lnet/klnds/ralnd/ralnd.h

   1 /*
   2  * GPL HEADER START
   3  *
   4  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
   8  * as published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
  14  * in the LICENSE file that accompanied this code).
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * version 2 along with this program; If not, see
  18  * http://www.sun.com/software/products/lustre/docs/GPLv2.pdf
  19  *
  20  * Please contact Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara,
  21  * CA 95054 USA or visit www.sun.com if you need additional information or
  22  * have any questions.
  23  *
  24  * GPL HEADER END
  25  */
  26 /*
  27  * Copyright (c) 2004, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  28  * Use is subject to license terms.
  29  *
  30  * Copyright (c) 2012, Intel Corporation.
  31  */
  32 /*
  33  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
  34  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
  35  *
  36  * lnet/klnds/ralnd/ralnd.h
  37  *
  38  * Author: Eric Barton <eric@bartonsoftware.com>
  39  */
  40
  41 #include <linux/module.h>
  42 #include <linux/kernel.h>
  43 #include <linux/mm.h>
  44 #include <linux/string.h>
  45 #include <linux/stat.h>
  46 #include <linux/errno.h>
  47 #include <linux/unistd.h>
  48 #include <linux/uio.h>
  49
  50 #include <asm/uaccess.h>
  51 #include <asm/io.h>
  52
  53 #include <linux/init.h>
  54 #include <linux/fs.h>
  55 #include <linux/file.h>
  56 #include <linux/stat.h>
  57 #include <linux/list.h>
  58 #include <linux/kmod.h>
  59 #include <linux/sysctl.h>
  60
  61 #include <net/sock.h>
  62 #include <linux/in.h>
  63
  64 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_LND
  65
  66 #include <libcfs/libcfs.h>
  67 #include <lnet/lnet.h>
  68 #include <lnet/lib-lnet.h>
  69 #include <lnet/lnet-sysctl.h>
  70
  71 #include <rapl.h>
  72
  73 /* tunables determined at compile time */
  74 #define RANAL_RESCHED             100           /* # scheduler loops before reschedule */
  75
  76 #define RANAL_PEER_HASH_SIZE      101           /* # peer lists */
  77 #define RANAL_CONN_HASH_SIZE      101           /* # conn lists */
  78
  79 #define RANAL_MIN_TIMEOUT         5             /* minimum timeout interval (seconds) */
  80 #define RANAL_TIMEOUT2KEEPALIVE(t) (((t)+1)/2)  /* timeout -> keepalive interval */
  81
  82 /* fixed constants */
  83 #define RANAL_MAXDEVS             2             /* max # devices RapidArray supports */
  84 #define RANAL_FMA_MAX_PREFIX      232           /* max bytes in FMA "Prefix" we can use */
  85 #define RANAL_FMA_MAX_DATA        ((7<<10)-256) /* Max FMA MSG is 7K including prefix */
  86
  87
  88 typedef struct
  89 {
  90         int              *kra_n_connd;          /* # connection daemons */
  91         int              *kra_min_reconnect_interval; /* first failed connection retry... */
  92         int              *kra_max_reconnect_interval; /* ...exponentially increasing to this */
  93         int              *kra_ntx;              /* # tx descs */
  94         int              *kra_credits;          /* # concurrent sends */
  95         int              *kra_peercredits;      /* # concurrent sends to 1 peer */
  96         int              *kra_fma_cq_size;      /* # entries in receive CQ */
  97         int              *kra_timeout;          /* comms timeout (seconds) */
  98         int              *kra_max_immediate;    /* immediate payload breakpoint */
  99
 100 #if CONFIG_SYSCTL && !CFS_SYSFS_MODULE_PARM
 101         cfs_sysctl_table_header_t *kra_sysctl;  /* sysctl interface */
 102 #endif
 103 } kra_tunables_t;
 104
 105 typedef struct
 106 {
 107         RAP_PVOID              rad_handle;    /* device handle */
 108         RAP_PVOID              rad_fma_cqh;   /* FMA completion queue handle */
