lnet/ulnds/socklnd/usocklnd.h

   1 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8; indent-tabs-mode: nil; -*-
   2  * vim:expandtab:shiftwidth=8:tabstop=8:
   3  *
   4  * GPL HEADER START
   5  *
   6  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
  10  * as published by the Free Software Foundation.
  11  *
  12  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
  16  * in the LICENSE file that accompanied this code).
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  * version 2 along with this program; If not, see
  20  * http://www.sun.com/software/products/lustre/docs/GPLv2.pdf
  21  *
  22  * Please contact Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara,
  23  * CA 95054 USA or visit www.sun.com if you need additional information or
  24  * have any questions.
  25  *
  26  * GPL HEADER END
  27  */
  28 /*
  29  * Copyright  2008 Sun Microsystems, Inc. All rights reserved
  30  * Use is subject to license terms.
  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/ulnds/socklnd/usocklnd.h
  37  *
  38  * Author: Maxim Patlasov <maxim@clusterfs.com>
  39  */
  40 #ifndef _GNU_SOURCE
  41 #define _GNU_SOURCE
  42 #endif
  43 #include <pthread.h>
  44 #include <poll.h>
  45 #include <lnet/lib-lnet.h>
  46 #include <lnet/socklnd.h>
  47
  48 typedef struct {
  49         struct list_head tx_list;    /* neccessary to form tx list */
  50         lnet_msg_t      *tx_lnetmsg; /* lnet message for lnet_finalize() */
  51         ksock_msg_t      tx_msg;     /* buffer for wire header of ksock msg */
  52         int              tx_resid;   /* # of residual bytes */
  53         int              tx_nob;     /* # of packet bytes */
  54         int              tx_size;    /* size of this descriptor */
  55         struct iovec    *tx_iov;     /* points to tx_iova[i] */
  56         int              tx_niov;    /* # of packet iovec frags */
  57         struct iovec     tx_iova[1]; /* iov for header */
  58 } usock_tx_t;
  59
  60 struct usock_peer_s;
  61
  62 typedef struct {
  63         int                  uc_fd;          /* socket */
  64         int                  uc_type;        /* conn type */
  65         int                  uc_activeflag;  /* active side of connection? */
  66         int                  uc_flip;        /* is peer other endian? */
  67         int                  uc_state;       /* connection state */
  68         struct usock_peer_s *uc_peer;        /* owning peer */
  69         lnet_process_id_t    uc_peerid;      /* id of remote peer */
  70         int                  uc_pt_idx;      /* index in ud_pollthreads[] of
  71                                               * owning poll thread */
  72         lnet_ni_t            *uc_ni;         /* parent NI while accepting */
  73         struct usock_preq_s  *uc_preq;       /* preallocated request */
  74         __u32                 uc_peer_ip;    /* IP address of the peer */
  75         __u16                 uc_peer_port;  /* port of the peer */
  76         struct list_head      uc_stale_list; /* orphaned connections */
  77
  78         /* Receive state */
  79         int                uc_rx_state;      /* message or hello state */
  80         ksock_hello_msg_t *uc_rx_hello;      /* hello buffer */
  81         struct iovec      *uc_rx_iov;        /* points to uc_rx_iova[i] */
  82         struct iovec       uc_rx_iova[LNET_MAX_IOV]; /* message frags */
  83         int                uc_rx_niov;       /* # frags */
