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                 ret = rds_page_remainder_alloc(&frag->f_sg,
 286                                                RDS_FRAG_SIZE, page_mask);
 287                 if (ret) {
 288                         kmem_cache_free(rds_ib_frag_slab, frag);
 289                         return NULL;
 290                 }
 291         }
 292
 293         INIT_LIST_HEAD(&frag->f_item);
 294
 295         return frag;
 296 }
 297
 298 static int rds_ib_recv_refill_one(struct rds_connection *conn,
 299                                   struct rds_ib_recv_work *recv, int prefill)
 300 {
 301         struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;
 302         struct ib_sge *sge;
 303         int ret = -ENOMEM;
 304         gfp_t slab_mask = GFP_NOWAIT;
 305         gfp_t page_mask = GFP_NOWAIT;
 306
 307         if (prefill) {
 308                 slab_mask = GFP_KERNEL;
 309                 page_mask = GFP_HIGHUSER;
 310         }
 311
 312         if (!ic->i_cache_incs.ready)
 313                 rds_ib_cache_xfer_to_ready(&ic->i_cache_incs);
 314         if (!ic->i_cache_frags.ready)
 315                 rds_ib_cache_xfer_to_ready(&ic->i_cache_frags);
 316
 317         /*
 318          * ibinc was taken from recv if recv contained the start of a message.
 319          * recvs that were continuations will still have this allocated.
 320          */
 321         if (!recv->r_ibinc) {
 322                 recv->r_ibinc = rds_ib_refill_one_inc(ic, slab_mask);
 323                 if (!recv->r_ibinc)
 324                         goto out;
 325         }
 326
 327         WARN_ON(recv->r_frag); /* leak! */
 328         recv->r_frag = rds_ib_refill_one_frag(ic, slab_mask, page_mask);
 329         if (!recv->r_frag)
 330                 goto out;
 331
 332         ret = ib_dma_map_sg(ic->i_cm_id->device, &recv->r_frag->f_sg,
 333                             1, DMA_FROM_DEVICE);
 334         WARN_ON(ret != 1);
 335
 336         sge = &recv->r_sge[0];
 337         sge->addr = ic->i_recv_hdrs_dma + (recv - ic->i_recvs) * sizeof(struct rds_header);
 338         sge->length = sizeof(struct rds_header);
 339
 340         sge = &recv->r_sge[1];
 341         sge->addr = sg_dma_address(&recv->r_frag->f_sg);
 342         sge->length = sg_dma_len(&recv->r_frag->f_sg);
 343
 344         ret = 0;
 345 out:
 346         return ret;
 347 }
 348
 349 /*
 350  * This tries to allocate and post unused work requests after making sure that
 351  * they have all the allocations they need to queue received fragments into
 352  * sockets.
 353  *
 354  * -1 is returned if posting fails due to temporary resource exhaustion.
