net/rds/ib_recv.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2006 Oracle.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This software is available to you under a choice of one of two
   5  * licenses.  You may choose to be licensed under the terms of the GNU
   6  * General Public License (GPL) Version 2, available from the file
   7  * COPYING in the main directory of this source tree, or the
   8  * OpenIB.org BSD license below:
   9  *
  10  *     Redistribution and use in source and binary forms, with or
  11  *     without modification, are permitted provided that the following
  12  *     conditions are met:
  13  *
  14  *      - Redistributions of source code must retain the above
  15  *        copyright notice, this list of conditions and the following
  16  *        disclaimer.
  17  *
  18  *      - Redistributions in binary form must reproduce the above
  19  *        copyright notice, this list of conditions and the following
  20  *        disclaimer in the documentation and/or other materials
  21  *        provided with the distribution.
  22  *
  23  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  24  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  25  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  26  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
  27  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
  28  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
  29  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  30  * SOFTWARE.
  31  *
  32  */
  33 #include <linux/kernel.h>
  34 #include <linux/slab.h>
  35 #include <linux/pci.h>
  36 #include <linux/dma-mapping.h>
  37 #include <rdma/rdma_cm.h>
  38
  39 #include "rds_single_path.h"
  40 #include "rds.h"
  41 #include "ib.h"
  42
  43 static struct kmem_cache *rds_ib_incoming_slab;
  44 static struct kmem_cache *rds_ib_frag_slab;
  45 static atomic_t rds_ib_allocation = ATOMIC_INIT(0);
  46
  47 void rds_ib_recv_init_ring(struct rds_ib_connection *ic)
  48 {
  49         struct rds_ib_recv_work *recv;
  50         u32 i;
  51
  52         for (i = 0, recv = ic->i_recvs; i < ic->i_recv_ring.w_nr; i++, recv++) {
  53                 struct ib_sge *sge;
  54
  55                 recv->r_ibinc = NULL;
  56                 recv->r_frag = NULL;
  57
  58                 recv->r_wr.next = NULL;
  59                 recv->r_wr.wr_id = i;
  60                 recv->r_wr.sg_list = recv->r_sge;
  61                 recv->r_wr.num_sge = RDS_IB_RECV_SGE;
  62
  63                 sge = &recv->r_sge[0];
  64                 sge->addr = ic->i_recv_hdrs_dma + (i * sizeof(struct rds_header));
  65                 sge->length = sizeof(struct rds_header);
  66                 sge->lkey = ic->i_pd->local_dma_lkey;
  67
  68                 sge = &recv->r_sge[1];
  69                 sge->addr = 0;
  70                 sge->length = RDS_FRAG_SIZE;
  71                 sge->lkey = ic->i_pd->local_dma_lkey;
  72         }
  73 }
  74
  75 /*
  76  * The entire 'from' list, including the from element itself, is put on
  77  * to the tail of the 'to' list.
  78  */
  79 static void list_splice_entire_tail(struct list_head *from,
  80                                     struct list_head *to)
  81 {
  82         struct list_head *from_last = from->prev;
  83
  84         list_splice_tail(from_last, to);
  85         list_add_tail(from_last, to);
  86 }
  87
  88 static void rds_ib_cache_xfer_to_ready(struct rds_ib_refill_cache *cache)
  89 {
  90         struct list_head *tmp;
  91
  92         tmp = xchg(&cache->xfer, NULL);
  93         if (tmp) {
  94                 if (cache->ready)
  95                         list_splice_entire_tail(tmp, cache->ready);
  96                 else
  97                         cache->ready = tmp;
  98         }
  99 }
 100
 101 static int rds_ib_recv_alloc_cache(struct rds_ib_refill_cache *cache)
 102 {
 103         struct rds_ib_cache_head *head;
 104         int cpu;
 105
 106         cache->percpu = alloc_percpu(struct rds_ib_cache_head);
 107         if (!cache->percpu)
 108                return -ENOMEM;
 109
 110         for_each_possible_cpu(cpu) {
 111                 head = per_cpu_ptr(cache->percpu, cpu);
 112                 head->first = NULL;
 113                 head->count = 0;
 114         }
 115         cache->xfer = NULL;
 116         cache->ready = NULL;
 117
 118         return 0;
 119 }
 120
 121 int rds_ib_recv_alloc_caches(struct rds_ib_connection *ic)
 122 {
 123         int ret;
 124
 125         ret = rds_ib_recv_alloc_cache(&ic->i_cache_incs);
 126         if (!ret) {
 127                 ret = rds_ib_recv_alloc_cache(&ic->i_cache_frags);
 128                 if (ret)
 129                         free_percpu(ic->i_cache_incs.percpu);
 130         }
 131
