RDS: use friendly gfp masks for prefill
[linux-2.6.git] / 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 }