 355  */
 356 int rds_ib_recv_refill(struct rds_connection *conn, int prefill)
 357 {
 358         struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;
 359         struct rds_ib_recv_work *recv;
 360         struct ib_recv_wr *failed_wr;
 361         unsigned int posted = 0;
 362         int ret = 0;
 363         u32 pos;
 364
 365         while ((prefill || rds_conn_up(conn)) &&
 366                rds_ib_ring_alloc(&ic->i_recv_ring, 1, &pos)) {
 367                 if (pos >= ic->i_recv_ring.w_nr) {
 368                         printk(KERN_NOTICE "Argh - ring alloc returned pos=%u\n",
 369                                         pos);
 370                         ret = -EINVAL;
 371                         break;
 372                 }
 373
 374                 recv = &ic->i_recvs[pos];
 375                 ret = rds_ib_recv_refill_one(conn, recv, prefill);
 376                 if (ret) {
 377                         ret = -1;
 378                         break;
 379                 }
 380
 381                 /* XXX when can this fail? */
 382                 ret = ib_post_recv(ic->i_cm_id->qp, &recv->r_wr, &failed_wr);
 383                 rdsdebug("recv %p ibinc %p page %p addr %lu ret %d\n", recv,
 384                          recv->r_ibinc, sg_page(&recv->r_frag->f_sg),
 385                          (long) sg_dma_address(&recv->r_frag->f_sg), ret);
 386                 if (ret) {
 387                         rds_ib_conn_error(conn, "recv post on "
 388                                "%pI4 returned %d, disconnecting and "
 389                                "reconnecting\n", &conn->c_faddr,
 390                                ret);
 391                         ret = -1;
 392                         break;
 393                 }
 394
 395                 posted++;
 396         }
 397
 398         /* We're doing flow control - update the window. */
 399         if (ic->i_flowctl && posted)
 400                 rds_ib_advertise_credits(conn, posted);
 401
 402         if (ret)
 403                 rds_ib_ring_unalloc(&ic->i_recv_ring, 1);
 404         return ret;
 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 rds_ib_cache_head *chp;
 425         struct list_head *old;
 426
 427         local_irq_save(flags);
 428
 429         chp = per_cpu_ptr(cache->percpu, smp_processor_id());
 430         if (!chp->first)
 431                 INIT_LIST_HEAD(new_item);
 432         else /* put on front */
 433                 list_add_tail(new_item, chp->first);
 434         chp->first = new_item;
 435         chp->count++;
 436
 437         if (chp->count < RDS_IB_RECYCLE_BATCH_COUNT)
 438                 goto end;
 439
 440         /*
 441          * Return our per-cpu first list to the cache's xfer by atomically
 442          * grabbing the current xfer list, appending it to our per-cpu list,
 443          * and then atomically returning that entire list back to the
 444          * cache's xfer list as long as it's still empty.
 445          */
 446         do {
 447                 old = xchg(&cache->xfer, NULL);
 448                 if (old)
 449                         list_splice_entire_tail(old, chp->first);
 450                 old = cmpxchg(&cache->xfer, NULL, chp->first);
 451         } while (old);
 452
 453         chp->first = NULL;
 454         chp->count = 0;
 455 end:
 456         local_irq_restore(flags);
 457 }
 458
 459 static struct list_head *rds_ib_recv_cache_get(struct rds_ib_refill_cache *cache)
 460 {
 461         struct list_head *head = cache->ready;
 462
 463         if (head) {
 464                 if (!list_empty(head)) {
 465                         cache->ready = head->next;
 466                         list_del_init(head);
 467                 } else
 468                         cache->ready = NULL;
 469         }
 470
 471         return head;
 472 }
 473
 474 int rds_ib_inc_copy_to_user(struct rds_incoming *inc, struct iovec *first_iov,
 475                             size_t size)
 476 {
 477         struct rds_ib_incoming *ibinc;
 478         struct rds_page_frag *frag;
 479         struct iovec *iov = first_iov;
 480         unsigned long to_copy;
 481         unsigned long frag_off = 0;
 482         unsigned long iov_off = 0;
 483         int copied = 0;
 484         int ret;
 485         u32 len;
 486
 487         ibinc = container_of(inc, struct rds_ib_incoming, ii_inc);
 488         frag = list_entry(ibinc->ii_frags.next, struct rds_page_frag, f_item);
 489         len = be32_to_cpu(inc->i_hdr.h_len);
 490
 491         while (copied < size && copied < len) {
 492                 if (frag_off == RDS_FRAG_SIZE) {
 493                         frag = list_entry(frag->f_item.next,
 494                                           struct rds_page_frag, f_item);
 495                         frag_off = 0;
 496                 }
 497                 while (iov_off == iov->iov_len) {
 498                         iov_off = 0;
 499                         iov++;
 500                 }
 501
 502                 to_copy = min(iov->iov_len - iov_off, RDS_FRAG_SIZE - frag_off);
 503                 to_copy = min_t(size_t, to_copy, size - copied);
 504                 to_copy = min_t(unsigned long, to_copy, len - copied);
 505
