]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - net/sunrpc/xprtrdma/xprt_rdma.h
xprtrdma: Relocate connection helper functions
[karo-tx-linux.git] / net / sunrpc / xprtrdma / xprt_rdma.h
1 /*
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38  */
39
40 #ifndef _LINUX_SUNRPC_XPRT_RDMA_H
41 #define _LINUX_SUNRPC_XPRT_RDMA_H
42
43 #include <linux/wait.h>                 /* wait_queue_head_t, etc */
44 #include <linux/spinlock.h>             /* spinlock_t, etc */
45 #include <linux/atomic.h>                       /* atomic_t, etc */
46 #include <linux/workqueue.h>            /* struct work_struct */
47
48 #include <rdma/rdma_cm.h>               /* RDMA connection api */
49 #include <rdma/ib_verbs.h>              /* RDMA verbs api */
50
51 #include <linux/sunrpc/clnt.h>          /* rpc_xprt */
52 #include <linux/sunrpc/rpc_rdma.h>      /* RPC/RDMA protocol */
53 #include <linux/sunrpc/xprtrdma.h>      /* xprt parameters */
54
55 #define RDMA_RESOLVE_TIMEOUT    (5000)  /* 5 seconds */
56 #define RDMA_CONNECT_RETRY_MAX  (2)     /* retries if no listener backlog */
57
58 #define RPCRDMA_BIND_TO         (60U * HZ)
59 #define RPCRDMA_INIT_REEST_TO   (5U * HZ)
60 #define RPCRDMA_MAX_REEST_TO    (30U * HZ)
61 #define RPCRDMA_IDLE_DISC_TO    (5U * 60 * HZ)
62
63 /*
64  * Interface Adapter -- one per transport instance
65  */
66 struct rpcrdma_ia {
67         const struct rpcrdma_memreg_ops *ri_ops;
68         struct ib_device        *ri_device;
69         struct rdma_cm_id       *ri_id;
70         struct ib_pd            *ri_pd;
71         struct completion       ri_done;
72         int                     ri_async_rc;
73         unsigned int            ri_max_segs;
74         unsigned int            ri_max_frmr_depth;
75         unsigned int            ri_max_inline_write;
76         unsigned int            ri_max_inline_read;
77         bool                    ri_reminv_expected;
78         enum ib_mr_type         ri_mrtype;
79         struct ib_qp_attr       ri_qp_attr;
80         struct ib_qp_init_attr  ri_qp_init_attr;
81 };
82
83 /*
84  * RDMA Endpoint -- one per transport instance
85  */
86
87 struct rpcrdma_ep {
88         atomic_t                rep_cqcount;
89         int                     rep_cqinit;
90         int                     rep_connected;
91         struct ib_qp_init_attr  rep_attr;
92         wait_queue_head_t       rep_connect_wait;
93         struct rpcrdma_connect_private  rep_cm_private;
94         struct rdma_conn_param  rep_remote_cma;
95         struct sockaddr_storage rep_remote_addr;
96         struct delayed_work     rep_connect_worker;
97 };
98
99 static inline void
100 rpcrdma_init_cqcount(struct rpcrdma_ep *ep, int count)
101 {
102         atomic_set(&ep->rep_cqcount, ep->rep_cqinit - count);
103 }
104
105 /* To update send queue accounting, provider must take a
106  * send completion every now and then.
107  */
108 static inline void
109 rpcrdma_set_signaled(struct rpcrdma_ep *ep, struct ib_send_wr *send_wr)
110 {
111         send_wr->send_flags = 0;
112         if (unlikely(atomic_sub_return(1, &ep->rep_cqcount) <= 0)) {
113                 rpcrdma_init_cqcount(ep, 0);
114                 send_wr->send_flags = IB_SEND_SIGNALED;
115         }
116 }
117
118 /* Pre-allocate extra Work Requests for handling backward receives
119  * and sends. This is a fixed value because the Work Queues are
120  * allocated when the forward channel is set up.
121  */
122 #if defined(CONFIG_SUNRPC_BACKCHANNEL)
123 #define RPCRDMA_BACKWARD_WRS            (8)
124 #else
125 #define RPCRDMA_BACKWARD_WRS            (0)
126 #endif
127
128 /* Registered buffer -- registered kmalloc'd memory for RDMA SEND/RECV
129  *
130  * The below structure appears at the front of a large region of kmalloc'd
131  * memory, which always starts on a good alignment boundary.
