hw/rdma/rdma_rm.c

   1 /*
   2  * QEMU paravirtual RDMA - Resource Manager Implementation
   3  *
   4  * Copyright (C) 2018 Oracle
   5  * Copyright (C) 2018 Red Hat Inc
   6  *
   7  * Authors:
   8  *     Yuval Shaia <[email protected]>
   9  *     Marcel Apfelbaum <[email protected]>
  10  *
  11  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or later.
  12  * See the COPYING file in the top-level directory.
  13  *
  14  */
  15
  16 #include "qemu/osdep.h"
  17 #include "qapi/error.h"
  18 #include "cpu.h"
  19
  20 #include "rdma_utils.h"
  21 #include "rdma_backend.h"
  22 #include "rdma_rm.h"
  23
  24 /* Page directory and page tables */
  25 #define PG_DIR_SZ { TARGET_PAGE_SIZE / sizeof(__u64) }
  26 #define PG_TBL_SZ { TARGET_PAGE_SIZE / sizeof(__u64) }
  27
  28 static inline void res_tbl_init(const char *name, RdmaRmResTbl *tbl,
  29                                 uint32_t tbl_sz, uint32_t res_sz)
  30 {
  31     tbl->tbl = g_malloc(tbl_sz * res_sz);
  32
  33     strncpy(tbl->name, name, MAX_RM_TBL_NAME);
  34     tbl->name[MAX_RM_TBL_NAME - 1] = 0;
  35
  36     tbl->bitmap = bitmap_new(tbl_sz);
  37     tbl->tbl_sz = tbl_sz;
  38     tbl->res_sz = res_sz;
  39     qemu_mutex_init(&tbl->lock);
  40 }
  41
  42 static inline void res_tbl_free(RdmaRmResTbl *tbl)
  43 {
  44     qemu_mutex_destroy(&tbl->lock);
  45     g_free(tbl->tbl);
  46     bitmap_zero_extend(tbl->bitmap, tbl->tbl_sz, 0);
  47 }
  48
  49 static inline void *res_tbl_get(RdmaRmResTbl *tbl, uint32_t handle)
  50 {
  51     pr_dbg("%s, handle=%d\n", tbl->name, handle);
  52
  53     if ((handle < tbl->tbl_sz) && (test_bit(handle, tbl->bitmap))) {
  54         return tbl->tbl + handle * tbl->res_sz;
  55     } else {
  56         pr_dbg("Invalid handle %d\n", handle);
  57         return NULL;
  58     }
  59 }
  60
  61 static inline void *res_tbl_alloc(RdmaRmResTbl *tbl, uint32_t *handle)
  62 {
  63     qemu_mutex_lock(&tbl->lock);
  64
  65     *handle = find_first_zero_bit(tbl->bitmap, tbl->tbl_sz);
  66     if (*handle > tbl->tbl_sz) {
  67         pr_dbg("Failed to alloc, bitmap is full\n");
  68         qemu_mutex_unlock(&tbl->lock);
  69         return NULL;
  70     }
  71
  72     set_bit(*handle, tbl->bitmap);
  73
  74     qemu_mutex_unlock(&tbl->lock);
  75
  76     memset(tbl->tbl + *handle * tbl->res_sz, 0, tbl->res_sz);
  77
  78     pr_dbg("%s, handle=%d\n", tbl->name, *handle);
  79
  80     return tbl->tbl + *handle * tbl->res_sz;
  81 }
  82
  83 static inline void res_tbl_dealloc(RdmaRmResTbl *tbl, uint32_t handle)
  84 {
  85     pr_dbg("%s, handle=%d\n", tbl->name, handle);
  86
  87     qemu_mutex_lock(&tbl->lock);
  88
  89     if (handle < tbl->tbl_sz) {
  90         clear_bit(handle, tbl->bitmap);
  91     }
  92
  93     qemu_mutex_unlock(&tbl->lock);
  94 }
  95
  96 int rdma_rm_alloc_pd(RdmaDeviceResources *dev_res, RdmaBackendDev *backend_dev,
  97                      uint32_t *pd_handle, uint32_t ctx_handle)
  98 {
  99     RdmaRmPD *pd;
 100     int ret = -ENOMEM;
 101
 102     pd = res_tbl_alloc(&dev_res->pd_tbl, pd_handle);
 103     if (!pd) {
 104         goto out;
 105     }
 106
 107     ret = rdma_backend_create_pd(backend_dev, &pd->backend_pd);
 108     if (ret) {
 109         ret = -EIO;
 110         goto out_tbl_dealloc;
 111     }
 112
 113     pd->ctx_handle = ctx_handle;
 114
 115     return 0;
 116
 117 out_tbl_dealloc:
 118     res_tbl_dealloc(&dev_res->pd_tbl, *pd_handle);
 119
 120 out:
 121     return ret;
 122 }
 123
 124 RdmaRmPD *rdma_rm_get_pd(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t pd_handle)
 125 {
 126     return res_tbl_get(&dev_res->pd_tbl, pd_handle);
 127 }
 128
 129 void rdma_rm_dealloc_pd(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t pd_handle)
 130 {
 131     RdmaRmPD *pd = rdma_rm_get_pd(dev_res, pd_handle);
 132
 133     if (pd) {
 134         rdma_backend_destroy_pd(&pd->backend_pd);
 135         res_tbl_dealloc(&dev_res->pd_tbl, pd_handle);
 136     }
 137 }
 138
 139 int rdma_rm_alloc_mr(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t pd_handle,
 140                      uint64_t guest_start, size_t guest_length, void *host_virt,
 141                      int access_flags, uint32_t *mr_handle, uint32_t *lkey,
 142                      uint32_t *rkey)
 143 {
 144     RdmaRmMR *mr;
 145     int ret = 0;
 146     RdmaRmPD *pd;
 147
 148     pd = rdma_rm_get_pd(dev_res, pd_handle);
 149     if (!pd) {
 150         pr_dbg("Invalid PD\n");
 151         return -EINVAL;
 152     }
 153
 154     mr = res_tbl_alloc(&dev_res->mr_tbl, mr_handle);
 155     if (!mr) {
 156         pr_dbg("Failed to allocate obj in table\n");
 157         return -ENOMEM;
 158     }
 159     pr_dbg("mr_handle=%d\n", *mr_handle);
 160
 161     pr_dbg("host_virt=0x%p\n", host_virt);
 162     pr_dbg("guest_start=0x%" PRIx64 "\n", guest_start);
 163     pr_dbg("length=%zu\n", guest_length);
 164
 165     if (host_virt) {
 166         mr->virt = host_virt;
 167         mr->start = guest_start;
 168         mr->length = guest_length;
 169
 170         ret = rdma_backend_create_mr(&mr->backend_mr, &pd->backend_pd, mr->virt,
 171                                      mr->length, access_flags);
 172         if (ret) {
 173             pr_dbg("Fail in rdma_backend_create_mr, err=%d\n", ret);
 174             ret = -EIO;
 175             goto out_dealloc_mr;
 176         }
 177     }
 178
 179     /* We keep mr_handle in lkey so send and recv get get mr ptr */
 180     *lkey = *mr_handle;
 181     *rkey = -1;
 182
 183     mr->pd_handle = pd_handle;
 184
 185     return 0;
 186
 187 out_dealloc_mr:
 188     res_tbl_dealloc(&dev_res->mr_tbl, *mr_handle);
 189
 190     return ret;
 191 }
 192
 193 RdmaRmMR *rdma_rm_get_mr(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t mr_handle)
 194 {
 195     return res_tbl_get(&dev_res->mr_tbl, mr_handle);
 196 }
 197
 198 void rdma_rm_dealloc_mr(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t mr_handle)
 199 {
 200     RdmaRmMR *mr = rdma_rm_get_mr(dev_res, mr_handle);
 201
 202     if (mr) {
 203         rdma_backend_destroy_mr(&mr->backend_mr);
 204         pr_dbg("start=0x%" PRIx64 "\n", mr->start);
 205         if (mr->start) {
 206             munmap(mr->virt, mr->length);
 207         }
 208         res_tbl_dealloc(&dev_res->mr_tbl, mr_handle);
 209     }
 210 }
 211
 212 int rdma_rm_alloc_uc(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t pfn,
 213                      uint32_t *uc_handle)
 214 {
 215     RdmaRmUC *uc;
 216
 217     /* TODO: Need to make sure pfn is between bar start address and
 218      * bsd+RDMA_BAR2_UAR_SIZE
 219     if (pfn > RDMA_BAR2_UAR_SIZE) {
 220         pr_err("pfn out of range (%d > %d)\n", pfn, RDMA_BAR2_UAR_SIZE);
 221         return -ENOMEM;
 222     }
 223     */