 506                 rdsdebug("%lu bytes to user [%p, %zu] + %lu from frag "
 507                          "[%p, %u] + %lu\n",
 508                          to_copy, iov->iov_base, iov->iov_len, iov_off,
 509                          sg_page(&frag->f_sg), frag->f_sg.offset, frag_off);
 510
 511                 /* XXX needs + offset for multiple recvs per page */
 512                 ret = rds_page_copy_to_user(sg_page(&frag->f_sg),
 513                                             frag->f_sg.offset + frag_off,
 514                                             iov->iov_base + iov_off,
 515                                             to_copy);
 516                 if (ret) {
 517                         copied = ret;
 518                         break;
 519                 }
 520
 521                 iov_off += to_copy;
 522                 frag_off += to_copy;
 523                 copied += to_copy;
 524         }
 525
 526         return copied;
 527 }
 528
 529 /* ic starts out kzalloc()ed */
 530 void rds_ib_recv_init_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 531 {
 532         struct ib_send_wr *wr = &ic->i_ack_wr;
 533         struct ib_sge *sge = &ic->i_ack_sge;
 534
 535         sge->addr = ic->i_ack_dma;
 536         sge->length = sizeof(struct rds_header);
 537         sge->lkey = ic->i_mr->lkey;
 538
 539         wr->sg_list = sge;
 540         wr->num_sge = 1;
 541         wr->opcode = IB_WR_SEND;
 542         wr->wr_id = RDS_IB_ACK_WR_ID;
 543         wr->send_flags = IB_SEND_SIGNALED | IB_SEND_SOLICITED;
 544 }
 545
 546 /*
 547  * You'd think that with reliable IB connections you wouldn't need to ack
 548  * messages that have been received.  The problem is that IB hardware generates
 549  * an ack message before it has DMAed the message into memory.  This creates a
 550  * potential message loss if the HCA is disabled for any reason between when it
 551  * sends the ack and before the message is DMAed and processed.  This is only a
 552  * potential issue if another HCA is available for fail-over.
 553  *
 554  * When the remote host receives our ack they'll free the sent message from
 555  * their send queue.  To decrease the latency of this we always send an ack
 556  * immediately after we've received messages.
 557  *
 558  * For simplicity, we only have one ack in flight at a time.  This puts
 559  * pressure on senders to have deep enough send queues to absorb the latency of
 560  * a single ack frame being in flight.  This might not be good enough.
 561  *
 562  * This is implemented by have a long-lived send_wr and sge which point to a
 563  * statically allocated ack frame.  This ack wr does not fall under the ring
 564  * accounting that the tx and rx wrs do.  The QP attribute specifically makes
 565  * room for it beyond the ring size.  Send completion notices its special
 566  * wr_id and avoids working with the ring in that case.
 567  */
 568 #ifndef KERNEL_HAS_ATOMIC64
 569 static void rds_ib_set_ack(struct rds_ib_connection *ic, u64 seq,
 570                                 int ack_required)
 571 {
 572         unsigned long flags;
 573
 574         spin_lock_irqsave(&ic->i_ack_lock, flags);
 575         ic->i_ack_next = seq;
 576         if (ack_required)
 577                 set_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 578         spin_unlock_irqrestore(&ic->i_ack_lock, flags);
 579 }
 580
 581 static u64 rds_ib_get_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 582 {
 583         unsigned long flags;
 584         u64 seq;
 585
 586         clear_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 587
 588         spin_lock_irqsave(&ic->i_ack_lock, flags);
 589         seq = ic->i_ack_next;
 590         spin_unlock_irqrestore(&ic->i_ack_lock, flags);
 591
 592         return seq;
 593 }
 594 #else
 595 static void rds_ib_set_ack(struct rds_ib_connection *ic, u64 seq,
 596                                 int ack_required)
 597 {
 598         atomic64_set(&ic->i_ack_next, seq);
 599         if (ack_required) {
 600                 smp_mb__before_clear_bit();
 601                 set_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 602         }
 603 }
 604
 605 static u64 rds_ib_get_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 606 {
 607         clear_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 608         smp_mb__after_clear_bit();
 609
 610         return atomic64_read(&ic->i_ack_next);
 611 }
 612 #endif
 613
 614
 615 static void rds_ib_send_ack(struct rds_ib_connection *ic, unsigned int adv_credits)
 616 {
 617         struct rds_header *hdr = ic->i_ack;
 618         struct ib_send_wr *failed_wr;
 619         u64 seq;
 620         int ret;
 621
 622         seq = rds_ib_get_ack(ic);
 623
 624         rdsdebug("send_ack: ic %p ack %llu\n", ic, (unsigned long long) seq);
 625         rds_message_populate_header(hdr, 0, 0, 0);
 626         hdr->h_ack = cpu_to_be64(seq);
 627         hdr->h_credit = adv_credits;
 628         rds_message_make_checksum(hdr);
 629         ic->i_ack_queued = jiffies;
 630
 631         ret = ib_post_send(ic->i_cm_id->qp, &ic->i_ack_wr, &failed_wr);
 632         if (unlikely(ret)) {
 633                 /* Failed to send. Release the WR, and
 634                  * force another ACK.
