lnet/klnds/qswlnd/qswlnd.h

   1 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8; indent-tabs-mode: nil; -*-
   2  * vim:expandtab:shiftwidth=8:tabstop=8:
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2001 Cluster File Systems, Inc. <braam@clusterfs.com>
   5  *
   6  *   This file is part of Lustre, http://www.lustre.org.
   7  *
   8  *   Lustre is free software; you can redistribute it and/or
   9  *   modify it under the terms of version 2 of the GNU General Public
  10  *   License as published by the Free Software Foundation.
  11  *
  12  *   Lustre is distributed in the hope that it will be useful,
  13  *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  *   GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  *   You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  *   along with Lustre; if not, write to the Free Software
  19  *   Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20  *
  21  * Basic library routines.
  22  *
  23  */
  24
  25 #ifndef _QSWNAL_H
  26 #define _QSWNAL_H
  27 #ifndef EXPORT_SYMTAB
  28 # define EXPORT_SYMTAB
  29 #endif
  30
  31 #include <qsnet/kernel.h>
  32 #undef printf                                   /* nasty QSW #define */
  33
  34 #include <linux/config.h>
  35 #include <linux/module.h>
  36
  37 #if MULTIRAIL_EKC
  38 # include <elan/epcomms.h>
  39 #else
  40 # include <elan3/elanregs.h>
  41 # include <elan3/elandev.h>
  42 # include <elan3/elanvp.h>
  43 # include <elan3/elan3mmu.h>
  44 # include <elan3/elanctxt.h>
  45 # include <elan3/elandebug.h>
  46 # include <elan3/urom_addrs.h>
  47 # include <elan3/busops.h>
  48 # include <elan3/kcomm.h>
  49 #endif
  50
  51 #include <linux/kernel.h>
  52 #include <linux/mm.h>
  53 #include <linux/string.h>
  54 #include <linux/stat.h>
  55 #include <linux/errno.h>
  56 #if (LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,5,0))
  57 #include <linux/locks.h>        /* wait_on_buffer */
  58 #else
  59 #include <linux/buffer_head.h>  /* wait_on_buffer */
  60 #endif
  61 #include <linux/unistd.h>
  62 #include <net/sock.h>
  63 #include <linux/uio.h>
  64
  65 #include <asm/system.h>
  66 #include <asm/uaccess.h>
  67
  68 #include <linux/fs.h>
  69 #include <linux/file.h>
  70 #include <linux/stat.h>
  71 #include <linux/list.h>
  72 #include <linux/sysctl.h>
  73 #include <asm/segment.h>
  74
  75 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_QSWNAL
  76
  77 #include <linux/kp30.h>
  78 #include <linux/kpr.h>
  79 #include <portals/p30.h>
  80 #include <portals/lib-p30.h>
  81 #include <portals/nal.h>
  82
  83 #define KQSW_CHECKSUM   0
  84 #if KQSW_CHECKSUM
  85 typedef unsigned long kqsw_csum_t;
  86 #define KQSW_CSUM_SIZE  (2 * sizeof (kqsw_csum_t))
  87 #else
  88 #define KQSW_CSUM_SIZE  0
  89 #endif
  90 #define KQSW_HDR_SIZE   (sizeof (ptl_hdr_t) + KQSW_CSUM_SIZE)
  91
  92 /*
  93  * Performance Tuning defines
  94  * NB no mention of PAGE_SIZE for interoperability
  95  */
  96 #define KQSW_MAXPAYLOAD                 PTL_MTU
  97 #define KQSW_SMALLPAYLOAD               ((4<<10) - KQSW_HDR_SIZE) /* small/large ep receiver breakpoint */
  98
  99 #define KQSW_TX_MAXCONTIG               (1<<10) /* largest payload that gets made contiguous on transmit */
 100
 101 #define KQSW_NTXMSGS                    8       /* # normal transmit messages */
 102 #define KQSW_NNBLK_TXMSGS               256     /* # reserved transmit messages if can't block */
 103
 104 #define KQSW_NRXMSGS_LARGE              64      /* # large receive buffers */
 105 #define KQSW_EP_ENVELOPES_LARGE         128     /* # large ep envelopes */
 106
 107 #define KQSW_NRXMSGS_SMALL              256     /* # small receive buffers */
 108 #define KQSW_EP_ENVELOPES_SMALL         2048    /* # small ep envelopes */
 109
 110 #define KQSW_RESCHED                    100     /* # busy loops that forces scheduler to yield */
