(struct cxgbi_ppm *ppm, u32 idx)
{
 struct cxgbi_ppod_data *pdata;

 if (idx >= ppm->ppmax) {
  pr_warn("ippm: idx too big %u > %u.\n", idx, ppm->ppmax);
  return;
 }

 pdata = ppm->ppod_data + idx;
 if (!pdata->npods) {
  pr_warn("ippm: idx %u, npods 0.\n", idx);
  return;
 }

 pr_debug("release idx %u, npods %u.\n", idx, pdata->npods);
 ppm_unmark_entries(ppm, idx, pdata->npods);
}
EXPORT_SYMBOL(cxgbi_ppm_ppod_release);

int cxgbi_ppm_ppods_reserve(struct cxgbi_ppm *ppm, unsigned short nr_pages,
       u32 per_tag_pg_idx, u32 *ppod_idx,
       u32 *ddp_tag, unsigned long caller_data)
{
 struct cxgbi_ppod_data *pdata;
 unsigned int npods;
 int idx = -1;
 unsigned int hwidx;
 u32 tag;

 npods = (nr_pages + PPOD_PAGES_MAX - 1) >> PPOD_PAGES_SHIFT;
 if (!npods) {
  pr_warn("%s: pages %u -> npods %u, full.\n",
   __func__, nr_pages, npods);
  return -EINVAL;
 }

 /* grab from cpu pool first */
 idx = ppm_get_cpu_entries(ppm, npods, caller_data);
 /* try the general pool */
 if (idx < 0)
  idx = ppm_get_entries(ppm, npods, caller_data);
 if (idx < 0) {
  pr_debug("ippm: pages %u, nospc %u, nxt %u, 0x%lx.\n",
    nr_pages, npods, ppm->next, caller_data);
  return idx;
 }

 pdata = ppm->ppod_data + idx;
 hwidx = ppm->base_idx + idx;

 tag = cxgbi_ppm_make_ddp_tag(hwidx, pdata->color);

 if (per_tag_pg_idx)
  tag |= (per_tag_pg_idx << 30) & 0xC0000000;

 *ppod_idx = idx;
 *ddp_tag = tag;

 pr_debug("ippm: sg %u, tag 0x%x(%u,%u), data 0x%lx.\n",
   nr_pages, tag, idx, npods, caller_data);

 return npods;
}
EXPORT_SYMBOL(cxgbi_ppm_ppods_reserve);

void cxgbi_ppm_make_ppod_hdr(struct cxgbi_ppm *ppm, u32 tag,
        unsigned int tid, unsigned int offset,
        unsigned int length,
        struct cxgbi_pagepod_hdr *hdr)
{
 /* The ddp tag in pagepod should be with bit 31:30 set to 0.
 * The ddp Tag on the wire should be with non-zero 31:30 to the peer
 */
 tag &= 0x3FFFFFFF;

 hdr->vld_tid = htonl(PPOD_VALID_FLAG | PPOD_TID(tid));

 hdr->rsvd = 0;
 hdr->pgsz_tag_clr = htonl(tag & ppm->tformat.idx_clr_mask);
 hdr->max_offset = htonl(length);
 hdr->page_offset = htonl(offset);

 pr_debug("ippm: tag 0x%x, tid 0x%x, xfer %u, off %u.\n",
   tag, tid, length, offset);
}
EXPORT_SYMBOL(cxgbi_ppm_make_ppod_hdr);

static void ppm_free(struct cxgbi_ppm *ppm)
{
 vfree(ppm);
}

static void ppm_destroy(struct kref *kref)
{
 struct cxgbi_ppm *ppm = container_of(kref,
          struct cxgbi_ppm,
          refcnt);
 pr_info("ippm: kref 0, destroy %s ppm 0x%p.\n",
  ppm->ndev->name, ppm);