 635                  */
 636                 clear_bit(IB_ACK_IN_FLIGHT, &ic->i_ack_flags);
 637                 set_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 638
 639                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_send_failure);
 640
 641                 rds_ib_conn_error(ic->conn, "sending ack failed\n");
 642         } else
 643                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_sent);
 644 }
 645
 646 /*
 647  * There are 3 ways of getting acknowledgements to the peer:
 648  *  1.  We call rds_ib_attempt_ack from the recv completion handler
 649  *      to send an ACK-only frame.
 650  *      However, there can be only one such frame in the send queue
 651  *      at any time, so we may have to postpone it.
 652  *  2.  When another (data) packet is transmitted while there's
 653  *      an ACK in the queue, we piggyback the ACK sequence number
 654  *      on the data packet.
 655  *  3.  If the ACK WR is done sending, we get called from the
 656  *      send queue completion handler, and check whether there's
 657  *      another ACK pending (postponed because the WR was on the
 658  *      queue). If so, we transmit it.
 659  *
 660  * We maintain 2 variables:
 661  *  -   i_ack_flags, which keeps track of whether the ACK WR
 662  *      is currently in the send queue or not (IB_ACK_IN_FLIGHT)
 663  *  -   i_ack_next, which is the last sequence number we received
 664  *
 665  * Potentially, send queue and receive queue handlers can run concurrently.
 666  * It would be nice to not have to use a spinlock to synchronize things,
 667  * but the one problem that rules this out is that 64bit updates are
 668  * not atomic on all platforms. Things would be a lot simpler if
 669  * we had atomic64 or maybe cmpxchg64 everywhere.
 670  *
 671  * Reconnecting complicates this picture just slightly. When we
 672  * reconnect, we may be seeing duplicate packets. The peer
 673  * is retransmitting them, because it hasn't seen an ACK for
 674  * them. It is important that we ACK these.
 675  *
 676  * ACK mitigation adds a header flag "ACK_REQUIRED"; any packet with
 677  * this flag set *MUST* be acknowledged immediately.
 678  */
 679
 680 /*
 681  * When we get here, we're called from the recv queue handler.
 682  * Check whether we ought to transmit an ACK.
 683  */
 684 void rds_ib_attempt_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 685 {
 686         unsigned int adv_credits;
 687
 688         if (!test_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags))
 689                 return;
 690
 691         if (test_and_set_bit(IB_ACK_IN_FLIGHT, &ic->i_ack_flags)) {
 692                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_send_delayed);
 693                 return;
 694         }
 695
 696         /* Can we get a send credit? */
 697         if (!rds_ib_send_grab_credits(ic, 1, &adv_credits, 0, RDS_MAX_ADV_CREDIT)) {
 698                 rds_ib_stats_inc(s_ib_tx_throttle);
 699                 clear_bit(IB_ACK_IN_FLIGHT, &ic->i_ack_flags);
 700                 return;
 701         }
 702
 703         clear_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags);
 704         rds_ib_send_ack(ic, adv_credits);
 705 }
 706
 707 /*
 708  * We get here from the send completion handler, when the
 709  * adapter tells us the ACK frame was sent.
