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.h"
  40 #include "ib.h"
  41
  42 static struct kmem_cache *rds_ib_incoming_slab;
  43 static struct kmem_cache *rds_ib_frag_slab;
  44 static atomic_t rds_ib_allocation = ATOMIC_INIT(0);
  45
  46 void rds_ib_recv_init_ring(struct rds_ib_connection *ic)
  47 {
  48         struct rds_ib_recv_work *recv;
  49         u32 i;
  50
  51         for (i = 0, recv = ic->i_recvs; i < ic->i_recv_ring.w_nr; i++, recv++) {
  52                 struct ib_sge *sge;
  53
  54                 recv->r_ibinc = NULL;
  55                 recv->r_frag = NULL;
  56
  57                 recv->r_wr.next = NULL;
  58                 recv->r_wr.wr_id = i;
  59                 recv->r_wr.sg_list = recv->r_sge;
  60                 recv->r_wr.num_sge = RDS_IB_RECV_SGE;
  61
  62                 sge = &recv->r_sge[0];
  63                 sge->addr = ic->i_recv_hdrs_dma + (i * sizeof(struct rds_header));
  64                 sge->length = sizeof(struct rds_header);
  65                 sge->lkey = ic->i_mr->lkey;
  66
  67                 sge = &recv->r_sge[1];
  68                 sge->addr = 0;
  69                 sge->length = RDS_FRAG_SIZE;
  70                 sge->lkey = ic->i_mr->lkey;
  71         }
  72 }
  73
  74 /*
  75  * The entire 'from' list, including the from element itself, is put on
  76  * to the tail of the 'to' list.
  77  */
  78 static void list_splice_entire_tail(struct list_head *from,
  79                                     struct list_head *to)
  80 {
  81         struct list_head *from_last = from->prev;
  82
  83         list_splice_tail(from_last, to);
  84         list_add_tail(from_last, to);
  85 }
  86
  87 static void rds_ib_cache_xfer_to_ready(struct rds_ib_refill_cache *cache)
  88 {
  89         struct list_head *tmp;
  90
  91         tmp = xchg(&cache->xfer, NULL);
  92         if (tmp) {
  93                 if (cache->ready)
  94                         list_splice_entire_tail(tmp, cache->ready);
  95                 else
  96                         cache->ready = tmp;
  97         }
  98 }
  99
 100 static int rds_ib_recv_alloc_cache(struct rds_ib_refill_cache *cache)
 101 {
 102         struct rds_ib_cache_head *head;
 103         int cpu;
 104
 105         cache->percpu = alloc_percpu(struct rds_ib_cache_head);
 106         if (!cache->percpu)
 107                return -ENOMEM;
 108
 109         for_each_possible_cpu(cpu) {
 110                 head = per_cpu_ptr(cache->percpu, cpu);
 111                 head->first = NULL;
 112                 head->count = 0;
 113         }
 114         cache->xfer = NULL;
 115         cache->ready = NULL;
 116
 117         return 0;
 118 }
 119
 120 int rds_ib_recv_alloc_caches(struct rds_ib_connection *ic)
 121 {
 122         int ret;
 123
 124         ret = rds_ib_recv_alloc_cache(&ic->i_cache_incs);
 125         if (!ret) {
 126                 ret = rds_ib_recv_alloc_cache(&ic->i_cache_frags);
 127                 if (ret)
 128                         free_percpu(ic->i_cache_incs.percpu);
 129         }
 130
 131         return ret;
 132 }
 133
 134 static void rds_ib_cache_splice_all_lists(struct rds_ib_refill_cache *cache,
 135                                           struct list_head *caller_list)
 136 {
 137         struct rds_ib_cache_head *head;
 138         int cpu;
 139
 140         for_each_possible_cpu(cpu) {
 141                 head = per_cpu_ptr(cache->percpu, cpu);
 142                 if (head->first) {
 143                         list_splice_entire_tail(head->first, caller_list);
 144                         head->first = NULL;
 145                 }
 146         }
 147
 148         if (cache->ready) {
 149                 list_splice_entire_tail(cache->ready, caller_list);
 150                 cache->ready = NULL;
 151         }
 152 }
 153
 154 void rds_ib_recv_free_caches(struct rds_ib_connection *ic)
 155 {
 156         struct rds_ib_incoming *inc;
 157         struct rds_ib_incoming *inc_tmp;
 158         struct rds_page_frag *frag;
 159         struct rds_page_frag *frag_tmp;
 160         LIST_HEAD(list);
 161
 162         rds_ib_cache_xfer_to_ready(&ic->i_cache_incs);
 163         rds_ib_cache_splice_all_lists(&ic->i_cache_incs, &list);
 164         free_percpu(ic->i_cache_incs.percpu);
 165
 166         list_for_each_entry_safe(inc, inc_tmp, &list, ii_cache_entry) {
 167                 list_del(&inc->ii_cache_entry);
 168                 WARN_ON(!list_empty(&inc->ii_frags));
 169                 kmem_cache_free(rds_ib_incoming_slab, inc);
 170         }
 171
 172         rds_ib_cache_xfer_to_ready(&ic->i_cache_frags);
 173         rds_ib_cache_splice_all_lists(&ic->i_cache_frags, &list);
 174         free_percpu(ic->i_cache_frags.percpu);
 175
 176         list_for_each_entry_safe(frag, frag_tmp, &list, f_cache_entry) {
 177                 list_del(&frag->f_cache_entry);
 178                 WARN_ON(!list_empty(&frag->f_item));
 179                 kmem_cache_free(rds_ib_frag_slab, frag);
 180         }
 181 }
 182
 183 /* fwd decl */
 184 static void rds_ib_recv_cache_put(struct list_head *new_item,
 185                                   struct rds_ib_refill_cache *cache);
 186 static struct list_head *rds_ib_recv_cache_get(struct rds_ib_refill_cache *cache);