132  */
133
134 struct rpcrdma_regbuf {
135         struct ib_sge           rg_iov;
136         struct ib_device        *rg_device;
137         enum dma_data_direction rg_direction;
138         __be32                  rg_base[0] __attribute__ ((aligned(256)));
139 };
140
141 static inline u64
142 rdmab_addr(struct rpcrdma_regbuf *rb)
143 {
144         return rb->rg_iov.addr;
145 }
146
147 static inline u32
148 rdmab_length(struct rpcrdma_regbuf *rb)
149 {
150         return rb->rg_iov.length;
151 }
152
153 static inline u32
154 rdmab_lkey(struct rpcrdma_regbuf *rb)
155 {
156         return rb->rg_iov.lkey;
157 }
158
159 static inline struct rpcrdma_msg *
160 rdmab_to_msg(struct rpcrdma_regbuf *rb)
161 {
162         return (struct rpcrdma_msg *)rb->rg_base;
163 }
164
165 #define RPCRDMA_DEF_GFP         (GFP_NOIO | __GFP_NOWARN)
166
167 /* To ensure a transport can always make forward progress,
168  * the number of RDMA segments allowed in header chunk lists
169  * is capped at 8. This prevents less-capable devices and
170  * memory registrations from overrunning the Send buffer
171  * while building chunk lists.
172  *
173  * Elements of the Read list take up more room than the
174  * Write list or Reply chunk. 8 read segments means the Read
175  * list (or Write list or Reply chunk) cannot consume more
176  * than
177  *
178  * ((8 + 2) * read segment size) + 1 XDR words, or 244 bytes.
179  *
180  * And the fixed part of the header is another 24 bytes.
181  *
182  * The smallest inline threshold is 1024 bytes, ensuring that
183  * at least 750 bytes are available for RPC messages.
184  */
185 enum {
186         RPCRDMA_MAX_HDR_SEGS = 8,
187         RPCRDMA_HDRBUF_SIZE = 256,
188 };
189
190 /*
191  * struct rpcrdma_rep -- this structure encapsulates state required to recv
192  * and complete a reply, asychronously. It needs several pieces of
193  * state:
194  *   o recv buffer (posted to provider)
195  *   o ib_sge (also donated to provider)
196  *   o status of reply (length, success or not)
197  *   o bookkeeping state to get run by reply handler (list, etc)
198  *
199  * These are allocated during initialization, per-transport instance.
200  *
201  * N of these are associated with a transport instance, and stored in
202  * struct rpcrdma_buffer. N is the max number of outstanding requests.
203  */
204
205 struct rpcrdma_rep {
206         struct ib_cqe           rr_cqe;
207         unsigned int            rr_len;
208         int                     rr_wc_flags;
209         u32                     rr_inv_rkey;
210         struct ib_device        *rr_device;
211         struct rpcrdma_xprt     *rr_rxprt;
212         struct work_struct      rr_work;
213         struct list_head        rr_list;
214         struct ib_recv_wr       rr_recv_wr;
215         struct rpcrdma_regbuf   *rr_rdmabuf;
216 };
217
218 #define RPCRDMA_BAD_LEN         (~0U)
219
220 /*
221  * struct rpcrdma_mw - external memory region metadata
222  *
223  * An external memory region is any buffer or page that is registered
224  * on the fly (ie, not pre-registered).
225  *
226  * Each rpcrdma_buffer has a list of free MWs anchored in rb_mws. During
227  * call_allocate, rpcrdma_buffer_get() assigns one to each segment in
228  * an rpcrdma_req. Then rpcrdma_register_external() grabs these to keep
229  * track of registration metadata while each RPC is pending.
230  * rpcrdma_deregister_external() uses this metadata to unmap and
231  * release these resources when an RPC is complete.