 710  */
 711 void rds_ib_ack_send_complete(struct rds_ib_connection *ic)
 712 {
 713         clear_bit(IB_ACK_IN_FLIGHT, &ic->i_ack_flags);
 714         rds_ib_attempt_ack(ic);
 715 }
 716
 717 /*
 718  * This is called by the regular xmit code when it wants to piggyback
 719  * an ACK on an outgoing frame.
 720  */
 721 u64 rds_ib_piggyb_ack(struct rds_ib_connection *ic)
 722 {
 723         if (test_and_clear_bit(IB_ACK_REQUESTED, &ic->i_ack_flags))
 724                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_send_piggybacked);
 725         return rds_ib_get_ack(ic);
 726 }
 727
 728 /*
 729  * It's kind of lame that we're copying from the posted receive pages into
 730  * long-lived bitmaps.  We could have posted the bitmaps and rdma written into
 731  * them.  But receiving new congestion bitmaps should be a *rare* event, so
 732  * hopefully we won't need to invest that complexity in making it more
 733  * efficient.  By copying we can share a simpler core with TCP which has to
 734  * copy.
 735  */
 736 static void rds_ib_cong_recv(struct rds_connection *conn,
 737                               struct rds_ib_incoming *ibinc)
 738 {
 739         struct rds_cong_map *map;
 740         unsigned int map_off;
 741         unsigned int map_page;
 742         struct rds_page_frag *frag;
 743         unsigned long frag_off;
 744         unsigned long to_copy;
 745         unsigned long copied;
 746         uint64_t uncongested = 0;
 747         void *addr;
 748
 749         /* catch completely corrupt packets */
 750         if (be32_to_cpu(ibinc->ii_inc.i_hdr.h_len) != RDS_CONG_MAP_BYTES)
 751                 return;
 752
 753         map = conn->c_fcong;
 754         map_page = 0;
 755         map_off = 0;
 756
 757         frag = list_entry(ibinc->ii_frags.next, struct rds_page_frag, f_item);
 758         frag_off = 0;
 759
 760         copied = 0;
 761
 762         while (copied < RDS_CONG_MAP_BYTES) {
 763                 uint64_t *src, *dst;
 764                 unsigned int k;
 765
 766                 to_copy = min(RDS_FRAG_SIZE - frag_off, PAGE_SIZE - map_off);
 767                 BUG_ON(to_copy & 7); /* Must be 64bit aligned. */
 768
 769                 addr = kmap_atomic(sg_page(&frag->f_sg), KM_SOFTIRQ0);
 770
 771                 src = addr + frag_off;
 772                 dst = (void *)map->m_page_addrs[map_page] + map_off;
 773                 for (k = 0; k < to_copy; k += 8) {
 774                         /* Record ports that became uncongested, ie
 775                          * bits that changed from 0 to 1. */
 776                         uncongested |= ~(*src) & *dst;
 777                         *dst++ = *src++;
 778                 }
 779                 kunmap_atomic(addr, KM_SOFTIRQ0);
 780
 781                 copied += to_copy;
 782
 783                 map_off += to_copy;
 784                 if (map_off == PAGE_SIZE) {
 785                         map_off = 0;
 786                         map_page++;
 787                 }
 788
 789                 frag_off += to_copy;
 790                 if (frag_off == RDS_FRAG_SIZE) {
 791                         frag = list_entry(frag->f_item.next,
 792                                           struct rds_page_frag, f_item);
 793                         frag_off = 0;
 794                 }
 795         }
 796
 797         /* the congestion map is in little endian order */
 798         uncongested = le64_to_cpu(uncongested);
 799
 800         rds_cong_map_updated(map, uncongested);
 801 }
 802
 803 /*
 804  * Rings are posted with all the allocations they'll need to queue the
 805  * incoming message to the receiving socket so this can't fail.