 *ppm->ppm_pp = NULL;

 free_percpu(ppm->pool);
 ppm_free(ppm);
}

int cxgbi_ppm_release(struct cxgbi_ppm *ppm)
{
 if (ppm) {
  int rv;

  rv = kref_put(&ppm->refcnt, ppm_destroy);
  return rv;
 }
 return 1;
}
EXPORT_SYMBOL(cxgbi_ppm_release);

static struct cxgbi_ppm_pool __percpu *
ppm_alloc_cpu_pool(unsigned int *total, unsigned int *pcpu_ppmax)
{
 struct cxgbi_ppm_pool __percpu *pools;
 unsigned int ppmax = (*total) / num_possible_cpus();
 unsigned int max = (PCPU_MIN_UNIT_SIZE - sizeof(*pools)) << 3;
 unsigned int bmap;
 unsigned int alloc_sz;
 unsigned int count = 0;
 unsigned int cpu;

 /* make sure per cpu pool fits into PCPU_MIN_UNIT_SIZE */
 if (ppmax > max)
  ppmax = max;

 /* pool size must be multiple of unsigned long */
 bmap = ppmax / BITS_PER_TYPE(unsigned long);
 if (!bmap)
  return NULL;

 ppmax = (bmap * sizeof(unsigned long)) << 3;

 alloc_sz = sizeof(*pools) + sizeof(unsigned long) * bmap;
 pools = __alloc_percpu(alloc_sz, __alignof__(struct cxgbi_ppm_pool));

 if (!pools)
  return NULL;

 for_each_possible_cpu(cpu) {
  struct cxgbi_ppm_pool *ppool = per_cpu_ptr(pools, cpu);

  memset(ppool, 0, alloc_sz);
  spin_lock_init(&ppool->lock);
  count += ppmax;
 }

 *total = count;
 *pcpu_ppmax = ppmax;

 return pools;
}

int cxgbi_ppm_init(void **ppm_pp, struct net_device *ndev,
     struct pci_dev *pdev, void *lldev,
     struct cxgbi_tag_format *tformat, unsigned int iscsi_size,
     unsigned int llimit, unsigned int start,
     unsigned int reserve_factor, unsigned int iscsi_edram_start,
     unsigned int iscsi_edram_size)
{
 struct cxgbi_ppm *ppm = (struct cxgbi_ppm *)(*ppm_pp);
 struct cxgbi_ppm_pool __percpu *pool = NULL;
 unsigned int pool_index_max = 0;
 unsigned int ppmax_pool = 0;
 unsigned int ppod_bmap_size;
 unsigned int alloc_sz;
 unsigned int ppmax;

 if (!iscsi_edram_start)
  iscsi_edram_size = 0;

 if (iscsi_edram_size &&
     ((iscsi_edram_start + iscsi_edram_size) != start)) {
  pr_err("iscsi ppod region not contiguous: EDRAM start 0x%x "
   "size 0x%x DDR start 0x%x\n",
   iscsi_edram_start, iscsi_edram_size, start);
  return -EINVAL;
 }

 if (iscsi_edram_size) {
  reserve_factor = 0;
  start = iscsi_edram_start;
 }

 ppmax = (iscsi_edram_size + iscsi_size) >> PPOD_SIZE_SHIFT;

 if (ppm) {
  pr_info("ippm: %s, ppm 0x%p,0x%p already initialized, %u/%u.\n",
   ndev->name, ppm_pp, ppm, ppm->ppmax, ppmax);
  kref_get(&ppm->refcnt);
  return 1;
 }

 if (reserve_factor) {
  ppmax_pool = ppmax / reserve_factor;
  pool = ppm_alloc_cpu_pool(&ppmax_pool, &pool_index_max);
  if (!pool) {
   ppmax_pool = 0;
   reserve_factor = 0;
  }

  pr_debug("%s: ppmax %u, cpu total %u, per cpu %u.\n",
    ndev->name, ppmax, ppmax_pool, pool_index_max);
 }