 187
 188
 189 /* Recycle frag and attached recv buffer f_sg */
 190 static void rds_ib_frag_free(struct rds_ib_connection *ic,
 191                              struct rds_page_frag *frag)
 192 {
 193         rdsdebug("frag %p page %p\n", frag, sg_page(&frag->f_sg));
 194
 195         rds_ib_recv_cache_put(&frag->f_cache_entry, &ic->i_cache_frags);
 196 }
 197
 198 /* Recycle inc after freeing attached frags */
 199 void rds_ib_inc_free(struct rds_incoming *inc)
 200 {
 201         struct rds_ib_incoming *ibinc;
 202         struct rds_page_frag *frag;
 203         struct rds_page_frag *pos;
 204         struct rds_ib_connection *ic = inc->i_conn->c_transport_data;
 205
 206         ibinc = container_of(inc, struct rds_ib_incoming, ii_inc);
 207
 208         /* Free attached frags */
 209         list_for_each_entry_safe(frag, pos, &ibinc->ii_frags, f_item) {
 210                 list_del_init(&frag->f_item);
 211                 rds_ib_frag_free(ic, frag);
 212         }
 213         BUG_ON(!list_empty(&ibinc->ii_frags));
 214
 215         rdsdebug("freeing ibinc %p inc %p\n", ibinc, inc);
 216         rds_ib_recv_cache_put(&ibinc->ii_cache_entry, &ic->i_cache_incs);
 217 }
 218
 219 static void rds_ib_recv_clear_one(struct rds_ib_connection *ic,
 220                                   struct rds_ib_recv_work *recv)
 221 {
 222         if (recv->r_ibinc) {
 223                 rds_inc_put(&recv->r_ibinc->ii_inc);
 224                 recv->r_ibinc = NULL;
 225         }
 226         if (recv->r_frag) {
 227                 ib_dma_unmap_sg(ic->i_cm_id->device, &recv->r_frag->f_sg, 1, DMA_FROM_DEVICE);
 228                 rds_ib_frag_free(ic, recv->r_frag);
 229                 recv->r_frag = NULL;
 230         }
 231 }
 232
 233 void rds_ib_recv_clear_ring(struct rds_ib_connection *ic)
 234 {
 235         u32 i;
 236
 237         for (i = 0; i < ic->i_recv_ring.w_nr; i++)
 238                 rds_ib_recv_clear_one(ic, &ic->i_recvs[i]);
 239 }
 240
 241 static struct rds_ib_incoming *rds_ib_refill_one_inc(struct rds_ib_connection *ic,
 242                                                      gfp_t slab_mask)
 243 {
 244         struct rds_ib_incoming *ibinc;
 245         struct list_head *cache_item;
 246         int avail_allocs;
 247
 248         cache_item = rds_ib_recv_cache_get(&ic->i_cache_incs);
 249         if (cache_item) {
 250                 ibinc = container_of(cache_item, struct rds_ib_incoming, ii_cache_entry);
 251         } else {
 252                 avail_allocs = atomic_add_unless(&rds_ib_allocation,
 253                                                  1, rds_ib_sysctl_max_recv_allocation);
 254                 if (!avail_allocs) {
 255                         rds_ib_stats_inc(s_ib_rx_alloc_limit);
 256                         return NULL;
 257                 }
 258                 ibinc = kmem_cache_alloc(rds_ib_incoming_slab, slab_mask);
 259                 if (!ibinc) {
 260                         atomic_dec(&rds_ib_allocation);
 261                         return NULL;
 262                 }
 263         }
 264         INIT_LIST_HEAD(&ibinc->ii_frags);
 265         rds_inc_init(&ibinc->ii_inc, ic->conn, ic->conn->c_faddr);
 266
 267         return ibinc;
 268 }
 269
 270 static struct rds_page_frag *rds_ib_refill_one_frag(struct rds_ib_connection *ic,
 271                                                     gfp_t slab_mask, gfp_t page_mask)
 272 {
 273         struct rds_page_frag *frag;
 274         struct list_head *cache_item;
 275         int ret;
 276
 277         cache_item = rds_ib_recv_cache_get(&ic->i_cache_frags);
 278         if (cache_item) {
 279                 frag = container_of(cache_item, struct rds_page_frag, f_cache_entry);
 280         } else {
 281                 frag = kmem_cache_alloc(rds_ib_frag_slab, slab_mask);
 282                 if (!frag)
 283                         return NULL;
 284
 285                 sg_init_table(&frag->f_sg, 1);
 286                 ret = rds_page_remainder_alloc(&frag->f_sg,
 287                                                RDS_FRAG_SIZE, page_mask);
 288                 if (ret) {
 289                         kmem_cache_free(rds_ib_frag_slab, frag);
 290                         return NULL;
 291                 }
 292         }
 293
 294         INIT_LIST_HEAD(&frag->f_item);
 295
 296         return frag;
 297 }
 298
 299 static int rds_ib_recv_refill_one(struct rds_connection *conn,
 300                                   struct rds_ib_recv_work *recv, int prefill)
 301 {
 302         struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;
 303         struct ib_sge *sge;
 304         int ret = -ENOMEM;
 305         gfp_t slab_mask = GFP_NOWAIT;
 306         gfp_t page_mask = GFP_NOWAIT;
 307
 308         if (prefill) {
 309                 slab_mask = GFP_KERNEL;
 310                 page_mask = GFP_HIGHUSER;
 311         }
 312
 313         if (!ic->i_cache_incs.ready)
 314                 rds_ib_cache_xfer_to_ready(&ic->i_cache_incs);
 315         if (!ic->i_cache_frags.ready)
 316                 rds_ib_cache_xfer_to_ready(&ic->i_cache_frags);
 317
 318         /*
 319          * ibinc was taken from recv if recv contained the start of a message.