 132         return ret;
 133 }
 134
 135 static void rds_ib_cache_splice_all_lists(struct rds_ib_refill_cache *cache,
 136                                           struct list_head *caller_list)
 137 {
 138         struct rds_ib_cache_head *head;
 139         int cpu;
 140
 141         for_each_possible_cpu(cpu) {
 142                 head = per_cpu_ptr(cache->percpu, cpu);
 143                 if (head->first) {
 144                         list_splice_entire_tail(head->first, caller_list);
 145                         head->first = NULL;
 146                 }
 147         }
 148
 149         if (cache->ready) {
 150                 list_splice_entire_tail(cache->ready, caller_list);
 151                 cache->ready = NULL;
 152         }
 153 }
 154
 155 void rds_ib_recv_free_caches(struct rds_ib_connection *ic)
 156 {
 157         struct rds_ib_incoming *inc;
 158         struct rds_ib_incoming *inc_tmp;
 159         struct rds_page_frag *frag;
 160         struct rds_page_frag *frag_tmp;
 161         LIST_HEAD(list);
 162
 163         rds_ib_cache_xfer_to_ready(&ic->i_cache_incs);
 164         rds_ib_cache_splice_all_lists(&ic->i_cache_incs, &list);
 165         free_percpu(ic->i_cache_incs.percpu);
 166
 167         list_for_each_entry_safe(inc, inc_tmp, &list, ii_cache_entry) {
 168                 list_del(&inc->ii_cache_entry);
 169                 WARN_ON(!list_empty(&inc->ii_frags));
 170                 kmem_cache_free(rds_ib_incoming_slab, inc);
 171         }
 172
 173         rds_ib_cache_xfer_to_ready(&ic->i_cache_frags);
 174         rds_ib_cache_splice_all_lists(&ic->i_cache_frags, &list);
 175         free_percpu(ic->i_cache_frags.percpu);
 176
 177         list_for_each_entry_safe(frag, frag_tmp, &list, f_cache_entry) {
 178                 list_del(&frag->f_cache_entry);
 179                 WARN_ON(!list_empty(&frag->f_item));
 180                 kmem_cache_free(rds_ib_frag_slab, frag);
 181         }
 182 }
 183
 184 /* fwd decl */
 185 static void rds_ib_recv_cache_put(struct list_head *new_item,
 186                                   struct rds_ib_refill_cache *cache);
 187 static struct list_head *rds_ib_recv_cache_get(struct rds_ib_refill_cache *cache);
 188
 189
 190 /* Recycle frag and attached recv buffer f_sg */
 191 static void rds_ib_frag_free(struct rds_ib_connection *ic,
 192                              struct rds_page_frag *frag)
 193 {
 194         rdsdebug("frag %p page %p\n", frag, sg_page(&frag->f_sg));
 195
 196         rds_ib_recv_cache_put(&frag->f_cache_entry, &ic->i_cache_frags);
 197 }
 198
 199 /* Recycle inc after freeing attached frags */
 200 void rds_ib_inc_free(struct rds_incoming *inc)
 201 {
 202         struct rds_ib_incoming *ibinc;
 203         struct rds_page_frag *frag;
 204         struct rds_page_frag *pos;
 205         struct rds_ib_connection *ic = inc->i_conn->c_transport_data;
 206
 207         ibinc = container_of(inc, struct rds_ib_incoming, ii_inc);
 208
 209         /* Free attached frags */
 210         list_for_each_entry_safe(frag, pos, &ibinc->ii_frags, f_item) {
 211                 list_del_init(&frag->f_item);
 212                 rds_ib_frag_free(ic, frag);
 213         }
 214         BUG_ON(!list_empty(&ibinc->ii_frags));
 215
 216         rdsdebug("freeing ibinc %p inc %p\n", ibinc, inc);
 217         rds_ib_recv_cache_put(&ibinc->ii_cache_entry, &ic->i_cache_incs);
 218 }
 219
 220 static void rds_ib_recv_clear_one(struct rds_ib_connection *ic,
 221                                   struct rds_ib_recv_work *recv)
 222 {
 223         if (recv->r_ibinc) {
 224                 rds_inc_put(&recv->r_ibinc->ii_inc);
 225                 recv->r_ibinc = NULL;
 226         }
 227         if (recv->r_frag) {
 228                 ib_dma_unmap_sg(ic->i_cm_id->device, &recv->r_frag->f_sg, 1, DMA_FROM_DEVICE);
 229                 rds_ib_frag_free(ic, recv->r_frag);
 230                 recv->r_frag = NULL;
 231         }
 232 }
 233
 234 void rds_ib_recv_clear_ring(struct rds_ib_connection *ic)
 235 {
 236         u32 i;
 237
 238         for (i = 0; i < ic->i_recv_ring.w_nr; i++)
 239                 rds_ib_recv_clear_one(ic, &ic->i_recvs[i]);
 240 }
 241
 242 static struct rds_ib_incoming *rds_ib_refill_one_inc(struct rds_ib_connection *ic,
 243                                                      gfp_t slab_mask)
 244 {
 245         struct rds_ib_incoming *ibinc;
 246         struct list_head *cache_item;
 247         int avail_allocs;
 248
 249         cache_item = rds_ib_recv_cache_get(&ic->i_cache_incs);
 250         if (cache_item) {
 251                 ibinc = container_of(cache_item, struct rds_ib_incoming, ii_cache_entry);
 252         } else {
 253                 avail_allocs = atomic_add_unless(&rds_ib_allocation,