 ppod_bmap_size = BITS_TO_LONGS(ppmax - ppmax_pool);
 alloc_sz = sizeof(struct cxgbi_ppm) +
   ppmax * (sizeof(struct cxgbi_ppod_data)) +
   ppod_bmap_size * sizeof(unsigned long);

 ppm = vzalloc(alloc_sz);
 if (!ppm)
  goto release_ppm_pool;

 ppm->ppod_bmap = (unsigned long *)(&ppm->ppod_data[ppmax]);

 if ((ppod_bmap_size >> 3) > (ppmax - ppmax_pool)) {
  unsigned int start = ppmax - ppmax_pool;
  unsigned int end = ppod_bmap_size >> 3;

  bitmap_set(ppm->ppod_bmap, ppmax, end - start);
  pr_info("%s: %u - %u < %u * 8, mask extra bits %u, %u.\n",
   __func__, ppmax, ppmax_pool, ppod_bmap_size, start,
   end);
 }
 if (iscsi_edram_size) {
  unsigned int first_ddr_idx =
    iscsi_edram_size >> PPOD_SIZE_SHIFT;

  ppm->max_index_in_edram = first_ddr_idx - 1;
  bitmap_set(ppm->ppod_bmap, first_ddr_idx, 1);
  pr_debug("reserved %u ppod in bitmap\n", first_ddr_idx);
 }

 spin_lock_init(&ppm->map_lock);
 kref_init(&ppm->refcnt);

 memcpy(&ppm->tformat, tformat, sizeof(struct cxgbi_tag_format));

 ppm->ppm_pp = ppm_pp;
 ppm->ndev = ndev;
 ppm->pdev = pdev;
 ppm->lldev = lldev;
 ppm->ppmax = ppmax;
 ppm->next = 0;
 ppm->llimit = llimit;
 ppm->base_idx = start > llimit ?
   (start - llimit + 1) >> PPOD_SIZE_SHIFT : 0;
 ppm->bmap_index_max = ppmax - ppmax_pool;

 ppm->pool = pool;
 ppm->pool_rsvd = ppmax_pool;
 ppm->pool_index_max = pool_index_max;

 /* check one more time */
 if (*ppm_pp) {
  ppm_free(ppm);
  ppm = (struct cxgbi_ppm *)(*ppm_pp);

  pr_info("ippm: %s, ppm 0x%p,0x%p already initialized, %u/%u.\n",
   ndev->name, ppm_pp, *ppm_pp, ppm->ppmax, ppmax);

  kref_get(&ppm->refcnt);
  return 1;
 }
 *ppm_pp = ppm;

 ppm->tformat.pgsz_idx_dflt = cxgbi_ppm_find_page_index(ppm, PAGE_SIZE);

 pr_info("ippm %s: ppm 0x%p, 0x%p, base %u/%u, pg %lu,%u, rsvd %u,%u.\n",
  ndev->name, ppm_pp, ppm, ppm->base_idx, ppm->ppmax, PAGE_SIZE,
  ppm->tformat.pgsz_idx_dflt, ppm->pool_rsvd,
  ppm->pool_index_max);

 return 0;

release_ppm_pool:
 free_percpu(pool);
 return -ENOMEM;
}
EXPORT_SYMBOL(cxgbi_ppm_init);

unsigned int cxgbi_tagmask_set(unsigned int ppmax)
{
 unsigned int bits = fls(ppmax);

 if (bits > PPOD_IDX_MAX_SIZE)
  bits = PPOD_IDX_MAX_SIZE;

 pr_info("ippm: ppmax %u/0x%x -> bits %u, tagmask 0x%x.\n",
  ppmax, ppmax, bits, 1 << (bits + PPOD_IDX_SHIFT));

 return 1 << (bits + PPOD_IDX_SHIFT);
}
EXPORT_SYMBOL(cxgbi_tagmask_set);

MODULE_AUTHOR("Chelsio Communications");
MODULE_DESCRIPTION("Chelsio common library");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");