 111
 112 #define KQSW_OPTIMIZED_GETS             1       /* optimized gets? */
 113 #define KQSW_COPY_SMALL_FWD             0       /* copy small fwd messages to pre-mapped buffer? */
 114
 115 /*
 116  * derived constants
 117  */
 118
 119 #define KQSW_TX_BUFFER_SIZE     (KQSW_HDR_SIZE + KQSW_TX_MAXCONTIG)
 120 /* The pre-allocated tx buffer (hdr + small payload) */
 121
 122 #define KQSW_NTXMSGPAGES        (btopr(KQSW_TX_BUFFER_SIZE) + 1 + btopr(KQSW_MAXPAYLOAD) + 1)
 123 /* Reserve elan address space for pre-allocated and pre-mapped transmit
 124  * buffer and a full payload too.  Extra pages allow for page alignment */
 125
 126 #define KQSW_NRXMSGPAGES_SMALL  (btopr(KQSW_HDR_SIZE + KQSW_SMALLPAYLOAD))
 127 /* receive hdr/payload always contiguous and page aligned */
 128 #define KQSW_NRXMSGBYTES_SMALL  (KQSW_NRXMSGPAGES_SMALL * PAGE_SIZE)
 129
 130 #define KQSW_NRXMSGPAGES_LARGE  (btopr(KQSW_HDR_SIZE + KQSW_MAXPAYLOAD))
 131 /* receive hdr/payload always contiguous and page aligned */
 132 #define KQSW_NRXMSGBYTES_LARGE  (KQSW_NRXMSGPAGES_LARGE * PAGE_SIZE)
 133 /* biggest complete packet we can receive (or transmit) */
 134
 135 /* Remote memory descriptor */
 136 typedef struct
 137 {
 138         __u32            kqrmd_nfrag;           /* # frags */
 139 #if MULTIRAIL_EKC
 140         EP_NMD           kqrmd_frag[0];         /* actual frags */
 141 #else
 142         EP_IOVEC         kqrmd_frag[0];         /* actual frags */
 143 #endif
 144 } kqswnal_remotemd_t;
 145
 146 typedef struct
 147 {
 148         struct list_head krx_list;              /* enqueue -> thread */
 149         EP_RCVR         *krx_eprx;              /* port to post receives to */
 150         EP_RXD          *krx_rxd;               /* receive descriptor (for repost) */
 151 #if MULTIRAIL_EKC
 152         EP_NMD           krx_elanbuffer;        /* contiguous Elan buffer */
 153 #else
 154         E3_Addr          krx_elanbuffer;        /* contiguous Elan buffer */
 155 #endif
 156         int              krx_npages;            /* # pages in receive buffer */
 157         int              krx_nob;               /* Number Of Bytes received into buffer */
 158         int              krx_rpc_reply_needed;  /* peer waiting for EKC RPC reply */
 159         int              krx_rpc_reply_sent;    /* rpc reply sent */
 160         atomic_t         krx_refcount;          /* how to tell when rpc is done */
 161         kpr_fwd_desc_t   krx_fwd;               /* embedded forwarding descriptor */
 162         ptl_kiov_t       krx_kiov[KQSW_NRXMSGPAGES_LARGE]; /* buffer frags */
 163 }  kqswnal_rx_t;
 164
 165 typedef struct
 166 {
 167         struct list_head  ktx_list;             /* enqueue idle/active */
 168         struct list_head  ktx_delayed_list;     /* enqueue delayedtxds */
 169         unsigned int      ktx_isnblk:1;         /* reserved descriptor? */
 170         unsigned int      ktx_state:7;          /* What I'm doing */
 171         unsigned int      ktx_firsttmpfrag:1;   /* ktx_frags[0] is in my ebuffer ? 0 : 1 */
 172         uint32_t          ktx_basepage;         /* page offset in reserved elan tx vaddrs for mapping pages */
 173         int               ktx_npages;           /* pages reserved for mapping messages */
 174         int               ktx_nmappedpages;     /* # pages mapped for current message */
 175         int               ktx_port;             /* destination ep port */
 176         ptl_nid_t         ktx_nid;              /* destination node */
 177         void             *ktx_args[2];          /* completion passthru */
 178         char             *ktx_buffer;           /* pre-allocated contiguous buffer for hdr + small payloads */
 179         unsigned long     ktx_launchtime;       /* when (in jiffies) the transmit was launched */
 180