  84         int                uc_rx_nob_left;   /* # bytes to next hdr/body */
  85         int                uc_rx_nob_wanted; /* # of bytes actually wanted */
  86         void              *uc_rx_lnetmsg;    /* LNET message being received */
  87         cfs_time_t         uc_rx_deadline;   /* when to time out */
  88         int                uc_rx_flag;       /* deadline valid? */
  89         ksock_msg_t        uc_rx_msg;        /* message buffer */
  90
  91         /* Send state */
  92         struct list_head   uc_tx_list;       /* pending txs */
  93         struct list_head   uc_zcack_list;    /* pending zc_acks */
  94         cfs_time_t         uc_tx_deadline;   /* when to time out */
  95         int                uc_tx_flag;       /* deadline valid? */
  96         int                uc_sending;       /* send op is in progress */
  97         usock_tx_t        *uc_tx_hello;      /* fake tx with hello */
  98
  99         cfs_atomic_t       uc_refcount;      /* # of users */
 100         pthread_mutex_t    uc_lock;          /* serialize */
 101         int                uc_errored;       /* a flag for lnet_notify() */
 102 } usock_conn_t;
 103
 104 /* Allowable conn states are: */
 105 #define UC_CONNECTING 1
 106 #define UC_SENDING_HELLO 2
 107 #define UC_RECEIVING_HELLO 3
 108 #define UC_READY 4
 109 #define UC_DEAD 5
 110
 111 /* Allowable RX states are: */
 112 #define UC_RX_HELLO_MAGIC 1
 113 #define UC_RX_HELLO_VERSION 2
 114 #define UC_RX_HELLO_BODY 3
 115 #define UC_RX_HELLO_IPS 4
 116 #define UC_RX_KSM_HEADER 5
 117 #define UC_RX_LNET_HEADER 6
 118 #define UC_RX_PARSE 7
 119 #define UC_RX_PARSE_WAIT 8
 120 #define UC_RX_LNET_PAYLOAD 9
 121 #define UC_RX_SKIPPING 10
 122
 123 #define N_CONN_TYPES 3 /* CONTROL, BULK_IN and BULK_OUT */
 124
 125 typedef struct usock_peer_s {
 126         struct list_head  up_list;         /* neccessary to form peer list */
 127         lnet_process_id_t up_peerid;       /* id of remote peer */
 128         usock_conn_t     *up_conns[N_CONN_TYPES]; /* conns that connect us
 129                                                    * us with the peer */
 130         lnet_ni_t        *up_ni;           /* pointer to parent NI */
 131         __u64             up_incarnation;  /* peer's incarnation */
 132         int               up_incrn_is_set; /* 0 if peer's incarnation
 133                                             * hasn't been set so far */
 134         cfs_atomic_t      up_refcount;     /* # of users */
 135         pthread_mutex_t   up_lock;         /* serialize */
 136         int               up_errored;      /* a flag for lnet_notify() */
 137         cfs_time_t        up_last_alive;   /* when the peer was last alive */
 138 } usock_peer_t;
 139
 140 typedef struct {
 141         int               upt_notifier_fd;       /* notifier fd for writing */
 142         struct pollfd    *upt_pollfd;            /* poll fds */
 143         int               upt_nfds;              /* active poll fds */
 144         int               upt_npollfd;           /* allocated poll fds */
 145         usock_conn_t    **upt_idx2conn;          /* conns corresponding to
 146                                                   * upt_pollfd[idx] */
 147         int              *upt_skip;              /* skip chain */
 148         int              *upt_fd2idx;            /* index into upt_pollfd[]
 149                                                   * by fd */