 254                                                  1, rds_ib_sysctl_max_recv_allocation);
 255                 if (!avail_allocs) {
 256                         rds_ib_stats_inc(s_ib_rx_alloc_limit);
 257                         return NULL;
 258                 }
 259                 ibinc = kmem_cache_alloc(rds_ib_incoming_slab, slab_mask);
 260                 if (!ibinc) {
 261                         atomic_dec(&rds_ib_allocation);
 262                         return NULL;
 263                 }
 264         }
 265         INIT_LIST_HEAD(&ibinc->ii_frags);
 266         rds_inc_init(&ibinc->ii_inc, ic->conn, ic->conn->c_faddr);
 267
 268         return ibinc;
 269 }
 270
 271 static struct rds_page_frag *rds_ib_refill_one_frag(struct rds_ib_connection *ic,
 272                                                     gfp_t slab_mask, gfp_t page_mask)
 273 {
 274         struct rds_page_frag *frag;
 275         struct list_head *cache_item;
 276         int ret;
 277
 278         cache_item = rds_ib_recv_cache_get(&ic->i_cache_frags);
 279         if (cache_item) {
 280                 frag = container_of(cache_item, struct rds_page_frag, f_cache_entry);
 281         } else {
 282                 frag = kmem_cache_alloc(rds_ib_frag_slab, slab_mask);
 283                 if (!frag)
 284                         return NULL;
 285
 286                 sg_init_table(&frag->f_sg, 1);
 287                 ret = rds_page_remainder_alloc(&frag->f_sg,
 288                                                RDS_FRAG_SIZE, page_mask);
 289                 if (ret) {
 290                         kmem_cache_free(rds_ib_frag_slab, frag);
 291                         return NULL;
 292                 }
 293         }
 294
 295         INIT_LIST_HEAD(&frag->f_item);
 296
 297         return frag;
 298 }
 299
 300 static int rds_ib_recv_refill_one(struct rds_connection *conn,
 301                                   struct rds_ib_recv_work *recv, gfp_t gfp)
 302 {
 303         struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;
 304         struct ib_sge *sge;
 305         int ret = -ENOMEM;
 306         gfp_t slab_mask = GFP_NOWAIT;
 307         gfp_t page_mask = GFP_NOWAIT;
 308
 309         if (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) {
 310                 slab_mask = GFP_KERNEL;
 311                 page_mask = GFP_HIGHUSER;
 312         }
 313
 314         if (!ic->i_cache_incs.ready)
 315                 rds_ib_cache_xfer_to_ready(&ic->i_cache_incs);
 316         if (!ic->i_cache_frags.ready)
 317                 rds_ib_cache_xfer_to_ready(&ic->i_cache_frags);
 318
 319         /*
 320          * ibinc was taken from recv if recv contained the start of a message.
 321          * recvs that were continuations will still have this allocated.
 322          */
 323         if (!recv->r_ibinc) {
 324                 recv->r_ibinc = rds_ib_refill_one_inc(ic, slab_mask);
 325                 if (!recv->r_ibinc)
 326                         goto out;
 327         }
 328
 329         WARN_ON(recv->r_frag); /* leak! */
 330         recv->r_frag = rds_ib_refill_one_frag(ic, slab_mask, page_mask);
 331         if (!recv->r_frag)
 332                 goto out;
 333
 334         ret = ib_dma_map_sg(ic->i_cm_id->device, &recv->r_frag->f_sg,
 335                             1, DMA_FROM_DEVICE);
 336         WARN_ON(ret != 1);
 337
 338         sge = &recv->r_sge[0];
 339         sge->addr = ic->i_recv_hdrs_dma + (recv - ic->i_recvs) * sizeof(struct rds_header);
 340         sge->length = sizeof(struct rds_header);
 341
 342         sge = &recv->r_sge[1];
 343         sge->addr = ib_sg_dma_address(ic->i_cm_id->device, &recv->r_frag->f_sg);
 344         sge->length = ib_sg_dma_len(ic->i_cm_id->device, &recv->r_frag->f_sg);
 345
 346         ret = 0;
 347 out:
 348         return ret;
 349 }
 350
 351 static int acquire_refill(struct rds_connection *conn)
 352 {
 353         return test_and_set_bit(RDS_RECV_REFILL, &conn->c_flags) == 0;
 354 }
 355
 356 static void release_refill(struct rds_connection *conn)
 357 {
 358         clear_bit(RDS_RECV_REFILL, &conn->c_flags);
 359
 360         /* We don't use wait_on_bit()/wake_up_bit() because our waking is in a
 361          * hot path and finding waiters is very rare.  We don't want to walk
 362          * the system-wide hashed waitqueue buckets in the fast path only to
 363          * almost never find waiters.
 364          */
 365         if (waitqueue_active(&conn->c_waitq))
 366                 wake_up_all(&conn->c_waitq);
 367 }
 368
 369 /*
 370  * This tries to allocate and post unused work requests after making sure that
 371  * they have all the allocations they need to queue received fragments into
 372  * sockets.
 373  *
 374  * -1 is returned if posting fails due to temporary resource exhaustion.