232  */
233 enum rpcrdma_frmr_state {
234         FRMR_IS_INVALID,        /* ready to be used */
235         FRMR_IS_VALID,          /* in use */
236         FRMR_FLUSHED_FR,        /* flushed FASTREG WR */
237         FRMR_FLUSHED_LI,        /* flushed LOCALINV WR */
238 };
239
240 struct rpcrdma_frmr {
241         struct ib_mr                    *fr_mr;
242         struct ib_cqe                   fr_cqe;
243         enum rpcrdma_frmr_state         fr_state;
244         struct completion               fr_linv_done;
245         union {
246                 struct ib_reg_wr        fr_regwr;
247                 struct ib_send_wr       fr_invwr;
248         };
249 };
250
251 struct rpcrdma_fmr {
252         struct ib_fmr           *fm_mr;
253         u64                     *fm_physaddrs;
254 };
255
256 struct rpcrdma_mw {
257         struct list_head        mw_list;
258         struct scatterlist      *mw_sg;
259         int                     mw_nents;
260         enum dma_data_direction mw_dir;
261         union {
262                 struct rpcrdma_fmr      fmr;
263                 struct rpcrdma_frmr     frmr;
264         };
265         struct rpcrdma_xprt     *mw_xprt;
266         u32                     mw_handle;
267         u32                     mw_length;
268         u64                     mw_offset;
269         struct list_head        mw_all;
270 };
271
272 /*
273  * struct rpcrdma_req -- structure central to the request/reply sequence.
274  *
275  * N of these are associated with a transport instance, and stored in
276  * struct rpcrdma_buffer. N is the max number of outstanding requests.
277  *
278  * It includes pre-registered buffer memory for send AND recv.
279  * The recv buffer, however, is not owned by this structure, and
280  * is "donated" to the hardware when a recv is posted. When a
281  * reply is handled, the recv buffer used is given back to the
282  * struct rpcrdma_req associated with the request.
283  *
284  * In addition to the basic memory, this structure includes an array
285  * of iovs for send operations. The reason is that the iovs passed to
286  * ib_post_{send,recv} must not be modified until the work request
287  * completes.
288  */
289
290 /* Maximum number of page-sized "segments" per chunk list to be
291  * registered or invalidated. Must handle a Reply chunk:
292  */
293 enum {
294         RPCRDMA_MAX_IOV_SEGS    = 3,
295         RPCRDMA_MAX_DATA_SEGS   = ((1 * 1024 * 1024) / PAGE_SIZE) + 1,
296         RPCRDMA_MAX_SEGS        = RPCRDMA_MAX_DATA_SEGS +
297                                   RPCRDMA_MAX_IOV_SEGS,
298 };
299
300 struct rpcrdma_mr_seg {         /* chunk descriptors */
301         u32             mr_len;         /* length of chunk or segment */
302         struct page     *mr_page;       /* owning page, if any */
303         char            *mr_offset;     /* kva if no page, else offset */
304 };
305
306 /* Reserve enough Send SGEs to send a maximum size inline request:
307  * - RPC-over-RDMA header
308  * - xdr_buf head iovec
309  * - RPCRDMA_MAX_INLINE bytes, possibly unaligned, in pages
310  * - xdr_buf tail iovec
311  */
312 enum {
313         RPCRDMA_MAX_SEND_PAGES = PAGE_SIZE + RPCRDMA_MAX_INLINE - 1,
314         RPCRDMA_MAX_PAGE_SGES = (RPCRDMA_MAX_SEND_PAGES >> PAGE_SHIFT) + 1,
315         RPCRDMA_MAX_SEND_SGES = 1 + 1 + RPCRDMA_MAX_PAGE_SGES + 1,
316 };
317
318 struct rpcrdma_buffer;
319 struct rpcrdma_req {
320         struct list_head        rl_free;
321         unsigned int            rl_mapped_sges;
322         unsigned int            rl_connect_cookie;
323         struct rpcrdma_buffer   *rl_buffer;
324         struct rpcrdma_rep      *rl_reply;
325         struct ib_send_wr       rl_send_wr;
326         struct ib_sge           rl_send_sge[RPCRDMA_MAX_SEND_SGES];
327         struct rpcrdma_regbuf   *rl_rdmabuf;    /* xprt header */
328         struct rpcrdma_regbuf   *rl_sendbuf;    /* rq_snd_buf */
329         struct rpcrdma_regbuf   *rl_recvbuf;    /* rq_rcv_buf */
330
331         struct ib_cqe           rl_cqe;
332         struct list_head        rl_all;
333         bool                    rl_backchannel;
334
335         struct list_head        rl_registered;  /* registered segments */
336         struct rpcrdma_mr_seg   rl_segments[RPCRDMA_MAX_SEGS];
337 };
338
339 static inline void
340 rpcrdma_set_xprtdata(struct rpc_rqst *rqst, struct rpcrdma_req *req)
341 {
342         rqst->rq_xprtdata = req;
343 }
344
345 static inline struct rpcrdma_req *
346 rpcr_to_rdmar(struct rpc_rqst *rqst)
347 {
348         return rqst->rq_xprtdata;
349 }
350
351 /*
352  * struct rpcrdma_buffer -- holds list/queue of pre-registered memory for
353  * inline requests/replies, and client/server credits.