 150         int               upt_nfd2idx;           /* # of allocated elements
 151                                                   * of upt_fd2idx[] */
 152         struct list_head  upt_stale_list;        /* list of orphaned conns */
 153         struct list_head  upt_pollrequests;      /* list of poll requests */
 154         pthread_mutex_t   upt_pollrequests_lock; /* serialize */
 155         int               upt_errno;             /* non-zero if errored */
 156         struct cfs_completion upt_completion;    /* wait/signal facility for
 157                                                   * syncronizing shutdown */
 158 } usock_pollthread_t;
 159
 160 /* Number of elements in upt_pollfd[], upt_idx2conn[] and upt_fd2idx[]
 161  * at initialization time. Will be resized on demand */
 162 #define UPT_START_SIZ 32
 163
 164 /* # peer lists */
 165 #define UD_PEER_HASH_SIZE  101
 166
 167 typedef struct {
 168         int                 ud_state;          /* initialization state */
 169         int                 ud_npollthreads;   /* # of poll threads */
 170         usock_pollthread_t *ud_pollthreads;    /* their state */
 171         int                 ud_shutdown;       /* shutdown flag */
 172         int                 ud_nets_count;     /* # of instances */
 173         struct list_head    ud_peers[UD_PEER_HASH_SIZE]; /* peer hash table */
 174         pthread_rwlock_t    ud_peers_lock;     /* serialize */
 175 } usock_data_t;
 176
 177 extern usock_data_t usock_data;
 178
 179 /* ud_state allowed values */
 180 #define UD_STATE_INIT_NOTHING 0
 181 #define UD_STATE_INITIALIZED 1
 182
 183 typedef struct {
 184         int             un_peercount;   /* # of peers */
 185         int             un_shutdown;    /* shutdown flag */
 186         __u64           un_incarnation; /* my epoch */
 187         pthread_cond_t  un_cond;        /* condvar to wait for notifications */
 188         pthread_mutex_t un_lock;        /* a lock to protect un_cond */
 189 } usock_net_t;
 190
 191 typedef struct {
 192         int ut_poll_timeout;  /* the third arg for poll(2) (seconds) */
 193         int ut_timeout;       /* "stuck" socket timeout (seconds) */
 194         int ut_npollthreads;  /* number of poll thread to spawn */
 195         int ut_fair_limit;    /* how many packets can we receive or transmit
 196                                * without calling poll(2) */
 197         int ut_min_bulk;      /* smallest "large" message */
 198         int ut_txcredits;     /* # concurrent sends */
 199         int ut_peertxcredits; /* # concurrent sends to 1 peer */
 200         int ut_socknagle;     /* Is Nagle alg on ? */
 201         int ut_sockbufsiz;    /* size of socket buffers */
 202 } usock_tunables_t;
 203
 204 extern usock_tunables_t usock_tuns;
 205
 206 typedef struct usock_preq_s {
 207         int              upr_type;  /* type of requested action */
 208         short            upr_value; /* bitmask of POLLIN and POLLOUT bits */
 209         usock_conn_t *   upr_conn;  /* a conn for the sake of which
 210                                      * action will be performed */
 211         struct list_head upr_list;  /* neccessary to form list */
 212 } usock_pollrequest_t;
 213
 214 /* Allowable poll request types are: */
 215 #define POLL_ADD_REQUEST 1
 216 #define POLL_DEL_REQUEST 2
 217 #define POLL_RX_SET_REQUEST 3
 218 #define POLL_TX_SET_REQUEST 4
 219 #define POLL_SET_REQUEST 5