 375  */
 376 void rds_ib_recv_refill(struct rds_connection *conn, int prefill, gfp_t gfp)
 377 {
 378         struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;
 379         struct rds_ib_recv_work *recv;
 380         struct ib_recv_wr *failed_wr;
 381         unsigned int posted = 0;
 382         int ret = 0;
 383         bool can_wait = !!(gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM);
 384         u32 pos;
 385
 386         /* the goal here is to just make sure that someone, somewhere
 387          * is posting buffers.  If we can't get the refill lock,
 388          * let them do their thing
 389          */
 390         if (!acquire_refill(conn))
 391                 return;
 392
 393         while ((prefill || rds_conn_up(conn)) &&
 394                rds_ib_ring_alloc(&ic->i_recv_ring, 1, &pos)) {
 395                 if (pos >= ic->i_recv_ring.w_nr) {
 396                         printk(KERN_NOTICE "Argh - ring alloc returned pos=%u\n",
 397                                         pos);
 398                         break;
 399                 }
 400
 401                 recv = &ic->i_recvs[pos];
 402                 ret = rds_ib_recv_refill_one(conn, recv, gfp);
 403                 if (ret) {
 404                         break;
 405                 }
 406
 407                 /* XXX when can this fail? */
 408                 ret = ib_post_recv(ic->i_cm_id->qp, &recv->r_wr, &failed_wr);
 409                 rdsdebug("recv %p ibinc %p page %p addr %lu ret %d\n", recv,
 410                          recv->r_ibinc, sg_page(&recv->r_frag->f_sg),
 411                          (long) ib_sg_dma_address(
 412                                 ic->i_cm_id->device,
 413                                 &recv->r_frag->f_sg),
 414                         ret);
 415                 if (ret) {
 416                         rds_ib_conn_error(conn, "recv post on "
 417                                "%pI4 returned %d, disconnecting and "
 418                                "reconnecting\n", &conn->c_faddr,
 419                                ret);
 420                         break;
 421                 }
 422
 423                 posted++;
 424         }
 425
 426         /* We're doing flow control - update the window. */
 427         if (ic->i_flowctl && posted)
 428                 rds_ib_advertise_credits(conn, posted);
 429
 430         if (ret)
 431                 rds_ib_ring_unalloc(&ic->i_recv_ring, 1);
 432
 433         release_refill(conn);
 434
 435         /* if we're called from the softirq handler, we'll be GFP_NOWAIT.
 436          * in this case the ring being low is going to lead to more interrupts
 437          * and we can safely let the softirq code take care of it unless the
 438          * ring is completely empty.
 439          *
 440          * if we're called from krdsd, we'll be GFP_KERNEL.  In this case
 441          * we might have raced with the softirq code while we had the refill
 442          * lock held.  Use rds_ib_ring_low() instead of ring_empty to decide
 443          * if we should requeue.
 444          */
 445         if (rds_conn_up(conn) &&
 446             ((can_wait && rds_ib_ring_low(&ic->i_recv_ring)) ||
 447             rds_ib_ring_empty(&ic->i_recv_ring))) {
 448                 queue_delayed_work(rds_wq, &conn->c_recv_w, 1);
 449         }
 450 }
 451
 452 /*
 453  * We want to recycle several types of recv allocations, like incs and frags.
 454  * To use this, the *_free() function passes in the ptr to a list_head within
 455  * the recyclee, as well as the cache to put it on.
 456  *
 457  * First, we put the memory on a percpu list. When this reaches a certain size,
 458  * We move it to an intermediate non-percpu list in a lockless manner, with some
 459  * xchg/compxchg wizardry.
 460  *
 461  * N.B. Instead of a list_head as the anchor, we use a single pointer, which can
 462  * be NULL and xchg'd. The list is actually empty when the pointer is NULL, and
 463  * list_empty() will return true with one element is actually present.
 464  */
 465 static void rds_ib_recv_cache_put(struct list_head *new_item,
 466                                  struct rds_ib_refill_cache *cache)
 467 {
 468         unsigned long flags;
 469         struct list_head *old, *chpfirst;
 470
 471         local_irq_save(flags);
 472
 473         chpfirst = __this_cpu_read(cache->percpu->first);
 474         if (!chpfirst)
 475                 INIT_LIST_HEAD(new_item);
 476         else /* put on front */
 477                 list_add_tail(new_item, chpfirst);
 478
 479         __this_cpu_write(cache->percpu->first, new_item);
 480         __this_cpu_inc(cache->percpu->count);
 481
 482         if (__this_cpu_read(cache->percpu->count) < RDS_IB_RECYCLE_BATCH_COUNT)
 483                 goto end;
 484
 485         /*
 486          * Return our per-cpu first list to the cache's xfer by atomically
 487          * grabbing the current xfer list, appending it to our per-cpu list,
 488          * and then atomically returning that entire list back to the
 489          * cache's xfer list as long as it's still empty.
 490          */
 491         do {
 492                 old = xchg(&cache->xfer, NULL);
 493                 if (old)
 494                         list_splice_entire_tail(old, chpfirst);
 495                 old = cmpxchg(&cache->xfer, NULL, chpfirst);
 496         } while (old);
 497
 498
 499         __this_cpu_write(cache->percpu->first, NULL);
 500         __this_cpu_write(cache->percpu->count, 0);
 501 end:
 502         local_irq_restore(flags);
 503 }
 504
 505 static struct list_head *rds_ib_recv_cache_get(struct rds_ib_refill_cache *cache)
 506 {
 507         struct list_head *head = cache->ready;
 508
 509         if (head) {
 510                 if (!list_empty(head)) {
 511                         cache->ready = head->next;
 512                         list_del_init(head);
 513                 } else
 514                         cache->ready = NULL;
 515         }
 516
 517         return head;
 518 }
 519
 520 int rds_ib_inc_copy_to_user(struct rds_incoming *inc, struct iov_iter *to)
 521 {
 522         struct rds_ib_incoming *ibinc;
 523         struct rds_page_frag *frag;
 524         unsigned long to_copy;
 525         unsigned long frag_off = 0;