354  *
355  * One of these is associated with a transport instance
356  */
357 struct rpcrdma_buffer {
358         spinlock_t              rb_mwlock;      /* protect rb_mws list */
359         struct list_head        rb_mws;
360         struct list_head        rb_all;
361         char                    *rb_pool;
362
363         spinlock_t              rb_lock;        /* protect buf lists */
364         int                     rb_send_count, rb_recv_count;
365         struct list_head        rb_send_bufs;
366         struct list_head        rb_recv_bufs;
367         u32                     rb_max_requests;
368         atomic_t                rb_credits;     /* most recent credit grant */
369
370         u32                     rb_bc_srv_max_requests;
371         spinlock_t              rb_reqslock;    /* protect rb_allreqs */
372         struct list_head        rb_allreqs;
373
374         u32                     rb_bc_max_requests;
375
376         spinlock_t              rb_recovery_lock; /* protect rb_stale_mrs */
377         struct list_head        rb_stale_mrs;
378         struct delayed_work     rb_recovery_worker;
379         struct delayed_work     rb_refresh_worker;
380 };
381 #define rdmab_to_ia(b) (&container_of((b), struct rpcrdma_xprt, rx_buf)->rx_ia)
382
383 /*
384  * Internal structure for transport instance creation. This
385  * exists primarily for modularity.
386  *
387  * This data should be set with mount options
388  */
389 struct rpcrdma_create_data_internal {
390         struct sockaddr_storage addr;   /* RDMA server address */
391         unsigned int    max_requests;   /* max requests (slots) in flight */
392         unsigned int    rsize;          /* mount rsize - max read hdr+data */
393         unsigned int    wsize;          /* mount wsize - max write hdr+data */
394         unsigned int    inline_rsize;   /* max non-rdma read data payload */
395         unsigned int    inline_wsize;   /* max non-rdma write data payload */
396         unsigned int    padding;        /* non-rdma write header padding */
397 };
398
399 /*
400  * Statistics for RPCRDMA
401  */
402 struct rpcrdma_stats {
403         unsigned long           read_chunk_count;
404         unsigned long           write_chunk_count;
405         unsigned long           reply_chunk_count;
406
407         unsigned long long      total_rdma_request;
408         unsigned long long      total_rdma_reply;
409
410         unsigned long long      pullup_copy_count;
411         unsigned long long      fixup_copy_count;
412         unsigned long           hardway_register_count;
413         unsigned long           failed_marshal_count;
414         unsigned long           bad_reply_count;
415         unsigned long           nomsg_call_count;
416         unsigned long           bcall_count;
417         unsigned long           mrs_recovered;
418         unsigned long           mrs_orphaned;
419         unsigned long           mrs_allocated;
420         unsigned long           local_inv_needed;
421 };
422
423 /*
424  * Per-registration mode operations
425  */
426 struct rpcrdma_xprt;
427 struct rpcrdma_memreg_ops {
428         int             (*ro_map)(struct rpcrdma_xprt *,
429                                   struct rpcrdma_mr_seg *, int, bool,
430                                   struct rpcrdma_mw **);
431         void            (*ro_unmap_sync)(struct rpcrdma_xprt *,
432                                          struct rpcrdma_req *);
433         void            (*ro_unmap_safe)(struct rpcrdma_xprt *,
434                                          struct rpcrdma_req *, bool);
435         void            (*ro_recover_mr)(struct rpcrdma_mw *);
436         int             (*ro_open)(struct rpcrdma_ia *,
437                                    struct rpcrdma_ep *,
438                                    struct rpcrdma_create_data_internal *);
439         size_t          (*ro_maxpages)(struct rpcrdma_xprt *);
440         int             (*ro_init_mr)(struct rpcrdma_ia *,
441                                       struct rpcrdma_mw *);
442         void            (*ro_release_mr)(struct rpcrdma_mw *);
443         const char      *ro_displayname;
444         const int       ro_send_w_inv_ok;
445 };
446
447 extern const struct rpcrdma_memreg_ops rpcrdma_fmr_memreg_ops;
448 extern const struct rpcrdma_memreg_ops rpcrdma_frwr_memreg_ops;
449
450 /*
451  * RPCRDMA transport -- encapsulates the structures above for
452  * integration with RPC.