 224
 225     uc = res_tbl_alloc(&dev_res->uc_tbl, uc_handle);
 226     if (!uc) {
 227         return -ENOMEM;
 228     }
 229
 230     return 0;
 231 }
 232
 233 RdmaRmUC *rdma_rm_get_uc(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t uc_handle)
 234 {
 235     return res_tbl_get(&dev_res->uc_tbl, uc_handle);
 236 }
 237
 238 void rdma_rm_dealloc_uc(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t uc_handle)
 239 {
 240     RdmaRmUC *uc = rdma_rm_get_uc(dev_res, uc_handle);
 241
 242     if (uc) {
 243         res_tbl_dealloc(&dev_res->uc_tbl, uc_handle);
 244     }
 245 }
 246
 247 RdmaRmCQ *rdma_rm_get_cq(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t cq_handle)
 248 {
 249     return res_tbl_get(&dev_res->cq_tbl, cq_handle);
 250 }
 251
 252 int rdma_rm_alloc_cq(RdmaDeviceResources *dev_res, RdmaBackendDev *backend_dev,
 253                      uint32_t cqe, uint32_t *cq_handle, void *opaque)
 254 {
 255     int rc;
 256     RdmaRmCQ *cq;
 257
 258     cq = res_tbl_alloc(&dev_res->cq_tbl, cq_handle);
 259     if (!cq) {
 260         return -ENOMEM;
 261     }
 262
 263     cq->opaque = opaque;
 264     cq->notify = false;
 265
 266     rc = rdma_backend_create_cq(backend_dev, &cq->backend_cq, cqe);
 267     if (rc) {
 268         rc = -EIO;
 269         goto out_dealloc_cq;
 270     }
 271
 272     return 0;
 273
 274 out_dealloc_cq:
 275     rdma_rm_dealloc_cq(dev_res, *cq_handle);
 276
 277     return rc;
 278 }
 279
 280 void rdma_rm_req_notify_cq(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t cq_handle,
 281                            bool notify)
 282 {
 283     RdmaRmCQ *cq;
 284
 285     pr_dbg("cq_handle=%d, notify=0x%x\n", cq_handle, notify);
 286
 287     cq = rdma_rm_get_cq(dev_res, cq_handle);
 288     if (!cq) {
 289         return;
 290     }
 291
 292     cq->notify = notify;
 293     pr_dbg("notify=%d\n", cq->notify);
 294 }
 295
 296 void rdma_rm_dealloc_cq(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t cq_handle)
 297 {
 298     RdmaRmCQ *cq;
 299
 300     cq = rdma_rm_get_cq(dev_res, cq_handle);
 301     if (!cq) {
 302         return;
 303     }
 304
 305     rdma_backend_destroy_cq(&cq->backend_cq);
 306
 307     res_tbl_dealloc(&dev_res->cq_tbl, cq_handle);
 308 }
 309
 310 RdmaRmQP *rdma_rm_get_qp(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t qpn)
 311 {
 312     GBytes *key = g_bytes_new(&qpn, sizeof(qpn));
 313
 314     RdmaRmQP *qp = g_hash_table_lookup(dev_res->qp_hash, key);
 315
 316     g_bytes_unref(key);
 317
 318     return qp;
 319 }
 320
 321 int rdma_rm_alloc_qp(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t pd_handle,
 322                      uint8_t qp_type, uint32_t max_send_wr,
 323                      uint32_t max_send_sge, uint32_t send_cq_handle,
 324                      uint32_t max_recv_wr, uint32_t max_recv_sge,
 325                      uint32_t recv_cq_handle, void *opaque, uint32_t *qpn)
 326 {
 327     int rc;
 328     RdmaRmQP *qp;
 329     RdmaRmCQ *scq, *rcq;
 330     RdmaRmPD *pd;
 331     uint32_t rm_qpn;
 332
 333     pr_dbg("qp_type=%d\n", qp_type);
 334
 335     pd = rdma_rm_get_pd(dev_res, pd_handle);
 336     if (!pd) {
 337         pr_err("Invalid pd handle (%d)\n", pd_handle);
 338         return -EINVAL;
 339     }
 340
 341     scq = rdma_rm_get_cq(dev_res, send_cq_handle);
 342     rcq = rdma_rm_get_cq(dev_res, recv_cq_handle);
 343