 526         int copied = 0;
 527         int ret;
 528         u32 len;
 529
 530         ibinc = container_of(inc, struct rds_ib_incoming, ii_inc);
 531         frag = list_entry(ibinc->ii_frags.next, struct rds_page_frag, f_item);
 532         len = be32_to_cpu(inc->i_hdr.h_len);
 533
 534         while (iov_iter_count(to) && copied < len) {
 535                 if (frag_off == RDS_FRAG_SIZE) {
 536                         frag = list_entry(frag->f_item.next,
 537                                           struct rds_page_frag, f_item);
 538                         frag_off = 0;
 539                 }
 540                 to_copy = min_t(unsigned long, iov_iter_count(to),
 541                                 RDS_FRAG_SIZE - frag_off);
 542                 to_copy = min_t(unsigned long, to_copy, len - copied);
 543
 544                 /* XXX needs + offset for multiple recvs per page */
 545                 rds_stats_add(s_copy_to_user, to_copy);
 546                 ret = copy_page_to_iter(sg_page(&frag->f_sg),
 547                                         frag->f_sg.offset + frag_off,
 548                                         to_copy,
 549                                         to);
 550                 if (ret != to_copy)
 551                         return -EFAULT;
 552
 553                 frag_off += to_copy;
 554                 copied += to_copy;
 555         }
 556
 557         return copied;
 558 }
 559
 560 /* ic starts out kzalloc()ed */
 561 void rds_ib_recv_init_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 562 {
 563         struct ib_send_wr *wr = &ic->i_ack_wr;
 564         struct ib_sge *sge = &ic->i_ack_sge;
 565
 566         sge->addr = ic->i_ack_dma;
 567         sge->length = sizeof(struct rds_header);
 568         sge->lkey = ic->i_pd->local_dma_lkey;
 569
 570         wr->sg_list = sge;
 571         wr->num_sge = 1;
 572         wr->opcode = IB_WR_SEND;
 573         wr->wr_id = RDS_IB_ACK_WR_ID;
 574         wr->send_flags = IB_SEND_SIGNALED | IB_SEND_SOLICITED;
 575 }
 576
 577 /*
 578  * You'd think that with reliable IB connections you wouldn't need to ack
 579  * messages that have been received.  The problem is that IB hardware generates
 580  * an ack message before it has DMAed the message into memory.  This creates a
 581  * potential message loss if the HCA is disabled for any reason between when it
 582  * sends the ack and before the message is DMAed and processed.  This is only a
 583  * potential issue if another HCA is available for fail-over.
 584  *
 585  * When the remote host receives our ack they'll free the sent message from
 586  * their send queue.  To decrease the latency of this we always send an ack
 587  * immediately after we've received messages.
 588  *
 589  * For simplicity, we only have one ack in flight at a time.  This puts
 590  * pressure on senders to have deep enough send queues to absorb the latency of
 591  * a single ack frame being in flight.  This might not be good enough.
 592  *
 593  * This is implemented by have a long-lived send_wr and sge which point to a
 594  * statically allocated ack frame.  This ack wr does not fall under the ring
 595  * accounting that the tx and rx wrs do.  The QP attribute specifically makes
 596  * room for it beyond the ring size.  Send completion notices its special
 597  * wr_id and avoids working with the ring in that case.
 598  */
 599 #ifndef KERNEL_HAS_ATOMIC64
 600 void rds_ib_set_ack(struct rds_ib_connection *ic, u64 seq, int ack_required)
 601 {
 602         unsigned long flags;
 603
 604         spin_lock_irqsave(&ic->i_ack_lock, flags);
 605         ic->i_ack_next = seq;
 606         if (ack_required)
 607                 set_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 608         spin_unlock_irqrestore(&ic->i_ack_lock, flags);
 609 }
 610
 611 static u64 rds_ib_get_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 612 {
 613         unsigned long flags;
 614         u64 seq;
 615
 616         clear_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 617
 618         spin_lock_irqsave(&ic->i_ack_lock, flags);
 619         seq = ic->i_ack_next;
 620         spin_unlock_irqrestore(&ic->i_ack_lock, flags);
 621
 622         return seq;
 623 }
 624 #else
 625 void rds_ib_set_ack(struct rds_ib_connection *ic, u64 seq, int ack_required)
 626 {
 627         atomic64_set(&ic->i_ack_next, seq);
 628         if (ack_required) {
 629                 smp_mb__before_atomic();
 630                 set_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 631         }
 632 }
 633
 634 static u64 rds_ib_get_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 635 {
 636         clear_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 637         smp_mb__after_atomic();
 638
 639         return atomic64_read(&ic->i_ack_next);
 640 }
 641 #endif
 642
 643
 644 static void rds_ib_send_ack(struct rds_ib_connection *ic, unsigned int adv_credits)
 645 {
 646         struct rds_header *hdr = ic->i_ack;
 647         struct ib_send_wr *failed_wr;
 648         u64 seq;
 649         int ret;
 650
 651         seq = rds_ib_get_ack(ic);
 652
 653         rdsdebug("send_ack: ic %p ack %llu\n", ic, (unsigned long long) seq);
 654         rds_message_populate_header(hdr, 0, 0, 0);
 655         hdr->h_ack = cpu_to_be64(seq);
 656         hdr->h_credit = adv_credits;
 657         rds_message_make_checksum(hdr);
 658         ic->i_ack_queued = jiffies;
 659
 660         ret = ib_post_send(ic->i_cm_id->qp, &ic->i_ack_wr, &failed_wr);
 661         if (unlikely(ret)) {
 662                 /* Failed to send. Release the WR, and
 663                  * force another ACK.
 664                  */
 665                 clear_bit(IB_ACK_IN_FLIGHT, &ic->i_ack_flags);
 666                 set_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 667
 668                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_send_failure);
 669
 670                 rds_ib_conn_error(ic->conn, "sending ack failed\n");
 671         } else
 672                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_sent);
 673 }
 674
 675 /*
 676  * There are 3 ways of getting acknowledgements to the peer:
 677  *  1.  We call rds_ib_attempt_ack from the recv completion handler
 678  *      to send an ACK-only frame.