453  *
454  * The contained structures are embedded, not pointers,
455  * for convenience. This structure need not be visible externally.
456  *
457  * It is allocated and initialized during mount, and released
458  * during unmount.
459  */
460 struct rpcrdma_xprt {
461         struct rpc_xprt         rx_xprt;
462         struct rpcrdma_ia       rx_ia;
463         struct rpcrdma_ep       rx_ep;
464         struct rpcrdma_buffer   rx_buf;
465         struct rpcrdma_create_data_internal rx_data;
466         struct delayed_work     rx_connect_worker;
467         struct rpcrdma_stats    rx_stats;
468 };
469
470 #define rpcx_to_rdmax(x) container_of(x, struct rpcrdma_xprt, rx_xprt)
471 #define rpcx_to_rdmad(x) (rpcx_to_rdmax(x)->rx_data)
472
473 /* Setting this to 0 ensures interoperability with early servers.
474  * Setting this to 1 enhances certain unaligned read/write performance.
475  * Default is 0, see sysctl entry and rpc_rdma.c rpcrdma_convert_iovs() */
476 extern int xprt_rdma_pad_optimize;
477
478 /*
479  * Interface Adapter calls - xprtrdma/verbs.c
480  */
481 int rpcrdma_ia_open(struct rpcrdma_xprt *, struct sockaddr *, int);
482 void rpcrdma_ia_close(struct rpcrdma_ia *);
483 bool frwr_is_supported(struct rpcrdma_ia *);
484 bool fmr_is_supported(struct rpcrdma_ia *);
485
486 /*
487  * Endpoint calls - xprtrdma/verbs.c
488  */
489 int rpcrdma_ep_create(struct rpcrdma_ep *, struct rpcrdma_ia *,
490                                 struct rpcrdma_create_data_internal *);
491 void rpcrdma_ep_destroy(struct rpcrdma_ep *, struct rpcrdma_ia *);
492 int rpcrdma_ep_connect(struct rpcrdma_ep *, struct rpcrdma_ia *);
493 void rpcrdma_conn_func(struct rpcrdma_ep *ep);
494 void rpcrdma_ep_disconnect(struct rpcrdma_ep *, struct rpcrdma_ia *);
495
496 int rpcrdma_ep_post(struct rpcrdma_ia *, struct rpcrdma_ep *,
497                                 struct rpcrdma_req *);
498 int rpcrdma_ep_post_recv(struct rpcrdma_ia *, struct rpcrdma_rep *);
499
500 /*
501  * Buffer calls - xprtrdma/verbs.c
502  */
503 struct rpcrdma_req *rpcrdma_create_req(struct rpcrdma_xprt *);
504 struct rpcrdma_rep *rpcrdma_create_rep(struct rpcrdma_xprt *);
505 void rpcrdma_destroy_req(struct rpcrdma_req *);
506 int rpcrdma_buffer_create(struct rpcrdma_xprt *);
507 void rpcrdma_buffer_destroy(struct rpcrdma_buffer *);
508
509 struct rpcrdma_mw *rpcrdma_get_mw(struct rpcrdma_xprt *);
510 void rpcrdma_put_mw(struct rpcrdma_xprt *, struct rpcrdma_mw *);
511 struct rpcrdma_req *rpcrdma_buffer_get(struct rpcrdma_buffer *);
512 void rpcrdma_buffer_put(struct rpcrdma_req *);
513 void rpcrdma_recv_buffer_get(struct rpcrdma_req *);
514 void rpcrdma_recv_buffer_put(struct rpcrdma_rep *);
515
516 void rpcrdma_defer_mr_recovery(struct rpcrdma_mw *);
517
518 struct rpcrdma_regbuf *rpcrdma_alloc_regbuf(size_t, enum dma_data_direction,