 320          * recvs that were continuations will still have this allocated.
 321          */
 322         if (!recv->r_ibinc) {
 323                 recv->r_ibinc = rds_ib_refill_one_inc(ic, slab_mask);
 324                 if (!recv->r_ibinc)
 325                         goto out;
 326         }
 327
 328         WARN_ON(recv->r_frag); /* leak! */
 329         recv->r_frag = rds_ib_refill_one_frag(ic, slab_mask, page_mask);
 330         if (!recv->r_frag)
 331                 goto out;
 332
 333         ret = ib_dma_map_sg(ic->i_cm_id->device, &recv->r_frag->f_sg,
 334                             1, DMA_FROM_DEVICE);
 335         WARN_ON(ret != 1);
 336
 337         sge = &recv->r_sge[0];
 338         sge->addr = ic->i_recv_hdrs_dma + (recv - ic->i_recvs) * sizeof(struct rds_header);
 339         sge->length = sizeof(struct rds_header);
 340
 341         sge = &recv->r_sge[1];
 342         sge->addr = ib_sg_dma_address(ic->i_cm_id->device, &recv->r_frag->f_sg);
 343         sge->length = ib_sg_dma_len(ic->i_cm_id->device, &recv->r_frag->f_sg);
 344
 345         ret = 0;
 346 out:
 347         return ret;
 348 }
 349
 350 /*
 351  * This tries to allocate and post unused work requests after making sure that
 352  * they have all the allocations they need to queue received fragments into
 353  * sockets.
 354  *
 355  * -1 is returned if posting fails due to temporary resource exhaustion.
 356  */
 357 void rds_ib_recv_refill(struct rds_connection *conn, int prefill)
 358 {
 359         struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;
 360         struct rds_ib_recv_work *recv;
 361         struct ib_recv_wr *failed_wr;
 362         unsigned int posted = 0;
 363         int ret = 0;
 364         u32 pos;
 365
 366         while ((prefill || rds_conn_up(conn)) &&
 367                rds_ib_ring_alloc(&ic->i_recv_ring, 1, &pos)) {
 368                 if (pos >= ic->i_recv_ring.w_nr) {
 369                         printk(KERN_NOTICE "Argh - ring alloc returned pos=%u\n",
 370                                         pos);
 371                         break;
 372                 }
 373
 374                 recv = &ic->i_recvs[pos];
 375                 ret = rds_ib_recv_refill_one(conn, recv, prefill);
 376                 if (ret) {
 377                         break;
 378                 }
 379
 380                 /* XXX when can this fail? */
 381                 ret = ib_post_recv(ic->i_cm_id->qp, &recv->r_wr, &failed_wr);
 382                 rdsdebug("recv %p ibinc %p page %p addr %lu ret %d\n", recv,
 383                          recv->r_ibinc, sg_page(&recv->r_frag->f_sg),
 384                          (long) ib_sg_dma_address(
 385                                 ic->i_cm_id->device,
 386                                 &recv->r_frag->f_sg),
 387                         ret);
 388                 if (ret) {
 389                         rds_ib_conn_error(conn, "recv post on "
 390                                "%pI4 returned %d, disconnecting and "
 391                                "reconnecting\n", &conn->c_faddr,
 392                                ret);
 393                         break;
 394                 }
 395
 396                 posted++;
 397         }
 398
 399         /* We're doing flow control - update the window. */
 400         if (ic->i_flowctl && posted)
 401                 rds_ib_advertise_credits(conn, posted);
 402
 403         if (ret)
 404                 rds_ib_ring_unalloc(&ic->i_recv_ring, 1);
 405 }
 406
 407 /*
 408  * We want to recycle several types of recv allocations, like incs and frags.
 409  * To use this, the *_free() function passes in the ptr to a list_head within
 410  * the recyclee, as well as the cache to put it on.
 411  *
 412  * First, we put the memory on a percpu list. When this reaches a certain size,
 413  * We move it to an intermediate non-percpu list in a lockless manner, with some
 414  * xchg/compxchg wizardry.
 415  *
 416  * N.B. Instead of a list_head as the anchor, we use a single pointer, which can
 417  * be NULL and xchg'd. The list is actually empty when the pointer is NULL, and
 418  * list_empty() will return true with one element is actually present.