 109         RAP_PVOID              rad_rdma_cqh;  /* rdma completion queue handle */
 110         int                    rad_id;        /* device id */
 111         int                    rad_idx;       /* index in kra_devices */
 112         int                    rad_ready;     /* set by device callback */
 113         cfs_list_t             rad_ready_conns;/* connections ready to tx/rx */
 114         cfs_list_t             rad_new_conns; /* new connections to complete */
 115         cfs_waitq_t            rad_waitq;     /* scheduler waits here */
 116         spinlock_t              rad_lock;       /* serialise */
 117         void                  *rad_scheduler; /* scheduling thread */
 118         unsigned int           rad_nphysmap;  /* # phys mappings */
 119         unsigned int           rad_nppphysmap;/* # phys pages mapped */
 120         unsigned int           rad_nvirtmap;  /* # virt mappings */
 121         unsigned long          rad_nobvirtmap;/* # virt bytes mapped */
 122 } kra_device_t;
 123
 124 typedef struct
 125 {
 126         int               kra_init;            /* initialisation state */
 127         int               kra_shutdown;        /* shut down? */
 128         cfs_atomic_t      kra_nthreads;        /* # live threads */
 129         lnet_ni_t        *kra_ni;              /* _the_ nal instance */
 130
 131         kra_device_t      kra_devices[RANAL_MAXDEVS]; /* device/ptag/cq */
 132         int               kra_ndevs;           /* # devices */
 133
 134         rwlock_t          kra_global_lock;      /* stabilize peer/conn ops */
 135
 136         cfs_list_t       *kra_peers;           /* hash table of all my known peers */
 137         int               kra_peer_hash_size;  /* size of kra_peers */
 138         cfs_atomic_t      kra_npeers;          /* # peers extant */
 139         int               kra_nonewpeers;      /* prevent new peers */
 140
 141         cfs_list_t       *kra_conns;           /* conns hashed by cqid */
 142         int               kra_conn_hash_size;  /* size of kra_conns */
 143         __u64             kra_peerstamp;       /* when I started up */
 144         __u64             kra_connstamp;       /* conn stamp generator */
 145         int               kra_next_cqid;       /* cqid generator */
 146         cfs_atomic_t      kra_nconns;          /* # connections extant */
 147
 148         long              kra_new_min_timeout; /* minimum timeout on any new conn */
 149         cfs_waitq_t       kra_reaper_waitq;    /* reaper sleeps here */
 150         spinlock_t        kra_reaper_lock;     /* serialise */
 151
 152         cfs_list_t        kra_connd_peers;     /* peers waiting for a connection */
 153         cfs_list_t        kra_connd_acceptq;   /* accepted sockets to handshake */
 154         cfs_waitq_t       kra_connd_waitq;     /* connection daemons sleep here */
 155         spinlock_t        kra_connd_lock;       /* serialise */
 156
 157         cfs_list_t        kra_idle_txs;        /* idle tx descriptors */
 158         __u64             kra_next_tx_cookie;  /* RDMA completion cookie */
 159         spinlock_t        kra_tx_lock;          /* serialise */
 160 } kra_data_t;
 161
 162 #define RANAL_INIT_NOTHING         0
 163 #define RANAL_INIT_DATA            1
 164 #define RANAL_INIT_ALL             2
 165
 166 typedef struct kra_acceptsock             /* accepted socket queued for connd */
 167 {
 168         cfs_list_t           ras_list;          /* queue for attention */
 169         struct socket       *ras_sock;          /* the accepted socket */
 170 } kra_acceptsock_t;
 171
 172 /************************************************************************
 173  * Wire message structs.  These are sent in sender's byte order
 174  * (i.e. receiver checks magic and flips if required).
