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