 679  *      However, there can be only one such frame in the send queue
 680  *      at any time, so we may have to postpone it.
 681  *  2.  When another (data) packet is transmitted while there's
 682  *      an ACK in the queue, we piggyback the ACK sequence number
 683  *      on the data packet.
 684  *  3.  If the ACK WR is done sending, we get called from the
 685  *      send queue completion handler, and check whether there's
 686  *      another ACK pending (postponed because the WR was on the
 687  *      queue). If so, we transmit it.
 688  *
 689  * We maintain 2 variables:
 690  *  -   i_ack_flags, which keeps track of whether the ACK WR
 691  *      is currently in the send queue or not (IB_ACK_IN_FLIGHT)
 692  *  -   i_ack_next, which is the last sequence number we received
 693  *
 694  * Potentially, send queue and receive queue handlers can run concurrently.
 695  * It would be nice to not have to use a spinlock to synchronize things,
 696  * but the one problem that rules this out is that 64bit updates are
 697  * not atomic on all platforms. Things would be a lot simpler if
 698  * we had atomic64 or maybe cmpxchg64 everywhere.
 699  *
 700  * Reconnecting complicates this picture just slightly. When we
 701  * reconnect, we may be seeing duplicate packets. The peer
 702  * is retransmitting them, because it hasn't seen an ACK for
 703  * them. It is important that we ACK these.
 704  *
 705  * ACK mitigation adds a header flag "ACK_REQUIRED"; any packet with
 706  * this flag set *MUST* be acknowledged immediately.
 707  */
 708
 709 /*
 710  * When we get here, we're called from the recv queue handler.
 711  * Check whether we ought to transmit an ACK.
 712  */
 713 void rds_ib_attempt_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 714 {
 715         unsigned int adv_credits;
 716
 717         if (!test_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags))
 718                 return;
 719
 720         if (test_and_set_bit(IB_ACK_IN_FLIGHT, &ic->i_ack_flags)) {
 721                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_send_delayed);
 722                 return;
 723         }
 724
 725         /* Can we get a send credit? */
 726         if (!rds_ib_send_grab_credits(ic, 1, &adv_credits, 0, RDS_MAX_ADV_CREDIT)) {
 727                 rds_ib_stats_inc(s_ib_tx_throttle);
 728                 clear_bit(IB_ACK_IN_FLIGHT, &ic->i_ack_flags);
 729                 return;
 730         }
 731
 732         clear_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 733         rds_ib_send_ack(ic, adv_credits);
 734 }
 735
 736 /*
 737  * We get here from the send completion handler, when the
 738  * adapter tells us the ACK frame was sent.
 739  */
 740 void rds_ib_ack_send_complete(struct rds_ib_connection *ic)
 741 {
 742         clear_bit(IB_ACK_IN_FLIGHT, &ic->i_ack_flags);
 743         rds_ib_attempt_ack(ic);
 744 }
 745
 746 /*
 747  * This is called by the regular xmit code when it wants to piggyback
 748  * an ACK on an outgoing frame.
 749  */
 750 u64 rds_ib_piggyb_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 751 {
 752         if (test_and_clear_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags))
 753                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_send_piggybacked);
 754         return rds_ib_get_ack(ic);
 755 }
 756
 757 /*
 758  * It's kind of lame that we're copying from the posted receive pages into
 759  * long-lived bitmaps.  We could have posted the bitmaps and rdma written into
 760  * them.  But receiving new congestion bitmaps should be a *rare* event, so
 761  * hopefully we won't need to invest that complexity in making it more
 762  * efficient.  By copying we can share a simpler core with TCP which has to
 763  * copy.
 764  */
 765 static void rds_ib_cong_recv(struct rds_connection *conn,
 766                               struct rds_ib_incoming *ibinc)
 767 {
 768         struct rds_cong_map *map;
 769         unsigned int map_off;
 770         unsigned int map_page;
 771         struct rds_page_frag *frag;
 772         unsigned long frag_off;
 773         unsigned long to_copy;
 774         unsigned long copied;
 775         uint64_t uncongested = 0;
 776         void *addr;
 777
 778         /* catch completely corrupt packets */
 779         if (be32_to_cpu(ibinc->ii_inc.i_hdr.h_len) != RDS_CONG_MAP_BYTES)
 780                 return;
 781
 782         map = conn->c_fcong;
 783         map_page = 0;
 784         map_off = 0;
 785
 786         frag = list_entry(ibinc->ii_frags.next, struct rds_page_frag, f_item);
 787         frag_off = 0;
 788
 789         copied = 0;
 790
 791         while (copied < RDS_CONG_MAP_BYTES) {
 792                 uint64_t *src, *dst;
 793                 unsigned int k;
 794
 795                 to_copy = min(RDS_FRAG_SIZE - frag_off, PAGE_SIZE - map_off);
 796                 BUG_ON(to_copy & 7); /* Must be 64bit aligned. */
 797
 798                 addr = kmap_atomic(sg_page(&frag->f_sg));
 799
 800                 src = addr + frag->f_sg.offset + frag_off;
 801                 dst = (void *)map->m_page_addrs[map_page] + map_off;
 802                 for (k = 0; k < to_copy; k += 8) {
 803                         /* Record ports that became uncongested, ie
 804                          * bits that changed from 0 to 1. */
 805                         uncongested |= ~(*src) & *dst;
 806                         *dst++ = *src++;
 807                 }