 175  */
 176
 177 typedef struct kra_connreq                      /* connection request/response */
 178 {                                               /* (sent via socket) */
 179         __u32             racr_magic;           /* I'm an ranal connreq */
 180         __u16             racr_version;         /* this is my version number */
 181         __u16             racr_devid;           /* sender's device ID */
 182         __u64             racr_srcnid;          /* sender's NID */
 183         __u64             racr_dstnid;          /* who sender expects to listen */
 184         __u64             racr_peerstamp;       /* sender's instance stamp */
 185         __u64             racr_connstamp;       /* sender's connection stamp */
 186         __u32             racr_timeout;         /* sender's timeout */
 187         RAP_RI_PARAMETERS racr_riparams;        /* sender's endpoint info */
 188 } kra_connreq_t;
 189
 190 typedef struct
 191 {
 192         RAP_MEM_KEY       rard_key;
 193         RAP_PVOID64       rard_addr;
 194         RAP_UINT32        rard_nob;
 195 } kra_rdma_desc_t;
 196
 197 typedef struct
 198 {
 199         lnet_hdr_t        raim_hdr;             /* portals header */
 200         /* Portals payload is in FMA "Message Data" */
 201 } kra_immediate_msg_t;
 202
 203 typedef struct
 204 {
 205         lnet_hdr_t        raprm_hdr;            /* portals header */
 206         __u64             raprm_cookie;         /* opaque completion cookie */
 207 } kra_putreq_msg_t;
 208
 209 typedef struct
 210 {
 211         __u64             rapam_src_cookie;     /* reflected completion cookie */
 212         __u64             rapam_dst_cookie;     /* opaque completion cookie */
 213         kra_rdma_desc_t   rapam_desc;           /* sender's sink buffer */
 214 } kra_putack_msg_t;
 215
 216 typedef struct
 217 {
 218         lnet_hdr_t        ragm_hdr;             /* portals header */
 219         __u64             ragm_cookie;          /* opaque completion cookie */
 220         kra_rdma_desc_t   ragm_desc;            /* sender's sink buffer */
 221 } kra_get_msg_t;
 222
 223 typedef struct
 224 {
 225         __u64             racm_cookie;          /* reflected completion cookie */
 226 } kra_completion_msg_t;
 227
 228 typedef struct                                  /* NB must fit in FMA "Prefix" */
 229 {
 230         __u32             ram_magic;            /* I'm an ranal message */
 231         __u16             ram_version;          /* this is my version number */
 232         __u16             ram_type;             /* msg type */
 233         __u64             ram_srcnid;           /* sender's NID */
 234         __u64             ram_connstamp;        /* sender's connection stamp */
 235         union {
 236                 kra_immediate_msg_t   immediate;
 237                 kra_putreq_msg_t      putreq;
 238                 kra_putack_msg_t      putack;
 239                 kra_get_msg_t         get;
 240                 kra_completion_msg_t  completion;
 241         }                    ram_u;
 242         __u32             ram_seq;              /* incrementing sequence number */
 243 } kra_msg_t;
 244
 245 #define RANAL_MSG_MAGIC     LNET_PROTO_RA_MAGIC /* unique magic */
 246 #define RANAL_MSG_VERSION              1        /* current protocol version */
 247
 248 #define RANAL_MSG_FENCE             0x80        /* fence RDMA */
 249
 250 #define RANAL_MSG_NONE              0x00        /* illegal message */
 251 #define RANAL_MSG_NOOP              0x01        /* empty ram_u (keepalive) */
 252 #define RANAL_MSG_IMMEDIATE         0x02        /* ram_u.immediate */