 181         /* debug/info fields */
 182         pid_t             ktx_launcher;         /* pid of launching process */
 183         ptl_hdr_t        *ktx_wire_hdr;         /* portals header (wire endian) */
 184
 185         int               ktx_nfrag;            /* # message frags */
 186 #if MULTIRAIL_EKC
 187         EP_NMD            ktx_ebuffer;          /* elan mapping of ktx_buffer */
 188         EP_NMD            ktx_frags[EP_MAXFRAG];/* elan mapping of msg frags */
 189 #else
 190         E3_Addr           ktx_ebuffer;          /* elan address of ktx_buffer */
 191         EP_IOVEC          ktx_frags[EP_MAXFRAG];/* msg frags (elan vaddrs) */
 192 #endif
 193 } kqswnal_tx_t;
 194
 195 #define KTX_IDLE        0                       /* on kqn_(nblk_)idletxds */
 196 #define KTX_SENDING     1                       /* local send */
 197 #define KTX_FORWARDING  2                       /* routing a packet */
 198 #define KTX_GETTING     3                       /* local optimised get */
 199
 200 typedef struct
 201 {
 202         /* dynamic tunables... */
 203         int                      kqn_optimized_gets;  /* optimized GETs? */
 204 #if CONFIG_SYSCTL
 205         struct ctl_table_header *kqn_sysctl;          /* sysctl interface */
 206 #endif
 207 } kqswnal_tunables_t;
 208
 209 typedef struct
 210 {
 211         char               kqn_init;            /* what's been initialised */
 212         char               kqn_shuttingdown;    /* I'm trying to shut down */
 213         atomic_t           kqn_nthreads;        /* # threads running */
 214
 215         kqswnal_rx_t      *kqn_rxds;            /* all the receive descriptors */
 216         kqswnal_tx_t      *kqn_txds;            /* all the transmit descriptors */
 217
 218         struct list_head   kqn_idletxds;        /* transmit descriptors free to use */
 219         struct list_head   kqn_nblk_idletxds;   /* reserved free transmit descriptors */
 220         struct list_head   kqn_activetxds;      /* transmit descriptors being used */
 221         spinlock_t         kqn_idletxd_lock;    /* serialise idle txd access */
 222         wait_queue_head_t  kqn_idletxd_waitq;   /* sender blocks here waiting for idle txd */
 223         struct list_head   kqn_idletxd_fwdq;    /* forwarded packets block here waiting for idle txd */
 224         atomic_t           kqn_pending_txs;     /* # transmits being prepped */
 225
 226         spinlock_t         kqn_sched_lock;      /* serialise packet schedulers */
 227         wait_queue_head_t  kqn_sched_waitq;     /* scheduler blocks here */
 228
 229         struct list_head   kqn_readyrxds;       /* rxds full of data */
 230         struct list_head   kqn_delayedfwds;     /* delayed forwards */
 231         struct list_head   kqn_delayedtxds;     /* delayed transmits */
 232
 233         spinlock_t         kqn_statelock;       /* cb_cli/cb_sti */
 234         wait_queue_head_t  kqn_yield_waitq;     /* where yield waits */
 235         nal_cb_t          *kqn_cb;              /* -> kqswnal_lib */
 236 #if MULTIRAIL_EKC
 237         EP_SYS            *kqn_ep;              /* elan system */
 238         EP_NMH            *kqn_ep_tx_nmh;       /* elan reserved tx vaddrs */
 239         EP_NMH            *kqn_ep_rx_nmh;       /* elan reserved rx vaddrs */
 240 #else
 241         EP_DEV            *kqn_ep;              /* elan device */
 242         ELAN3_DMA_HANDLE  *kqn_eptxdmahandle;   /* elan reserved tx vaddrs */
 243         ELAN3_DMA_HANDLE  *kqn_eprxdmahandle;   /* elan reserved rx vaddrs */
 244 #endif
 245         EP_XMTR           *kqn_eptx;            /* elan transmitter */
 246         EP_RCVR           *kqn_eprx_small;      /* elan receiver (small messages) */
 247         EP_RCVR           *kqn_eprx_large;      /* elan receiver (large messages) */
 248         kpr_router_t       kqn_router;          /* connection to Kernel Portals Router module */