 808                 kunmap_atomic(addr);
 809
 810                 copied += to_copy;
 811
 812                 map_off += to_copy;
 813                 if (map_off == PAGE_SIZE) {
 814                         map_off = 0;
 815                         map_page++;
 816                 }
 817
 818                 frag_off += to_copy;
 819                 if (frag_off == RDS_FRAG_SIZE) {
 820                         frag = list_entry(frag->f_item.next,
 821                                           struct rds_page_frag, f_item);
 822                         frag_off = 0;
 823                 }
 824         }
 825
 826         /* the congestion map is in little endian order */
 827         uncongested = le64_to_cpu(uncongested);
 828
 829         rds_cong_map_updated(map, uncongested);
 830 }
 831
 832 static void rds_ib_process_recv(struct rds_connection *conn,
 833                                 struct rds_ib_recv_work *recv, u32 data_len,
 834                                 struct rds_ib_ack_state *state)
 835 {
 836         struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;
 837         struct rds_ib_incoming *ibinc = ic->i_ibinc;
 838         struct rds_header *ihdr, *hdr;
 839
 840         /* XXX shut down the connection if port 0,0 are seen? */
 841
 842         rdsdebug("ic %p ibinc %p recv %p byte len %u\n", ic, ibinc, recv,
 843                  data_len);
 844
 845         if (data_len < sizeof(struct rds_header)) {
 846                 rds_ib_conn_error(conn, "incoming message "
 847                        "from %pI4 didn't include a "
 848                        "header, disconnecting and "
 849                        "reconnecting\n",
 850                        &conn->c_faddr);
 851                 return;
 852         }
 853         data_len -= sizeof(struct rds_header);
 854
 855         ihdr = &ic->i_recv_hdrs[recv - ic->i_recvs];
 856
 857         /* Validate the checksum. */
 858         if (!rds_message_verify_checksum(ihdr)) {
 859                 rds_ib_conn_error(conn, "incoming message "
 860                        "from %pI4 has corrupted header - "
 861                        "forcing a reconnect\n",
 862                        &conn->c_faddr);
 863                 rds_stats_inc(s_recv_drop_bad_checksum);
 864                 return;
 865         }
 866
 867         /* Process the ACK sequence which comes with every packet */
 868         state->ack_recv = be64_to_cpu(ihdr->h_ack);
 869         state->ack_recv_valid = 1;
 870
 871         /* Process the credits update if there was one */
 872         if (ihdr->h_credit)
 873                 rds_ib_send_add_credits(conn, ihdr->h_credit);
 874
 875         if (ihdr->h_sport == 0 && ihdr->h_dport == 0 && data_len == 0) {
 876                 /* This is an ACK-only packet. The fact that it gets
 877                  * special treatment here is that historically, ACKs
 878                  * were rather special beasts.
 879                  */
 880                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_received);
 881
 882                 /*
 883                  * Usually the frags make their way on to incs and are then freed as
 884                  * the inc is freed.  We don't go that route, so we have to drop the
 885                  * page ref ourselves.  We can't just leave the page on the recv
 886                  * because that confuses the dma mapping of pages and each recv's use
 887                  * of a partial page.
 888                  *
 889                  * FIXME: Fold this into the code path below.
 890                  */
 891                 rds_ib_frag_free(ic, recv->r_frag);
 892                 recv->r_frag = NULL;
 893                 return;
 894         }
 895
 896         /*
 897          * If we don't already have an inc on the connection then this
 898          * fragment has a header and starts a message.. copy its header
 899          * into the inc and save the inc so we can hang upcoming fragments
 900          * off its list.
 901          */
 902         if (!ibinc) {
 903                 ibinc = recv->r_ibinc;
 904                 recv->r_ibinc = NULL;
 905                 ic->i_ibinc = ibinc;
 906
 907                 hdr = &ibinc->ii_inc.i_hdr;
 908                 memcpy(hdr, ihdr, sizeof(*hdr));
 909                 ic->i_recv_data_rem = be32_to_cpu(hdr->h_len);
 910
 911                 rdsdebug("ic %p ibinc %p rem %u flag 0x%x\n", ic, ibinc,
 912                          ic->i_recv_data_rem, hdr->h_flags);
 913         } else {
 914                 hdr = &ibinc->ii_inc.i_hdr;
 915                 /* We can't just use memcmp here; fragments of a
 916                  * single message may carry different ACKs */
 917                 if (hdr->h_sequence != ihdr->h_sequence ||
 918                     hdr->h_len != ihdr->h_len ||
 919                     hdr->h_sport != ihdr->h_sport ||
 920                     hdr->h_dport != ihdr->h_dport) {
 921                         rds_ib_conn_error(conn,
 922                                 "fragment header mismatch; forcing reconnect\n");
 923                         return;
 924                 }
 925         }
 926
 927         list_add_tail(&recv->r_frag->f_item, &ibinc->ii_frags);
 928         recv->r_frag = NULL;
 929
 930         if (ic->i_recv_data_rem > RDS_FRAG_SIZE)
 931                 ic->i_recv_data_rem -= RDS_FRAG_SIZE;
 932         else {
 933                 ic->i_recv_data_rem = 0;