 344     if (!scq || !rcq) {
 345         pr_err("Invalid send_cqn or recv_cqn (%d, %d)\n",
 346                send_cq_handle, recv_cq_handle);
 347         return -EINVAL;
 348     }
 349
 350     qp = res_tbl_alloc(&dev_res->qp_tbl, &rm_qpn);
 351     if (!qp) {
 352         return -ENOMEM;
 353     }
 354     pr_dbg("rm_qpn=%d\n", rm_qpn);
 355
 356     qp->qpn = rm_qpn;
 357     qp->qp_state = IBV_QPS_RESET;
 358     qp->qp_type = qp_type;
 359     qp->send_cq_handle = send_cq_handle;
 360     qp->recv_cq_handle = recv_cq_handle;
 361     qp->opaque = opaque;
 362
 363     rc = rdma_backend_create_qp(&qp->backend_qp, qp_type, &pd->backend_pd,
 364                                 &scq->backend_cq, &rcq->backend_cq, max_send_wr,
 365                                 max_recv_wr, max_send_sge, max_recv_sge);
 366     if (rc) {
 367         rc = -EIO;
 368         goto out_dealloc_qp;
 369     }
 370
 371     *qpn = rdma_backend_qpn(&qp->backend_qp);
 372     pr_dbg("rm_qpn=%d, backend_qpn=0x%x\n", rm_qpn, *qpn);
 373     g_hash_table_insert(dev_res->qp_hash, g_bytes_new(qpn, sizeof(*qpn)), qp);
 374
 375     return 0;
 376
 377 out_dealloc_qp:
 378     res_tbl_dealloc(&dev_res->qp_tbl, qp->qpn);
 379
 380     return rc;
 381 }
 382
 383 int rdma_rm_modify_qp(RdmaDeviceResources *dev_res, RdmaBackendDev *backend_dev,
 384                       uint32_t qp_handle, uint32_t attr_mask,
 385                       union ibv_gid *dgid, uint32_t dqpn,
 386                       enum ibv_qp_state qp_state, uint32_t qkey,
 387                       uint32_t rq_psn, uint32_t sq_psn)
 388 {
 389     RdmaRmQP *qp;
 390     int ret;
 391
 392     pr_dbg("qpn=%d\n", qp_handle);
 393
 394     qp = rdma_rm_get_qp(dev_res, qp_handle);
 395     if (!qp) {
 396         return -EINVAL;
 397     }
 398
 399     pr_dbg("qp_type=%d\n", qp->qp_type);
 400     pr_dbg("attr_mask=0x%x\n", attr_mask);
 401
 402     if (qp->qp_type == IBV_QPT_SMI) {
 403         pr_dbg("QP0 unsupported\n");
 404         return -EPERM;
 405     } else if (qp->qp_type == IBV_QPT_GSI) {
 406         pr_dbg("QP1\n");
 407         return 0;
 408     }
 409
 410     if (attr_mask & IBV_QP_STATE) {
 411         qp->qp_state = qp_state;
 412         pr_dbg("qp_state=%d\n", qp->qp_state);
 413
 414         if (qp->qp_state == IBV_QPS_INIT) {
 415             ret = rdma_backend_qp_state_init(backend_dev, &qp->backend_qp,
 416                                              qp->qp_type, qkey);
 417             if (ret) {
 418                 return -EIO;
 419             }
 420         }
 421
 422         if (qp->qp_state == IBV_QPS_RTR) {
 423             ret = rdma_backend_qp_state_rtr(backend_dev, &qp->backend_qp,
 424                                             qp->qp_type, dgid, dqpn, rq_psn,
 425                                             qkey, attr_mask & IBV_QP_QKEY);
 426             if (ret) {
 427                 return -EIO;
 428             }
 429         }
 430
 431         if (qp->qp_state == IBV_QPS_RTS) {
 432             ret = rdma_backend_qp_state_rts(&qp->backend_qp, qp->qp_type,
 433                                             sq_psn, qkey,
 434                                             attr_mask & IBV_QP_QKEY);
 435             if (ret) {
 436                 return -EIO;
 437             }
 438         }
 439     }
 440
 441     return 0;
 442 }
 443