 253 #define RANAL_MSG_PUT_REQ           0x03        /* ram_u.putreq (src->sink) */
 254 #define RANAL_MSG_PUT_NAK           0x04        /* ram_u.completion (no PUT match: sink->src) */
 255 #define RANAL_MSG_PUT_ACK           0x05        /* ram_u.putack (PUT matched: sink->src) */
 256 #define RANAL_MSG_PUT_DONE          0x86        /* ram_u.completion (src->sink) */
 257 #define RANAL_MSG_GET_REQ           0x07        /* ram_u.get (sink->src) */
 258 #define RANAL_MSG_GET_NAK           0x08        /* ram_u.completion (no GET match: src->sink) */
 259 #define RANAL_MSG_GET_DONE          0x89        /* ram_u.completion (src->sink) */
 260 #define RANAL_MSG_CLOSE             0x8a        /* empty ram_u */
 261
 262 /***********************************************************************/
 263
 264 typedef struct kra_tx                           /* message descriptor */
 265 {
 266         cfs_list_t            tx_list;      /* queue on idle_txs/rac_sendq/rac_waitq */
 267         struct kra_conn      *tx_conn;      /* owning conn */
 268         lnet_msg_t           *tx_lntmsg[2]; /* ptl msgs to finalize on completion */
 269         unsigned long         tx_qtime;     /* when tx started to wait for something (jiffies) */
 270         int                   tx_nob;       /* # bytes of payload */
 271         int                   tx_buftype;   /* payload buffer type */
 272         void                 *tx_buffer;    /* source/sink buffer */
 273         int                   tx_phys_offset; /* first page offset (if phys) */
 274         int                   tx_phys_npages; /* # physical pages */
 275         RAP_PHYS_REGION      *tx_phys;      /* page descriptors */
 276         RAP_MEM_KEY           tx_map_key;   /* mapping key */
 277         RAP_RDMA_DESCRIPTOR   tx_rdma_desc; /* rdma descriptor */
 278         __u64                 tx_cookie;    /* identify this tx to peer */
 279         kra_msg_t             tx_msg;       /* FMA message buffer */
 280 } kra_tx_t;
 281
 282 #define RANAL_BUF_NONE           0              /* buffer type not set */
 283 #define RANAL_BUF_IMMEDIATE      1              /* immediate data */
 284 #define RANAL_BUF_PHYS_UNMAPPED  2              /* physical: not mapped yet */
 285 #define RANAL_BUF_PHYS_MAPPED    3              /* physical: mapped already */
 286 #define RANAL_BUF_VIRT_UNMAPPED  4              /* virtual: not mapped yet */
 287 #define RANAL_BUF_VIRT_MAPPED    5              /* virtual: mapped already */
 288
 289 typedef struct kra_conn
 290 {
 291         struct kra_peer    *rac_peer;           /* owning peer */
 292         cfs_list_t          rac_list;          /* stash on peer's conn list */
 293         cfs_list_t          rac_hashlist;      /* stash in connection hash table */
 294         cfs_list_t          rac_schedlist;     /* schedule (on rad_???_conns) for attention */
 295         cfs_list_t          rac_fmaq;          /* txs queued for FMA */
 296         cfs_list_t          rac_rdmaq;         /* txs awaiting RDMA completion */
 297         cfs_list_t          rac_replyq;        /* txs awaiting replies */
 298         __u64               rac_peerstamp;     /* peer's unique stamp */
 299         __u64               rac_peer_connstamp;/* peer's unique connection stamp */
 300         __u64               rac_my_connstamp;  /* my unique connection stamp */
 301         unsigned long       rac_last_tx;       /* when I last sent an FMA message (jiffies) */
 302         unsigned long       rac_last_rx;       /* when I last received an FMA messages (jiffies) */
 303         long                rac_keepalive;     /* keepalive interval (seconds) */
 304         long                rac_timeout;       /* infer peer death if no rx for this many seconds */