 220
 221 typedef struct {
 222         struct list_head zc_list;   /* neccessary to form zc_ack list */
 223         __u64            zc_cookie; /* zero-copy cookie */
 224 } usock_zc_ack_t;
 225
 226 static inline void
 227 usocklnd_conn_addref(usock_conn_t *conn)
 228 {
 229         LASSERT (cfs_atomic_read(&conn->uc_refcount) > 0);
 230         cfs_atomic_inc(&conn->uc_refcount);
 231 }
 232
 233 void usocklnd_destroy_conn(usock_conn_t *conn);
 234
 235 static inline void
 236 usocklnd_conn_decref(usock_conn_t *conn)
 237 {
 238         LASSERT (cfs_atomic_read(&conn->uc_refcount) > 0);
 239         if (cfs_atomic_dec_and_test(&conn->uc_refcount))
 240                 usocklnd_destroy_conn(conn);
 241 }
 242
 243 static inline void
 244 usocklnd_peer_addref(usock_peer_t *peer)
 245 {
 246         LASSERT (cfs_atomic_read(&peer->up_refcount) > 0);
 247         cfs_atomic_inc(&peer->up_refcount);
 248 }
 249
 250 void usocklnd_destroy_peer(usock_peer_t *peer);
 251
 252 static inline void
 253 usocklnd_peer_decref(usock_peer_t *peer)
 254 {
 255         LASSERT (cfs_atomic_read(&peer->up_refcount) > 0);
 256         if (cfs_atomic_dec_and_test(&peer->up_refcount))
 257                 usocklnd_destroy_peer(peer);
 258 }
 259
 260 static inline int
 261 usocklnd_ip2pt_idx(__u32 ip) {
 262         return ip % usock_data.ud_npollthreads;
 263 }
 264
 265 static inline struct list_head *
 266 usocklnd_nid2peerlist(lnet_nid_t nid)
 267 {
 268         unsigned int hash = ((unsigned int)nid) % UD_PEER_HASH_SIZE;
 269
 270         return &usock_data.ud_peers[hash];
 271 }
 272
 273 int usocklnd_startup(lnet_ni_t *ni);
 274 void usocklnd_shutdown(lnet_ni_t *ni);
 275 int usocklnd_send(lnet_ni_t *ni, void *private, lnet_msg_t *lntmsg);
 276 int usocklnd_recv(lnet_ni_t *ni, void *private, lnet_msg_t *msg, int delayed,
 277                   unsigned int niov, struct iovec *iov, lnet_kiov_t *kiov,
 278                   unsigned int offset, unsigned int mlen, unsigned int rlen);
 279 int usocklnd_accept(lnet_ni_t *ni, int sock_fd);
 280
 281 int usocklnd_poll_thread(void *arg);
 282 int usocklnd_add_pollrequest(usock_conn_t *conn, int type, short value);
 283 void usocklnd_add_killrequest(usock_conn_t *conn);
 284 int usocklnd_process_pollrequest(usock_pollrequest_t *pr,
 285                                  usock_pollthread_t *pt_data);
 286 void usocklnd_execute_handlers(usock_pollthread_t *pt_data);
 287 int usocklnd_calculate_chunk_size(int num);
 288 void usocklnd_wakeup_pollthread(int i);
 289
 290 int usocklnd_notifier_handler(int fd);
 291 void usocklnd_exception_handler(usock_conn_t *conn);
 292 int usocklnd_read_handler(usock_conn_t *conn);
 293 int usocklnd_read_msg(usock_conn_t *conn, int *cont_flag);
 294 int usocklnd_handle_zc_req(usock_peer_t *peer, __u64 cookie);
 295 int usocklnd_read_hello(usock_conn_t *conn, int *cont_flag);
 296 int usocklnd_activeconn_hellorecv(usock_conn_t *conn);
 297 int usocklnd_passiveconn_hellorecv(usock_conn_t *conn);
 298 int usocklnd_write_handler(usock_conn_t *conn);
 299 usock_tx_t * usocklnd_try_piggyback(struct list_head *tx_list_p,
 300                                     struct list_head *zcack_list_p);
 301 int usocklnd_activeconn_hellosent(usock_conn_t *conn);
 302 int usocklnd_passiveconn_hellosent(usock_conn_t *conn);
 303 int usocklnd_send_tx(usock_conn_t *conn, usock_tx_t *tx);
 304 int usocklnd_read_data(usock_conn_t *conn);
 305
 306 void usocklnd_release_poll_states(int n);