 419  */
 420 static void rds_ib_recv_cache_put(struct list_head *new_item,
 421                                  struct rds_ib_refill_cache *cache)
 422 {
 423         unsigned long flags;
 424         struct list_head *old;
 425         struct list_head __percpu *chpfirst;
 426
 427         local_irq_save(flags);
 428
 429         chpfirst = __this_cpu_read(cache->percpu->first);
 430         if (!chpfirst)
 431                 INIT_LIST_HEAD(new_item);
 432         else /* put on front */
 433                 list_add_tail(new_item, chpfirst);
 434
 435         __this_cpu_write(chpfirst, new_item);
 436         __this_cpu_inc(cache->percpu->count);
 437
 438         if (__this_cpu_read(cache->percpu->count) < RDS_IB_RECYCLE_BATCH_COUNT)
 439                 goto end;
 440
 441         /*
 442          * Return our per-cpu first list to the cache's xfer by atomically
 443          * grabbing the current xfer list, appending it to our per-cpu list,
 444          * and then atomically returning that entire list back to the
 445          * cache's xfer list as long as it's still empty.
 446          */
 447         do {
 448                 old = xchg(&cache->xfer, NULL);
 449                 if (old)
 450                         list_splice_entire_tail(old, chpfirst);
 451                 old = cmpxchg(&cache->xfer, NULL, chpfirst);
 452         } while (old);
 453
 454
 455         __this_cpu_write(chpfirst, NULL);
 456         __this_cpu_write(cache->percpu->count, 0);
 457 end:
 458         local_irq_restore(flags);
 459 }
 460
 461 static struct list_head *rds_ib_recv_cache_get(struct rds_ib_refill_cache *cache)
 462 {
 463         struct list_head *head = cache->ready;
 464
 465         if (head) {
 466                 if (!list_empty(head)) {
 467                         cache->ready = head->next;
 468                         list_del_init(head);
 469                 } else
 470                         cache->ready = NULL;
 471         }
 472
 473         return head;
 474 }
 475
 476 int rds_ib_inc_copy_to_user(struct rds_incoming *inc, struct iovec *first_iov,
 477                             size_t size)
 478 {
 479         struct rds_ib_incoming *ibinc;
 480         struct rds_page_frag *frag;
 481         struct iovec *iov = first_iov;
 482         unsigned long to_copy;
 483         unsigned long frag_off = 0;
 484         unsigned long iov_off = 0;
 485         int copied = 0;
 486         int ret;
 487         u32 len;
 488
 489         ibinc = container_of(inc, struct rds_ib_incoming, ii_inc);
 490         frag = list_entry(ibinc->ii_frags.next, struct rds_page_frag, f_item);
 491         len = be32_to_cpu(inc->i_hdr.h_len);
 492
 493         while (copied < size && copied < len) {
 494                 if (frag_off == RDS_FRAG_SIZE) {
 495                         frag = list_entry(frag->f_item.next,
 496                                           struct rds_page_frag, f_item);
 497                         frag_off = 0;
 498                 }
 499                 while (iov_off == iov->iov_len) {
 500                         iov_off = 0;
 501                         iov++;
 502                 }
 503
 504                 to_copy = min(iov->iov_len - iov_off, RDS_FRAG_SIZE - frag_off);
 505                 to_copy = min_t(size_t, to_copy, size - copied);
 506                 to_copy = min_t(unsigned long, to_copy, len - copied);
 507
 508                 rdsdebug("%lu bytes to user [%p, %zu] + %lu from frag "
 509                          "[%p, %u] + %lu\n",
 510                          to_copy, iov->iov_base, iov->iov_len, iov_off,
 511                          sg_page(&frag->f_sg), frag->f_sg.offset, frag_off);
 512
 513                 /* XXX needs + offset for multiple recvs per page */
 514                 ret = rds_page_copy_to_user(sg_page(&frag->f_sg),
 515                                             frag->f_sg.offset + frag_off,
 516                                             iov->iov_base + iov_off,
 517                                             to_copy);
 518                 if (ret) {
 519                         copied = ret;
 520                         break;
 521                 }
 522
 523                 iov_off += to_copy;
 524                 frag_off += to_copy;
 525                 copied += to_copy;
 526         }
 527
 528         return copied;
 529 }
 530
 531 /* ic starts out kzalloc()ed */
 532 void rds_ib_recv_init_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 533 {
 534         struct ib_send_wr *wr = &ic->i_ack_wr;
 535         struct ib_sge *sge = &ic->i_ack_sge;
 536
 537         sge->addr = ic->i_ack_dma;
 538         sge->length = sizeof(struct rds_header);
 539         sge->lkey = ic->i_mr->lkey;
 540
 541         wr->sg_list = sge;
 542         wr->num_sge = 1;
 543         wr->opcode = IB_WR_SEND;
 544         wr->wr_id = RDS_IB_ACK_WR_ID;
 545         wr->send_flags = IB_SEND_SIGNALED | IB_SEND_SOLICITED;
 546 }
 547
 548 /*
 549  * You'd think that with reliable IB connections you wouldn't need to ack
 550  * messages that have been received.  The problem is that IB hardware generates
 551  * an ack message before it has DMAed the message into memory.  This creates a
 552  * potential message loss if the HCA is disabled for any reason between when it
 553  * sends the ack and before the message is DMAed and processed.  This is only a
 554  * potential issue if another HCA is available for fail-over.
 555  *
 556  * When the remote host receives our ack they'll free the sent message from
 557  * their send queue.  To decrease the latency of this we always send an ack
 558  * immediately after we've received messages.