 305         __u32               rac_cqid;          /* my completion callback id (non-unique) */
 306         __u32               rac_tx_seq;        /* tx msg sequence number */
 307         __u32               rac_rx_seq;        /* rx msg sequence number */
 308         cfs_atomic_t        rac_refcount;      /* # users */
 309         unsigned int        rac_close_sent;    /* I've sent CLOSE */
 310         unsigned int        rac_close_recvd;   /* I've received CLOSE */
 311         unsigned int        rac_state;         /* connection state */
 312         unsigned int        rac_scheduled;     /* being attented to */
 313         spinlock_t          rac_lock;           /* serialise */
 314         kra_device_t       *rac_device;        /* which device */
 315         RAP_PVOID           rac_rihandle;      /* RA endpoint */
 316         kra_msg_t          *rac_rxmsg;         /* incoming message (FMA prefix) */
 317         kra_msg_t           rac_msg;           /* keepalive/CLOSE message buffer */
 318 } kra_conn_t;
 319
 320 #define RANAL_CONN_ESTABLISHED     0
 321 #define RANAL_CONN_CLOSING         1
 322 #define RANAL_CONN_CLOSED          2
 323
 324 typedef struct kra_peer
 325 {
 326         cfs_list_t          rap_list;         /* stash on global peer list */
 327         cfs_list_t          rap_connd_list;   /* schedule on kra_connd_peers */
 328         cfs_list_t          rap_conns;        /* all active connections */
 329         cfs_list_t          rap_tx_queue;     /* msgs waiting for a conn */
 330         lnet_nid_t          rap_nid;          /* who's on the other end(s) */
 331         __u32               rap_ip;           /* IP address of peer */
 332         int                 rap_port;         /* port on which peer listens */
 333         cfs_atomic_t        rap_refcount;     /* # users */
 334         int                 rap_persistence;  /* "known" peer refs */
 335         int                 rap_connecting;   /* connection forming */
 336         unsigned long       rap_reconnect_time; /* CURRENT_SECONDS when reconnect OK */
 337         unsigned long       rap_reconnect_interval; /* exponential backoff */
 338 } kra_peer_t;
 339
 340 extern kra_data_t      kranal_data;
 341 extern kra_tunables_t  kranal_tunables;
 342
 343 extern void kranal_destroy_peer(kra_peer_t *peer);
 344 extern void kranal_destroy_conn(kra_conn_t *conn);
 345
 346 static inline void
 347 kranal_peer_addref(kra_peer_t *peer)
 348 {
 349         CDEBUG(D_NET, "%p->%s\n", peer, libcfs_nid2str(peer->rap_nid));
 350         LASSERT(cfs_atomic_read(&peer->rap_refcount) > 0);
 351         cfs_atomic_inc(&peer->rap_refcount);
 352 }
 353
 354 static inline void
 355 kranal_peer_decref(kra_peer_t *peer)
 356 {
 357         CDEBUG(D_NET, "%p->%s\n", peer, libcfs_nid2str(peer->rap_nid));
 358         LASSERT(cfs_atomic_read(&peer->rap_refcount) > 0);
 359         if (cfs_atomic_dec_and_test(&peer->rap_refcount))
 360                 kranal_destroy_peer(peer);
 361 }
 362
 363 static inline cfs_list_t *
 364 kranal_nid2peerlist (lnet_nid_t nid)
 365 {
 366         unsigned int hash = ((unsigned int)nid) % kranal_data.kra_peer_hash_size;
 367
 368         return (&kranal_data.kra_peers[hash]);
 369 }
 370
 371 static inline int
 372 kranal_peer_active(kra_peer_t *peer)
 373 {
 374         /* Am I in the peer hash table? */
 375         return (!cfs_list_empty(&peer->rap_list));
 376 }
 377
 378 static inline void
 379 kranal_conn_addref(kra_conn_t *conn)
 380 {
 381         CDEBUG(D_NET, "%p->%s\n", conn,
 382                libcfs_nid2str(conn->rac_peer->rap_nid));