 444 int rdma_rm_query_qp(RdmaDeviceResources *dev_res, RdmaBackendDev *backend_dev,
 445                      uint32_t qp_handle, struct ibv_qp_attr *attr,
 446                      int attr_mask, struct ibv_qp_init_attr *init_attr)
 447 {
 448     RdmaRmQP *qp;
 449
 450     pr_dbg("qpn=%d\n", qp_handle);
 451
 452     qp = rdma_rm_get_qp(dev_res, qp_handle);
 453     if (!qp) {
 454         return -EINVAL;
 455     }
 456
 457     pr_dbg("qp_type=%d\n", qp->qp_type);
 458
 459     return rdma_backend_query_qp(&qp->backend_qp, attr, attr_mask, init_attr);
 460 }
 461
 462 void rdma_rm_dealloc_qp(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t qp_handle)
 463 {
 464     RdmaRmQP *qp;
 465     GBytes *key;
 466
 467     key = g_bytes_new(&qp_handle, sizeof(qp_handle));
 468     qp = g_hash_table_lookup(dev_res->qp_hash, key);
 469     g_hash_table_remove(dev_res->qp_hash, key);
 470     g_bytes_unref(key);
 471
 472     if (!qp) {
 473         return;
 474     }
 475
 476     rdma_backend_destroy_qp(&qp->backend_qp);
 477
 478     res_tbl_dealloc(&dev_res->qp_tbl, qp->qpn);
 479 }
 480
 481 void *rdma_rm_get_cqe_ctx(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t cqe_ctx_id)
 482 {
 483     void **cqe_ctx;
 484
 485     cqe_ctx = res_tbl_get(&dev_res->cqe_ctx_tbl, cqe_ctx_id);
 486     if (!cqe_ctx) {
 487         return NULL;
 488     }
 489
 490     pr_dbg("ctx=%p\n", *cqe_ctx);
 491
 492     return *cqe_ctx;
 493 }
 494
 495 int rdma_rm_alloc_cqe_ctx(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t *cqe_ctx_id,
 496                           void *ctx)
 497 {
 498     void **cqe_ctx;
 499
 500     cqe_ctx = res_tbl_alloc(&dev_res->cqe_ctx_tbl, cqe_ctx_id);
 501     if (!cqe_ctx) {
 502         return -ENOMEM;
 503     }
 504
 505     pr_dbg("ctx=%p\n", ctx);
 506     *cqe_ctx = ctx;
 507
 508     return 0;
 509 }
 510
 511 void rdma_rm_dealloc_cqe_ctx(RdmaDeviceResources *dev_res, uint32_t cqe_ctx_id)
 512 {
 513     res_tbl_dealloc(&dev_res->cqe_ctx_tbl, cqe_ctx_id);
 514 }
 515
 516 static void destroy_qp_hash_key(gpointer data)
 517 {
 518     g_bytes_unref(data);
 519 }
 520
 521 int rdma_rm_init(RdmaDeviceResources *dev_res, struct ibv_device_attr *dev_attr,
 522                  Error **errp)
 523 {
 524     dev_res->qp_hash = g_hash_table_new_full(g_bytes_hash, g_bytes_equal,
 525                                              destroy_qp_hash_key, NULL);
 526     if (!dev_res->qp_hash) {
 527         return -ENOMEM;
 528     }
 529
 530     res_tbl_init("PD", &dev_res->pd_tbl, dev_attr->max_pd, sizeof(RdmaRmPD));
 531     res_tbl_init("CQ", &dev_res->cq_tbl, dev_attr->max_cq, sizeof(RdmaRmCQ));
 532     res_tbl_init("MR", &dev_res->mr_tbl, dev_attr->max_mr, sizeof(RdmaRmMR));
 533     res_tbl_init("QP", &dev_res->qp_tbl, dev_attr->max_qp, sizeof(RdmaRmQP));
 534     res_tbl_init("CQE_CTX", &dev_res->cqe_ctx_tbl, dev_attr->max_qp *
 535                        dev_attr->max_qp_wr, sizeof(void *));
 536     res_tbl_init("UC", &dev_res->uc_tbl, MAX_UCS, sizeof(RdmaRmUC));
 537
 538     return 0;
 539 }
 540
 541 void rdma_rm_fini(RdmaDeviceResources *dev_res)
 542 {
 543     res_tbl_free(&dev_res->uc_tbl);
 544     res_tbl_free(&dev_res->cqe_ctx_tbl);
 545     res_tbl_free(&dev_res->qp_tbl);
 546     res_tbl_free(&dev_res->mr_tbl);
 547     res_tbl_free(&dev_res->cq_tbl);
 548     res_tbl_free(&dev_res->pd_tbl);
 549
 550     g_hash_table_destroy(dev_res->qp_hash);
 551 }