 307 int usocklnd_base_startup();
 308 void usocklnd_base_shutdown(int n);
 309 __u64 usocklnd_new_incarnation();
 310 void usocklnd_del_all_peers(lnet_ni_t *ni);
 311 void usocklnd_del_peer_and_conns(usock_peer_t *peer);
 312 void usocklnd_del_conns_locked(usock_peer_t *peer);
 313
 314 int usocklnd_conn_timed_out(usock_conn_t *conn, cfs_time_t current_time);
 315 void usocklnd_conn_kill(usock_conn_t *conn);
 316 void usocklnd_conn_kill_locked(usock_conn_t *conn);
 317 usock_conn_t *usocklnd_conn_allocate();
 318 void usocklnd_conn_free(usock_conn_t *conn);
 319 void usocklnd_tear_peer_conn(usock_conn_t *conn);
 320 void usocklnd_check_peer_stale(lnet_ni_t *ni, lnet_process_id_t id);
 321 int usocklnd_create_passive_conn(lnet_ni_t *ni, int fd, usock_conn_t **connp);
 322 int usocklnd_create_active_conn(usock_peer_t *peer, int type,
 323                                 usock_conn_t **connp);
 324 int usocklnd_connect_srv_mode(int *fdp, __u32 dst_ip, __u16 dst_port);
 325 int usocklnd_connect_cli_mode(int *fdp, __u32 dst_ip, __u16 dst_port);
 326 int usocklnd_set_sock_options(int fd);
 327 void usocklnd_init_msg(ksock_msg_t *msg, int type);
 328 usock_tx_t *usocklnd_create_noop_tx(__u64 cookie);
 329 usock_tx_t *usocklnd_create_tx(lnet_msg_t *lntmsg);
 330 void usocklnd_init_hello_msg(ksock_hello_msg_t *hello,
 331                              lnet_ni_t *ni, int type, lnet_nid_t peer_nid);
 332 usock_tx_t *usocklnd_create_hello_tx(lnet_ni_t *ni,
 333                                      int type, lnet_nid_t peer_nid);
 334 usock_tx_t *usocklnd_create_cr_hello_tx(lnet_ni_t *ni,
 335                                         int type, lnet_nid_t peer_nid);
 336 void usocklnd_destroy_tx(lnet_ni_t *ni, usock_tx_t *tx);
 337 void usocklnd_destroy_txlist(lnet_ni_t *ni, struct list_head *txlist);
 338 void usocklnd_destroy_zcack_list(struct list_head *zcack_list);
 339 void usocklnd_destroy_peer (usock_peer_t *peer);
 340 int usocklnd_get_conn_type(lnet_msg_t *lntmsg);
 341 int usocklnd_type2idx(int type);
 342 usock_peer_t *usocklnd_find_peer_locked(lnet_ni_t *ni, lnet_process_id_t id);
 343 int usocklnd_create_peer(lnet_ni_t *ni, lnet_process_id_t id,
 344                          usock_peer_t **peerp);
 345 int usocklnd_find_or_create_peer(lnet_ni_t *ni, lnet_process_id_t id,
 346                                  usock_peer_t **peerp);
 347 int usocklnd_find_or_create_conn(usock_peer_t *peer, int type,
 348                                  usock_conn_t **connp,
 349                                  usock_tx_t *tx, usock_zc_ack_t *zc_ack,
 350                                  int *send_immediately_flag);
 351 void usocklnd_link_conn_to_peer(usock_conn_t *conn, usock_peer_t *peer, int idx);
 352 int usocklnd_invert_type(int type);
 353 void usocklnd_conn_new_state(usock_conn_t *conn, int new_state);
 354 void usocklnd_cleanup_stale_conns(usock_peer_t *peer, __u64 incrn,
 355                                   usock_conn_t *skip_conn);
 356
 357 void usocklnd_rx_hellomagic_state_transition(usock_conn_t *conn);
 358 void usocklnd_rx_helloversion_state_transition(usock_conn_t *conn);
 359 void usocklnd_rx_hellobody_state_transition(usock_conn_t *conn);
 360 void usocklnd_rx_helloIPs_state_transition(usock_conn_t *conn);
 361 void usocklnd_rx_lnethdr_state_transition(usock_conn_t *conn);
 362 void usocklnd_rx_ksmhdr_state_transition(usock_conn_t *conn);
 363 void usocklnd_rx_skipping_state_transition(usock_conn_t *conn);