 559  *
 560  * For simplicity, we only have one ack in flight at a time.  This puts
 561  * pressure on senders to have deep enough send queues to absorb the latency of
 562  * a single ack frame being in flight.  This might not be good enough.
 563  *
 564  * This is implemented by have a long-lived send_wr and sge which point to a
 565  * statically allocated ack frame.  This ack wr does not fall under the ring
 566  * accounting that the tx and rx wrs do.  The QP attribute specifically makes
 567  * room for it beyond the ring size.  Send completion notices its special
 568  * wr_id and avoids working with the ring in that case.
 569  */
 570 #ifndef KERNEL_HAS_ATOMIC64
 571 static void rds_ib_set_ack(struct rds_ib_connection *ic, u64 seq,
 572                                 int ack_required)
 573 {
 574         unsigned long flags;
 575
 576         spin_lock_irqsave(&ic->i_ack_lock, flags);
 577         ic->i_ack_next = seq;
 578         if (ack_required)
 579                 set_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 580         spin_unlock_irqrestore(&ic->i_ack_lock, flags);
 581 }
 582
 583 static u64 rds_ib_get_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 584 {
 585         unsigned long flags;
 586         u64 seq;
 587
 588         clear_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 589
 590         spin_lock_irqsave(&ic->i_ack_lock, flags);
 591         seq = ic->i_ack_next;
 592         spin_unlock_irqrestore(&ic->i_ack_lock, flags);
 593
 594         return seq;
 595 }
 596 #else
 597 static void rds_ib_set_ack(struct rds_ib_connection *ic, u64 seq,
 598                                 int ack_required)
 599 {
 600         atomic64_set(&ic->i_ack_next, seq);
 601         if (ack_required) {
 602                 smp_mb__before_clear_bit();
 603                 set_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 604         }
 605 }
 606
 607 static u64 rds_ib_get_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 608 {
 609         clear_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 610         smp_mb__after_clear_bit();
 611
 612         return atomic64_read(&ic->i_ack_next);
 613 }
 614 #endif
 615
 616
 617 static void rds_ib_send_ack(struct rds_ib_connection *ic, unsigned int adv_credits)
 618 {
 619         struct rds_header *hdr = ic->i_ack;
 620         struct ib_send_wr *failed_wr;
 621         u64 seq;
 622         int ret;
 623
 624         seq = rds_ib_get_ack(ic);
 625
 626         rdsdebug("send_ack: ic %p ack %llu\n", ic, (unsigned long long) seq);
 627         rds_message_populate_header(hdr, 0, 0, 0);
 628         hdr->h_ack = cpu_to_be64(seq);
 629         hdr->h_credit = adv_credits;
 630         rds_message_make_checksum(hdr);
 631         ic->i_ack_queued = jiffies;
 632
 633         ret = ib_post_send(ic->i_cm_id->qp, &ic->i_ack_wr, &failed_wr);
 634         if (unlikely(ret)) {
 635                 /* Failed to send. Release the WR, and
 636                  * force another ACK.
 637                  */
 638                 clear_bit(IB_ACK_IN_FLIGHT, &ic->i_ack_flags);
 639                 set_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 640
 641                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_send_failure);
 642
 643                 rds_ib_conn_error(ic->conn, "sending ack failed\n");
 644         } else
 645                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_sent);
 646 }
 647
 648 /*
 649  * There are 3 ways of getting acknowledgements to the peer:
 650  *  1.  We call rds_ib_attempt_ack from the recv completion handler
 651  *      to send an ACK-only frame.
 652  *      However, there can be only one such frame in the send queue
 653  *      at any time, so we may have to postpone it.
 654  *  2.  When another (data) packet is transmitted while there's
 655  *      an ACK in the queue, we piggyback the ACK sequence number
 656  *      on the data packet.
 657  *  3.  If the ACK WR is done sending, we get called from the
 658  *      send queue completion handler, and check whether there's
 659  *      another ACK pending (postponed because the WR was on the
 660  *      queue). If so, we transmit it.
 661  *
 662  * We maintain 2 variables:
 663  *  -   i_ack_flags, which keeps track of whether the ACK WR
 664  *      is currently in the send queue or not (IB_ACK_IN_FLIGHT)
 665  *  -   i_ack_next, which is the last sequence number we received
 666  *
 667  * Potentially, send queue and receive queue handlers can run concurrently.
 668  * It would be nice to not have to use a spinlock to synchronize things,
 669  * but the one problem that rules this out is that 64bit updates are
 670  * not atomic on all platforms. Things would be a lot simpler if
 671  * we had atomic64 or maybe cmpxchg64 everywhere.
 672  *
 673  * Reconnecting complicates this picture just slightly. When we
 674  * reconnect, we may be seeing duplicate packets. The peer
 675  * is retransmitting them, because it hasn't seen an ACK for
 676  * them. It is important that we ACK these.
 677  *
 678  * ACK mitigation adds a header flag "ACK_REQUIRED"; any packet with
 679  * this flag set *MUST* be acknowledged immediately.
 680  */
 681
 682 /*
 683  * When we get here, we're called from the recv queue handler.
 684  * Check whether we ought to transmit an ACK.