 934                 ic->i_ibinc = NULL;
 935
 936                 if (ibinc->ii_inc.i_hdr.h_flags == RDS_FLAG_CONG_BITMAP)
 937                         rds_ib_cong_recv(conn, ibinc);
 938                 else {
 939                         rds_recv_incoming(conn, conn->c_faddr, conn->c_laddr,
 940                                           &ibinc->ii_inc, GFP_ATOMIC);
 941                         state->ack_next = be64_to_cpu(hdr->h_sequence);
 942                         state->ack_next_valid = 1;
 943                 }
 944
 945                 /* Evaluate the ACK_REQUIRED flag *after* we received
 946                  * the complete frame, and after bumping the next_rx
 947                  * sequence. */
 948                 if (hdr->h_flags & RDS_FLAG_ACK_REQUIRED) {
 949                         rds_stats_inc(s_recv_ack_required);
 950                         state->ack_required = 1;
 951                 }
 952
 953                 rds_inc_put(&ibinc->ii_inc);
 954         }
 955 }
 956
 957 void rds_ib_recv_cqe_handler(struct rds_ib_connection *ic,
 958                              struct ib_wc *wc,
 959                              struct rds_ib_ack_state *state)
 960 {
 961         struct rds_connection *conn = ic->conn;
 962         struct rds_ib_recv_work *recv;
 963
 964         rdsdebug("wc wr_id 0x%llx status %u (%s) byte_len %u imm_data %u\n",
 965                  (unsigned long long)wc->wr_id, wc->status,
 966                  ib_wc_status_msg(wc->status), wc->byte_len,
 967                  be32_to_cpu(wc->ex.imm_data));
 968
 969         rds_ib_stats_inc(s_ib_rx_cq_event);
 970         recv = &ic->i_recvs[rds_ib_ring_oldest(&ic->i_recv_ring)];
 971         ib_dma_unmap_sg(ic->i_cm_id->device, &recv->r_frag->f_sg, 1,
 972                         DMA_FROM_DEVICE);
 973
 974         /* Also process recvs in connecting state because it is possible
 975          * to get a recv completion _before_ the rdmacm ESTABLISHED
 976          * event is processed.
 977          */
 978         if (wc->status == IB_WC_SUCCESS) {
 979                 rds_ib_process_recv(conn, recv, wc->byte_len, state);
 980         } else {
 981                 /* We expect errors as the qp is drained during shutdown */
 982                 if (rds_conn_up(conn) || rds_conn_connecting(conn))
 983                         rds_ib_conn_error(conn, "recv completion on %pI4 had status %u (%s), disconnecting and reconnecting\n",
 984                                           &conn->c_faddr,
 985                                           wc->status,
 986                                           ib_wc_status_msg(wc->status));
 987         }
 988
 989         /* rds_ib_process_recv() doesn't always consume the frag, and
 990          * we might not have called it at all if the wc didn't indicate
 991          * success. We already unmapped the frag's pages, though, and
 992          * the following rds_ib_ring_free() call tells the refill path
 993          * that it will not find an allocated frag here. Make sure we
 994          * keep that promise by freeing a frag that's still on the ring.
 995          */
 996         if (recv->r_frag) {
 997                 rds_ib_frag_free(ic, recv->r_frag);
 998                 recv->r_frag = NULL;
 999         }
1000         rds_ib_ring_free(&ic->i_recv_ring, 1);
1001
1002         /* If we ever end up with a really empty receive ring, we're
1003          * in deep trouble, as the sender will definitely see RNR
1004          * timeouts. */
1005         if (rds_ib_ring_empty(&ic->i_recv_ring))
1006                 rds_ib_stats_inc(s_ib_rx_ring_empty);
1007
1008         if (rds_ib_ring_low(&ic->i_recv_ring))
1009                 rds_ib_recv_refill(conn, 0, GFP_NOWAIT);
1010 }
1011
1012 int rds_ib_recv_path(struct rds_conn_path *cp)
1013 {
1014         struct rds_connection *conn = cp->cp_conn;
1015         struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;
1016         int ret = 0;
1017
1018         rdsdebug("conn %p\n", conn);
1019         if (rds_conn_up(conn)) {
1020                 rds_ib_attempt_ack(ic);
1021                 rds_ib_recv_refill(conn, 0, GFP_KERNEL);
1022         }
1023
1024         return ret;
1025 }
1026
1027 int rds_ib_recv_init(void)
1028 {
1029         struct sysinfo si;
1030         int ret = -ENOMEM;
1031
1032         /* Default to 30% of all available RAM for recv memory */
1033         si_meminfo(&si);
1034         rds_ib_sysctl_max_recv_allocation = si.totalram / 3 * PAGE_SIZE / RDS_FRAG_SIZE;
1035
1036         rds_ib_incoming_slab = kmem_cache_create("rds_ib_incoming",
1037                                         sizeof(struct rds_ib_incoming),
1038                                         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
1039         if (!rds_ib_incoming_slab)
1040                 goto out;
1041
1042         rds_ib_frag_slab = kmem_cache_create("rds_ib_frag",
1043                                         sizeof(struct rds_page_frag),
1044                                         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
1045         if (!rds_ib_frag_slab) {
1046                 kmem_cache_destroy(rds_ib_incoming_slab);
1047                 rds_ib_incoming_slab = NULL;
1048         } else
1049                 ret = 0;
1050 out:
1051         return ret;
1052 }
1053
1054 void rds_ib_recv_exit(void)
1055 {
1056         kmem_cache_destroy(rds_ib_incoming_slab);
1057         kmem_cache_destroy(rds_ib_frag_slab);
1058 }