 383         LASSERT(cfs_atomic_read(&conn->rac_refcount) > 0);
 384         cfs_atomic_inc(&conn->rac_refcount);
 385 }
 386
 387 static inline void
 388 kranal_conn_decref(kra_conn_t *conn)
 389 {
 390         CDEBUG(D_NET, "%p->%s\n", conn,
 391                libcfs_nid2str(conn->rac_peer->rap_nid));
 392         LASSERT(cfs_atomic_read(&conn->rac_refcount) > 0);
 393         if (cfs_atomic_dec_and_test(&conn->rac_refcount))
 394                 kranal_destroy_conn(conn);
 395 }
 396
 397 static inline cfs_list_t *
 398 kranal_cqid2connlist (__u32 cqid)
 399 {
 400         unsigned int hash = cqid % kranal_data.kra_conn_hash_size;
 401
 402         return (&kranal_data.kra_conns [hash]);
 403 }
 404
 405 static inline kra_conn_t *
 406 kranal_cqid2conn_locked (__u32 cqid)
 407 {
 408         cfs_list_t       *conns = kranal_cqid2connlist(cqid);
 409         cfs_list_t       *tmp;
 410         kra_conn_t       *conn;
 411
 412         cfs_list_for_each(tmp, conns) {
 413                 conn = cfs_list_entry(tmp, kra_conn_t, rac_hashlist);
 414
 415                 if (conn->rac_cqid == cqid)
 416                         return conn;
 417         }
 418
 419         return NULL;
 420 }
 421
 422 static inline int
 423 kranal_tx_mapped (kra_tx_t *tx)
 424 {
 425         return (tx->tx_buftype == RANAL_BUF_VIRT_MAPPED ||
 426                 tx->tx_buftype == RANAL_BUF_PHYS_MAPPED);
 427 }
 428
 429 int kranal_startup (lnet_ni_t *ni);
 430 void kranal_shutdown (lnet_ni_t *ni);
 431 int kranal_ctl(lnet_ni_t *ni, unsigned int cmd, void *arg);
 432 int kranal_send (lnet_ni_t *ni, void *private, lnet_msg_t *lntmsg);
 433 int kranal_eager_recv(lnet_ni_t *ni, void *private,
 434                       lnet_msg_t *lntmsg, void **new_private);
 435 int kranal_recv(lnet_ni_t *ni, void *private, lnet_msg_t *lntmsg,
 436                 int delayed, unsigned int niov,
 437                 struct iovec *iov, lnet_kiov_t *kiov,
 438                 unsigned int offset, unsigned int mlen, unsigned int rlen);
 439 int kranal_accept(lnet_ni_t *ni, struct socket *sock);
 440
 441 extern void kranal_free_acceptsock (kra_acceptsock_t *ras);
 442 extern int kranal_listener_procint (cfs_sysctl_table_t *table,
 443                                     int write, struct file *filp,
 444                                     void *buffer, size_t *lenp);
 445 extern void kranal_update_reaper_timeout (long timeout);
 446 extern void kranal_tx_done (kra_tx_t *tx, int completion);
 447 extern void kranal_unlink_peer_locked (kra_peer_t *peer);
 448 extern void kranal_schedule_conn (kra_conn_t *conn);
 449 extern int kranal_create_peer (kra_peer_t **peerp, lnet_nid_t nid);
 450 extern int kranal_add_persistent_peer (lnet_nid_t nid, __u32 ip, int port);
 451 extern kra_peer_t *kranal_find_peer_locked (lnet_nid_t nid);
 452 extern void kranal_post_fma (kra_conn_t *conn, kra_tx_t *tx);
 453 extern int kranal_del_peer (lnet_nid_t nid);
 454 extern void kranal_device_callback (RAP_INT32 devid, RAP_PVOID arg);
 455 extern int kranal_thread_start(int(*fn)(void *arg), void *arg, char *name);
 456 extern int kranal_connd (void *arg);
 457 extern int kranal_reaper (void *arg);
 458 extern int kranal_scheduler (void *arg);
 459 extern void kranal_close_conn_locked (kra_conn_t *conn, int error);
 460 extern void kranal_close_conn (kra_conn_t *conn, int error);
 461 extern void kranal_terminate_conn_locked (kra_conn_t *conn);
 462 extern void kranal_connect (kra_peer_t *peer);
 463 extern int kranal_conn_handshake (struct socket *sock, kra_peer_t *peer);
 464 extern int kranal_tunables_init(void);
 465 extern void kranal_tunables_fini(void);
 466 extern void kranal_init_msg(kra_msg_t *msg, int type);