 249
 250         ptl_nid_t          kqn_nid_offset;      /* this cluster's NID offset */
 251         int                kqn_nnodes;          /* this cluster's size */
 252         int                kqn_elanid;          /* this nodes's elan ID */
 253 }  kqswnal_data_t;
 254
 255 /* kqn_init state */
 256 #define KQN_INIT_NOTHING        0               /* MUST BE ZERO so zeroed state is initialised OK */
 257 #define KQN_INIT_DATA           1
 258 #define KQN_INIT_LIB            2
 259 #define KQN_INIT_ALL            3
 260
 261 extern nal_cb_t            kqswnal_lib;
 262 extern nal_t               kqswnal_api;
 263 extern kqswnal_tunables_t  kqswnal_tunables;
 264 extern kqswnal_data_t      kqswnal_data;
 265
 266 /* global pre-prepared replies to keep off the stack */
 267 extern EP_STATUSBLK    kqswnal_rpc_success;
 268 extern EP_STATUSBLK    kqswnal_rpc_failed;
 269
 270 extern int kqswnal_thread_start (int (*fn)(void *arg), void *arg);
 271 extern void kqswnal_rxhandler(EP_RXD *rxd);
 272 extern int kqswnal_scheduler (void *);
 273 extern void kqswnal_fwd_packet (void *arg, kpr_fwd_desc_t *fwd);
 274 extern void kqswnal_dma_reply_complete (EP_RXD *rxd);
 275 extern void kqswnal_requeue_rx (kqswnal_rx_t *krx);
 276
 277 static inline ptl_nid_t
 278 kqswnal_elanid2nid (int elanid)
 279 {
 280         return (kqswnal_data.kqn_nid_offset + elanid);
 281 }
 282
 283 static inline int
 284 kqswnal_nid2elanid (ptl_nid_t nid)
 285 {
 286         /* not in this cluster? */
 287         if (nid < kqswnal_data.kqn_nid_offset ||
 288             nid >= kqswnal_data.kqn_nid_offset + kqswnal_data.kqn_nnodes)
 289                 return (-1);
 290
 291         return (nid - kqswnal_data.kqn_nid_offset);
 292 }
 293
 294 static inline int
 295 kqswnal_pages_spanned (void *base, int nob)
 296 {
 297         unsigned long first_page = ((unsigned long)base) >> PAGE_SHIFT;
 298         unsigned long last_page  = (((unsigned long)base) + (nob - 1)) >> PAGE_SHIFT;
 299
 300         LASSERT (last_page >= first_page);      /* can't wrap address space */
 301         return (last_page - first_page + 1);
 302 }
 303
 304 #if KQSW_CHECKSUM
 305 static inline kqsw_csum_t kqsw_csum (kqsw_csum_t sum, void *base, int nob)
 306 {
 307         unsigned char *ptr = (unsigned char *)base;
 308
 309         while (nob-- > 0)
 310                 sum += *ptr++;
 311
 312         return (sum);
 313 }
 314 #endif
 315
 316 static inline void kqswnal_rx_done (kqswnal_rx_t *krx)
 317 {
 318         LASSERT (atomic_read (&krx->krx_refcount) > 0);
 319         if (atomic_dec_and_test (&krx->krx_refcount))
 320                 kqswnal_requeue_rx(krx);
 321 }
 322
 323 #if MULTIRAIL_EKC
 324 # ifndef EP_RAILMASK_ALL
 325 #  error "old (unsupported) version of EKC headers"
 326 # endif
 327 #else
 328 /* multirail defines these in <elan/epcomms.h> */
 329 #define EP_MSG_SVC_PORTALS_SMALL      (0x10)  /* Portals over elan port number (large payloads) */
 330 #define EP_MSG_SVC_PORTALS_LARGE      (0x11)  /* Portals over elan port number (small payloads) */
 331 /* NB small/large message sizes are GLOBAL constants */
 332
 333 /* A minimal attempt to minimise inline #ifdeffing */
 334
 335 #define EP_SUCCESS      ESUCCESS
 336 #define EP_ENOMEM       ENOMEM
 337
 338 static inline EP_XMTR *
 339 ep_alloc_xmtr(EP_DEV *e)
 340 {
 341         return (ep_alloc_large_xmtr(e));
 342 }
 343
 344 static inline EP_RCVR *
 345 ep_alloc_rcvr(EP_DEV *e, int svc, int nenv)
 346 {
 347         return (ep_install_large_rcvr(e, svc, nenv));
 348 }
 349
 350 static inline void
 351 ep_free_xmtr(EP_XMTR *x)
 352 {
 353         ep_free_large_xmtr(x);
 354 }
 355
 356 static inline void
 357 ep_free_rcvr(EP_RCVR *r)
 358 {
 359         ep_remove_large_rcvr(r);
 360 }
 361 #endif
 362
 363 #endif /* _QSWNAL_H */