 685  */
 686 void rds_ib_attempt_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 687 {
 688         unsigned int adv_credits;
 689
 690         if (!test_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags))
 691                 return;
 692
 693         if (test_and_set_bit(IB_ACK_IN_FLIGHT, &ic->i_ack_flags)) {
 694                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_send_delayed);
 695                 return;
 696         }
 697
 698         /* Can we get a send credit? */
 699         if (!rds_ib_send_grab_credits(ic, 1, &adv_credits, 0, RDS_MAX_ADV_CREDIT)) {
 700                 rds_ib_stats_inc(s_ib_tx_throttle);
 701                 clear_bit(IB_ACK_IN_FLIGHT, &ic->i_ack_flags);
 702                 return;
 703         }
 704
 705         clear_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 706         rds_ib_send_ack(ic, adv_credits);
 707 }
 708
 709 /*
 710  * We get here from the send completion handler, when the
 711  * adapter tells us the ACK frame was sent.
 712  */
 713 void rds_ib_ack_send_complete(struct rds_ib_connection *ic)
 714 {
 715         clear_bit(IB_ACK_IN_FLIGHT, &ic->i_ack_flags);
 716         rds_ib_attempt_ack(ic);
 717 }
 718
 719 /*
 720  * This is called by the regular xmit code when it wants to piggyback
 721  * an ACK on an outgoing frame.
 722  */
 723 u64 rds_ib_piggyb_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 724 {
 725         if (test_and_clear_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags))
 726                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_send_piggybacked);
 727         return rds_ib_get_ack(ic);
 728 }
 729
 730 /*
 731  * It's kind of lame that we're copying from the posted receive pages into
 732  * long-lived bitmaps.  We could have posted the bitmaps and rdma written into
 733  * them.  But receiving new congestion bitmaps should be a *rare* event, so
 734  * hopefully we won't need to invest that complexity in making it more
 735  * efficient.  By copying we can share a simpler core with TCP which has to
 736  * copy.
 737  */
 738 static void rds_ib_cong_recv(struct rds_connection *conn,
 739                               struct rds_ib_incoming *ibinc)
 740 {
 741         struct rds_cong_map *map;
 742         unsigned int map_off;
 743         unsigned int map_page;
 744         struct rds_page_frag *frag;
 745         unsigned long frag_off;
 746         unsigned long to_copy;
 747         unsigned long copied;
 748         uint64_t uncongested = 0;
 749         void *addr;
 750
 751         /* catch completely corrupt packets */
 752         if (be32_to_cpu(ibinc->ii_inc.i_hdr.h_len) != RDS_CONG_MAP_BYTES)
 753                 return;
 754
 755         map = conn->c_fcong;
 756         map_page = 0;
 757         map_off = 0;
 758
 759         frag = list_entry(ibinc->ii_frags.next, struct rds_page_frag, f_item);
 760         frag_off = 0;
 761
 762         copied = 0;
 763
 764         while (copied < RDS_CONG_MAP_BYTES) {
 765                 uint64_t *src, *dst;
 766                 unsigned int k;
 767
 768                 to_copy = min(RDS_FRAG_SIZE - frag_off, PAGE_SIZE - map_off);
 769                 BUG_ON(to_copy & 7); /* Must be 64bit aligned. */
 770
 771                 addr = kmap_atomic(sg_page(&frag->f_sg));
 772
 773                 src = addr + frag_off;
 774                 dst = (void *)map->m_page_addrs[map_page] + map_off;
 775                 for (k = 0; k < to_copy; k += 8) {
 776                         /* Record ports that became uncongested, ie
 777                          * bits that changed from 0 to 1. */
 778                         uncongested |= ~(*src) & *dst;
 779                         *dst++ = *src++;
 780                 }
 781                 kunmap_atomic(addr);
 782
 783                 copied += to_copy;
 784
 785                 map_off += to_copy;
 786                 if (map_off == PAGE_SIZE) {
 787                         map_off = 0;
 788                         map_page++;
 789                 }
 790
 791                 frag_off += to_copy;
 792                 if (frag_off == RDS_FRAG_SIZE) {
 793                         frag = list_entry(frag->f_item.next,
 794                                           struct rds_page_frag, f_item);
 795                         frag_off = 0;
 796                 }
 797         }
 798
 799         /* the congestion map is in little endian order */
 800         uncongested = le64_to_cpu(uncongested);
 801
 802         rds_cong_map_updated(map, uncongested);
 803 }
 804
 805 /*
 806  * Rings are posted with all the allocations they'll need to queue the
 807  * incoming message to the receiving socket so this can't fail.
 808  * All fragments start with a header, so we can make sure we're not receiving
 809  * garbage, and we can tell a small 8 byte fragment from an ACK frame.