 806  * All fragments start with a header, so we can make sure we're not receiving
 807  * garbage, and we can tell a small 8 byte fragment from an ACK frame.
 808  */
 809 struct rds_ib_ack_state {
 810         u64             ack_next;
 811         u64             ack_recv;
 812         unsigned int    ack_required:1;
 813         unsigned int    ack_next_valid:1;
 814         unsigned int    ack_recv_valid:1;
 815 };
 816
 817 static void rds_ib_process_recv(struct rds_connection *conn,
 818                                 struct rds_ib_recv_work *recv, u32 data_len,
 819                                 struct rds_ib_ack_state *state)
 820 {
 821         struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;
 822         struct rds_ib_incoming *ibinc = ic->i_ibinc;
 823         struct rds_header *ihdr, *hdr;
 824
 825         /* XXX shut down the connection if port 0,0 are seen? */
 826
 827         rdsdebug("ic %p ibinc %p recv %p byte len %u\n", ic, ibinc, recv,
 828                  data_len);
 829
 830         if (data_len < sizeof(struct rds_header)) {
 831                 rds_ib_conn_error(conn, "incoming message "
 832                        "from %pI4 didn't inclue a "
 833                        "header, disconnecting and "
 834                        "reconnecting\n",
 835                        &conn->c_faddr);
 836                 return;
 837         }
 838         data_len -= sizeof(struct rds_header);
 839
 840         ihdr = &ic->i_recv_hdrs[recv - ic->i_recvs];
 841
 842         /* Validate the checksum. */
 843         if (!rds_message_verify_checksum(ihdr)) {
 844                 rds_ib_conn_error(conn, "incoming message "
 845                        "from %pI4 has corrupted header - "
 846                        "forcing a reconnect\n",
 847                        &conn->c_faddr);
 848                 rds_stats_inc(s_recv_drop_bad_checksum);
 849                 return;
 850         }
 851
 852         /* Process the ACK sequence which comes with every packet */
 853         state->ack_recv = be64_to_cpu(ihdr->h_ack);
 854         state->ack_recv_valid = 1;
 855
 856         /* Process the credits update if there was one */
 857         if (ihdr->h_credit)
 858                 rds_ib_send_add_credits(conn, ihdr->h_credit);
 859
 860         if (ihdr->h_sport == 0 && ihdr->h_dport == 0 && data_len == 0) {
 861                 /* This is an ACK-only packet. The fact that it gets
 862                  * special treatment here is that historically, ACKs
 863                  * were rather special beasts.
 864                  */
 865                 rds_ib_stats_inc(s_ib_ack_received);
 866
 867                 /*
 868                  * Usually the frags make their way on to incs and are then freed as
 869                  * the inc is freed.  We don't go that route, so we have to drop the
 870                  * page ref ourselves.  We can't just leave the page on the recv
 871                  * because that confuses the dma mapping of pages and each recv's use
 872                  * of a partial page.
 873                  *
 874                  * FIXME: Fold this into the code path below.
 875                  */
 876                 rds_ib_frag_free(ic, recv->r_frag);
 877                 recv->r_frag = NULL;
 878                 return;
 879         }
 880
 881         /*
 882          * If we don't already have an inc on the connection then this
 883          * fragment has a header and starts a message.. copy its header
 884          * into the inc and save the inc so we can hang upcoming fragments
 885          * off its list.