519                                             gfp_t);
520 bool __rpcrdma_dma_map_regbuf(struct rpcrdma_ia *, struct rpcrdma_regbuf *);
521 void rpcrdma_free_regbuf(struct rpcrdma_regbuf *);
522
523 static inline bool
524 rpcrdma_regbuf_is_mapped(struct rpcrdma_regbuf *rb)
525 {
526         return rb->rg_device != NULL;
527 }
528
529 static inline bool
530 rpcrdma_dma_map_regbuf(struct rpcrdma_ia *ia, struct rpcrdma_regbuf *rb)
531 {
532         if (likely(rpcrdma_regbuf_is_mapped(rb)))
533                 return true;
534         return __rpcrdma_dma_map_regbuf(ia, rb);
535 }
536
537 int rpcrdma_ep_post_extra_recv(struct rpcrdma_xprt *, unsigned int);
538
539 int rpcrdma_alloc_wq(void);
540 void rpcrdma_destroy_wq(void);
541
542 /*
543  * Wrappers for chunk registration, shared by read/write chunk code.
544  */
545
546 static inline enum dma_data_direction
547 rpcrdma_data_dir(bool writing)
548 {
549         return writing ? DMA_FROM_DEVICE : DMA_TO_DEVICE;
550 }
551
552 /*
553  * RPC/RDMA protocol calls - xprtrdma/rpc_rdma.c
554  */
555
556 enum rpcrdma_chunktype {
557         rpcrdma_noch = 0,
558         rpcrdma_readch,
559         rpcrdma_areadch,
560         rpcrdma_writech,
561         rpcrdma_replych
562 };
563
564 bool rpcrdma_prepare_send_sges(struct rpcrdma_ia *, struct rpcrdma_req *,
565                                u32, struct xdr_buf *, enum rpcrdma_chunktype);
566 void rpcrdma_unmap_sges(struct rpcrdma_ia *, struct rpcrdma_req *);
567 int rpcrdma_marshal_req(struct rpc_rqst *);
568 void rpcrdma_set_max_header_sizes(struct rpcrdma_xprt *);
569 void rpcrdma_reply_handler(struct work_struct *work);
570
571 /* RPC/RDMA module init - xprtrdma/transport.c
572  */
573 extern unsigned int xprt_rdma_max_inline_read;
574 void xprt_rdma_format_addresses(struct rpc_xprt *xprt, struct sockaddr *sap);
575 void xprt_rdma_free_addresses(struct rpc_xprt *xprt);
576 void rpcrdma_connect_worker(struct work_struct *work);
577 void xprt_rdma_print_stats(struct rpc_xprt *xprt, struct seq_file *seq);
578 int xprt_rdma_init(void);
579 void xprt_rdma_cleanup(void);
580
581 /* Backchannel calls - xprtrdma/backchannel.c
582  */
583 #if defined(CONFIG_SUNRPC_BACKCHANNEL)
584 int xprt_rdma_bc_setup(struct rpc_xprt *, unsigned int);
585 int xprt_rdma_bc_up(struct svc_serv *, struct net *);
586 size_t xprt_rdma_bc_maxpayload(struct rpc_xprt *);
587 int rpcrdma_bc_post_recv(struct rpcrdma_xprt *, unsigned int);
588 void rpcrdma_bc_receive_call(struct rpcrdma_xprt *, struct rpcrdma_rep *);
589 int rpcrdma_bc_marshal_reply(struct rpc_rqst *);
590 void xprt_rdma_bc_free_rqst(struct rpc_rqst *);
591 void xprt_rdma_bc_destroy(struct rpc_xprt *, unsigned int);
592 #endif  /* CONFIG_SUNRPC_BACKCHANNEL */
593
594 extern struct xprt_class xprt_rdma_bc;
595
596 #endif                          /* _LINUX_SUNRPC_XPRT_RDMA_H */