 810  */
 811 struct rds_ib_ack_state {
 812         u64             ack_next;
 813         u64             ack_recv;
 814         unsigned int    ack_required:1;
 815         unsigned int    ack_next_valid:1;
 816         unsigned int    ack_recv_valid:1;
 817 };
 818
 819 static void rds_ib_process_recv(struct rds_connection *conn,
 820                                 struct rds_ib_recv_work *recv, u32 data_len,
 821                                 struct rds_ib_ack_state *state)
 822 {
 823         struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;
 824         struct rds_ib_incoming *ibinc = ic->i_ibinc;
 825         struct rds_header *ihdr, *hdr;
 826
 827         /* XXX shut down the connection if port 0,0 are seen? */
 828
 829         rdsdebug("ic %p ibinc %p recv %p byte len %u\n", ic, ibinc, recv,
 830                  data_len);
 831
 832         if (data_len < sizeof(struct rds_header)) {
 833                 rds_ib_conn_error(conn, "incoming message "
 834                        "from %pI4 didn't include a "
 835                        "header, disconnecting and "
 836                        "reconnecting\n",
 837                        &conn->c_faddr);
 838                 return;
 839         }
 840         data_len -= sizeof(struct rds_header);
 841
 842         ihdr = &ic->i_recv_hdrs[recv - ic->i_recvs];
 843
 844         /* Validate the checksum. */
 845         if (!rds_message_verify_checksum(ihdr)) {
 846                 rds_ib_conn_error(conn, "incoming message "
 847                        "from %pI4 has corrupted header - "
 848                        "forcing a reconnect\n",
 849                        &conn->c_faddr);
 850                 rds_stats_inc(s_recv_drop_bad_checksum);
 851                 return;
 852         }
 853
 854         /* Process the ACK sequence which comes with every packet */
 855         state->ack_recv = be64_to_cpu(ihdr->h_ack);
 856         state->ack_recv_valid = 1;
 857
 858         /* Process the credits update if there was one */
 859         if (ihdr->h_credit)
 860                 rds_ib_send_add_credits(conn, ihdr->h_credit);
 861
 862         if (ihdr->h_sport == 0 && ihdr->h_dport == 0 && data_len == 0) {
 863                 /* This is an ACK-only packet. The fact that it gets
 864                  * special treatment here is that historically, ACKs
 865                  * were rather special beasts.
 866                  */
 867                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_received);
 868
 869                 /*
 870                  * Usually the frags make their way on to incs and are then freed as
 871                  * the inc is freed.  We don't go that route, so we have to drop the
 872                  * page ref ourselves.  We can't just leave the page on the recv
 873                  * because that confuses the dma mapping of pages and each recv's use
 874                  * of a partial page.
 875                  *
 876                  * FIXME: Fold this into the code path below.
 877                  */
 878                 rds_ib_frag_free(ic, recv->r_frag);
 879                 recv->r_frag = NULL;
 880                 return;
 881         }
 882
 883         /*
 884          * If we don't already have an inc on the connection then this
 885          * fragment has a header and starts a message.. copy its header
 886          * into the inc and save the inc so we can hang upcoming fragments
 887          * off its list.
 888          */
 889         if (!ibinc) {
 890                 ibinc = recv->r_ibinc;
 891                 recv->r_ibinc = NULL;
 892                 ic->i_ibinc = ibinc;
 893
 894                 hdr = &ibinc->ii_inc.i_hdr;
 895                 memcpy(hdr, ihdr, sizeof(*hdr));
 896                 ic->i_recv_data_rem = be32_to_cpu(hdr->h_len);
 897
 898                 rdsdebug("ic %p ibinc %p rem %u flag 0x%x\n", ic, ibinc,
 899                          ic->i_recv_data_rem, hdr->h_flags);
 900         } else {
 901                 hdr = &ibinc->ii_inc.i_hdr;
 902                 /* We can't just use memcmp here; fragments of a
 903                  * single message may carry different ACKs */
 904                 if (hdr->h_sequence != ihdr->h_sequence ||
 905                     hdr->h_len != ihdr->h_len ||
 906                     hdr->h_sport != ihdr->h_sport ||
 907                     hdr->h_dport != ihdr->h_dport) {
 908                         rds_ib_conn_error(conn,
 909                                 "fragment header mismatch; forcing reconnect\n");
 910                         return;
 911                 }
 912         }
 913
 914         list_add_tail(&recv->r_frag->f_item, &ibinc->ii_frags);
 915         recv->r_frag = NULL;
 916
 917         if (ic->i_recv_data_rem > RDS_FRAG_SIZE)
 918                 ic->i_recv_data_rem -= RDS_FRAG_SIZE;
 919         else {
 920                 ic->i_recv_data_rem = 0;
 921                 ic->i_ibinc = NULL;
 922
 923                 if (ibinc->ii_inc.i_hdr.h_flags == RDS_FLAG_CONG_BITMAP)
 924                         rds_ib_cong_recv(conn, ibinc);
 925                 else {
 926                         rds_recv_incoming(conn, conn->c_faddr, conn->c_laddr,
 927                                           &ibinc->ii_inc, GFP_ATOMIC);
 928                         state->ack_next = be64_to_cpu(hdr->h_sequence);
 929                         state->ack_next_valid = 1;
 930                 }
 931
 932                 /* Evaluate the ACK_REQUIRED flag *after* we received
 933                  * the complete frame, and after bumping the next_rx
 934                  * sequence. */
 935                 if (hdr->h_flags & RDS_FLAG_ACK_REQUIRED) {
 936                         rds_stats_inc(s_recv_ack_required);
 937                         state->ack_required = 1;
 938                 }
 939
 940                 rds_inc_put(&ibinc->ii_inc);
 941         }
 942 }
 943
 944 /*
 945  * Plucking the oldest entry from the ring can be done concurrently with
 946  * the thread refilling the ring.  Each ring operation is protected by
 947  * spinlocks and the transient state of refilling doesn't change the
 948  * recording of which entry is oldest.
 949  *
 950  * This relies on IB only calling one cq comp_handler for each cq so that
 951  * there will only be one caller of rds_recv_incoming() per RDS connection.