 886          */
 887         if (!ibinc) {
 888                 ibinc = recv->r_ibinc;
 889                 recv->r_ibinc = NULL;
 890                 ic->i_ibinc = ibinc;
 891
 892                 hdr = &ibinc->ii_inc.i_hdr;
 893                 memcpy(hdr, ihdr, sizeof(*hdr));
 894                 ic->i_recv_data_rem = be32_to_cpu(hdr->h_len);
 895
 896                 rdsdebug("ic %p ibinc %p rem %u flag 0x%x\n", ic, ibinc,
 897                          ic->i_recv_data_rem, hdr->h_flags);
 898         } else {
 899                 hdr = &ibinc->ii_inc.i_hdr;
 900                 /* We can't just use memcmp here; fragments of a
 901                  * single message may carry different ACKs */
 902                 if (hdr->h_sequence != ihdr->h_sequence ||
 903                     hdr->h_len != ihdr->h_len ||
 904                     hdr->h_sport != ihdr->h_sport ||
 905                     hdr->h_dport != ihdr->h_dport) {
 906                         rds_ib_conn_error(conn,
 907                                 "fragment header mismatch; forcing reconnect\n");
 908                         return;
 909                 }
 910         }
 911
 912         list_add_tail(&recv->r_frag->f_item, &ibinc->ii_frags);
 913         recv->r_frag = NULL;
 914
 915         if (ic->i_recv_data_rem > RDS_FRAG_SIZE)
 916                 ic->i_recv_data_rem -= RDS_FRAG_SIZE;
 917         else {
 918                 ic->i_recv_data_rem = 0;
 919                 ic->i_ibinc = NULL;
 920
 921                 if (ibinc->ii_inc.i_hdr.h_flags == RDS_FLAG_CONG_BITMAP)
 922                         rds_ib_cong_recv(conn, ibinc);
 923                 else {
 924                         rds_recv_incoming(conn, conn->c_faddr, conn->c_laddr,
 925                                           &ibinc->ii_inc, GFP_ATOMIC,
 926                                           KM_SOFTIRQ0);
 927                         state->ack_next = be64_to_cpu(hdr->h_sequence);
 928                         state->ack_next_valid = 1;
 929                 }
 930
 931                 /* Evaluate the ACK_REQUIRED flag *after* we received
 932                  * the complete frame, and after bumping the next_rx
 933                  * sequence. */
 934                 if (hdr->h_flags & RDS_FLAG_ACK_REQUIRED) {
 935                         rds_stats_inc(s_recv_ack_required);
 936                         state->ack_required = 1;
 937                 }
 938
 939                 rds_inc_put(&ibinc->ii_inc);
 940         }
 941 }
 942
 943 /*
 944  * Plucking the oldest entry from the ring can be done concurrently with
 945  * the thread refilling the ring.  Each ring operation is protected by
 946  * spinlocks and the transient state of refilling doesn't change the
 947  * recording of which entry is oldest.
 948  *
 949  * This relies on IB only calling one cq comp_handler for each cq so that
 950  * there will only be one caller of rds_recv_incoming() per RDS connection.
 951  */
 952 void rds_ib_recv_cq_comp_handler(struct ib_cq *cq, void *context)
 953 {
 954         struct rds_connection *conn = context;
 955         struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;
 956
 957         rdsdebug("conn %p cq %p\n", conn, cq);
 958
 959         rds_ib_stats_inc(s_ib_rx_cq_call);
 960
 961         tasklet_schedule(&ic->i_recv_tasklet);
 962 }
 963
 964 static inline void rds_poll_cq(struct rds_ib_connection *ic,
 965                                struct rds_ib_ack_state *state)
 966 {
 967         struct rds_connection *conn = ic->conn;
 968         struct ib_wc wc;
 969         struct rds_ib_recv_work *recv;
 970
 971         while (ib_poll_cq(ic->i_recv_cq, 1, &wc) > 0) {
 972                 rdsdebug("wc wr_id 0x%llx status %u byte_len %u imm_data %u\n",
 973                          (unsigned long long)wc.wr_id, wc.status, wc.byte_len,
 974                          be32_to_cpu(wc.ex.imm_data));
 975                 rds_ib_stats_inc(s_ib_rx_cq_event);
 976
 977                 recv = &ic->i_recvs[rds_ib_ring_oldest(&ic->i_recv_ring)];
 978
 979                 ib_dma_unmap_sg(ic->i_cm_id->device, &recv->r_frag->f_sg, 1, DMA_FROM_DEVICE);
 980
 981                 /*
 982                  * Also process recvs in connecting state because it is possible
 983                  * to get a recv completion _before_ the rdmacm ESTABLISHED
 984                  * event is processed.