 952  */
 953 void rds_ib_recv_cq_comp_handler(struct ib_cq *cq, void *context)
 954 {
 955         struct rds_connection *conn = context;
 956         struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;
 957
 958         rdsdebug("conn %p cq %p\n", conn, cq);
 959
 960         rds_ib_stats_inc(s_ib_rx_cq_call);
 961
 962         tasklet_schedule(&ic->i_recv_tasklet);
 963 }
 964
 965 static inline void rds_poll_cq(struct rds_ib_connection *ic,
 966                                struct rds_ib_ack_state *state)
 967 {
 968         struct rds_connection *conn = ic->conn;
 969         struct ib_wc wc;
 970         struct rds_ib_recv_work *recv;
 971
 972         while (ib_poll_cq(ic->i_recv_cq, 1, &wc) > 0) {
 973                 rdsdebug("wc wr_id 0x%llx status %u (%s) byte_len %u imm_data %u\n",
 974                          (unsigned long long)wc.wr_id, wc.status,
 975                          rds_ib_wc_status_str(wc.status), wc.byte_len,
 976                          be32_to_cpu(wc.ex.imm_data));
 977                 rds_ib_stats_inc(s_ib_rx_cq_event);
 978
 979                 recv = &ic->i_recvs[rds_ib_ring_oldest(&ic->i_recv_ring)];
 980
 981                 ib_dma_unmap_sg(ic->i_cm_id->device, &recv->r_frag->f_sg, 1, DMA_FROM_DEVICE);
 982
 983                 /*
 984                  * Also process recvs in connecting state because it is possible
 985                  * to get a recv completion _before_ the rdmacm ESTABLISHED
 986                  * event is processed.
 987                  */
 988                 if (wc.status == IB_WC_SUCCESS) {
 989                         rds_ib_process_recv(conn, recv, wc.byte_len, state);
 990                 } else {
 991                         /* We expect errors as the qp is drained during shutdown */
 992                         if (rds_conn_up(conn) || rds_conn_connecting(conn))
 993                                 rds_ib_conn_error(conn, "recv completion on %pI4 had "
 994                                                   "status %u (%s), disconnecting and "
 995                                                   "reconnecting\n", &conn->c_faddr,
 996                                                   wc.status,
 997                                                   rds_ib_wc_status_str(wc.status));
 998                 }
 999
1000                 /*
1001                  * It's very important that we only free this ring entry if we've truly
1002                  * freed the resources allocated to the entry.  The refilling path can
1003                  * leak if we don't.
1004                  */
1005                 rds_ib_ring_free(&ic->i_recv_ring, 1);
1006         }
1007 }
1008
1009 void rds_ib_recv_tasklet_fn(unsigned long data)
1010 {
1011         struct rds_ib_connection *ic = (struct rds_ib_connection *) data;
1012         struct rds_connection *conn = ic->conn;
1013         struct rds_ib_ack_state state = { 0, };
1014
1015         rds_poll_cq(ic, &state);
1016         ib_req_notify_cq(ic->i_recv_cq, IB_CQ_SOLICITED);
1017         rds_poll_cq(ic, &state);
1018
1019         if (state.ack_next_valid)
1020                 rds_ib_set_ack(ic, state.ack_next, state.ack_required);
1021         if (state.ack_recv_valid && state.ack_recv > ic->i_ack_recv) {
1022                 rds_send_drop_acked(conn, state.ack_recv, NULL);
1023                 ic->i_ack_recv = state.ack_recv;
1024         }
1025         if (rds_conn_up(conn))
1026                 rds_ib_attempt_ack(ic);
1027
1028         /* If we ever end up with a really empty receive ring, we're
1029          * in deep trouble, as the sender will definitely see RNR
1030          * timeouts. */
1031         if (rds_ib_ring_empty(&ic->i_recv_ring))
1032                 rds_ib_stats_inc(s_ib_rx_ring_empty);
1033
1034         if (rds_ib_ring_low(&ic->i_recv_ring))
1035                 rds_ib_recv_refill(conn, 0);
1036 }
1037
1038 int rds_ib_recv(struct rds_connection *conn)
1039 {
1040         struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;
1041         int ret = 0;
1042
1043         rdsdebug("conn %p\n", conn);
1044         if (rds_conn_up(conn))
1045                 rds_ib_attempt_ack(ic);
1046
1047         return ret;
1048 }
1049
1050 int rds_ib_recv_init(void)
1051 {
1052         struct sysinfo si;
1053         int ret = -ENOMEM;
1054
1055         /* Default to 30% of all available RAM for recv memory */
1056         si_meminfo(&si);
1057         rds_ib_sysctl_max_recv_allocation = si.totalram / 3 * PAGE_SIZE / RDS_FRAG_SIZE;
1058
1059         rds_ib_incoming_slab = kmem_cache_create("rds_ib_incoming",
1060                                         sizeof(struct rds_ib_incoming),
1061                                         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
1062         if (!rds_ib_incoming_slab)
1063                 goto out;
1064
1065         rds_ib_frag_slab = kmem_cache_create("rds_ib_frag",
1066                                         sizeof(struct rds_page_frag),
1067                                         0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL);
1068         if (!rds_ib_frag_slab)
1069                 kmem_cache_destroy(rds_ib_incoming_slab);
1070         else
1071                 ret = 0;
1072 out:
1073         return ret;
1074 }
1075
1076 void rds_ib_recv_exit(void)
1077 {
1078         kmem_cache_destroy(rds_ib_incoming_slab);
1079         kmem_cache_destroy(rds_ib_frag_slab);
1080 }