 985                  */
 986                 if (rds_conn_up(conn) || rds_conn_connecting(conn)) {
 987                         /* We expect errors as the qp is drained during shutdown */
 988                         if (wc.status == IB_WC_SUCCESS) {
 989                                 rds_ib_process_recv(conn, recv, wc.byte_len, state);
 990                         } else {
 991                                 rds_ib_conn_error(conn, "recv completion on "
 992                                        "%pI4 had status %u, disconnecting and "
 993                                        "reconnecting\n", &conn->c_faddr,
 994                                        wc.status);
 995                         }
 996                 }
 997
 998                 rds_ib_ring_free(&ic->i_recv_ring, 1);
 999         }
1000 }
1001
1002 void rds_ib_recv_tasklet_fn(unsigned long data)
1003 {
1004         struct rds_ib_connection *ic = (struct rds_ib_connection *) data;
1005         struct rds_connection *conn = ic->conn;
1006         struct rds_ib_ack_state state = { 0, };
1007
1008         rds_poll_cq(ic, &state);
1009         ib_req_notify_cq(ic->i_recv_cq, IB_CQ_SOLICITED);
1010         rds_poll_cq(ic, &state);
1011
1012         if (state.ack_next_valid)
1013                 rds_ib_set_ack(ic, state.ack_next, state.ack_required);
1014         if (state.ack_recv_valid && state.ack_recv > ic->i_ack_recv) {
1015                 rds_send_drop_acked(conn, state.ack_recv, NULL);
1016                 ic->i_ack_recv = state.ack_recv;
1017         }
1018         if (rds_conn_up(conn))
1019                 rds_ib_attempt_ack(ic);
1020
1021         /* If we ever end up with a really empty receive ring, we're
1022          * in deep trouble, as the sender will definitely see RNR
1023          * timeouts. */
1024         if (rds_ib_ring_empty(&ic->i_recv_ring))
1025                 rds_ib_stats_inc(s_ib_rx_ring_empty);
1026
1027         if (rds_ib_ring_low(&ic->i_recv_ring))
1028                 rds_ib_recv_refill(conn, 0);
1029 }
1030
1031 int rds_ib_recv(struct rds_connection *conn)
1032 {
1033         struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;
1034         int ret = 0;
1035
1036         rdsdebug("conn %p\n", conn);
1037         if (rds_conn_up(conn))
1038                 rds_ib_attempt_ack(ic);
1039
1040         return ret;
1041 }
1042
1043 int __init rds_ib_recv_init(void)
1044 {
1045         struct sysinfo si;
1046         int ret = -ENOMEM;
1047
1048         /* Default to 30% of all available RAM for recv memory */
1049         si_meminfo(&si);
1050         rds_ib_sysctl_max_recv_allocation = si.totalram / 3 * PAGE_SIZE / RDS_FRAG_SIZE;
1051
1052         rds_ib_incoming_slab = kmem_cache_create("rds_ib_incoming",
1053                                         sizeof(struct rds_ib_incoming),
1054                                         0, 0, NULL);
1055         if (!rds_ib_incoming_slab)
1056                 goto out;
1057
1058         rds_ib_frag_slab = kmem_cache_create("rds_ib_frag",
1059                                         sizeof(struct rds_page_frag),
1060                                         0, 0, NULL);
1061         if (!rds_ib_frag_slab)
1062                 kmem_cache_destroy(rds_ib_incoming_slab);
1063         else
1064                 ret = 0;
1065 out:
1066         return ret;
1067 }
1068
1069 void rds_ib_recv_exit(void)
1070 {
1071         kmem_cache_destroy(rds_ib_incoming_slab);
1072         kmem_cache_destroy(rds_ib_frag_slab);
1073 }