Quelle  ib_rdma.c   Sprache: C

/*
 * Copyright (c) 2006, 2018 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
 *
 * This software is available to you under a choice of one of two
 * licenses.  You may choose to be licensed under the terms of the GNU
 * General Public License (GPL) Version 2, available from the file
 * COPYING in the main directory of this source tree, or the
 * OpenIB.org BSD license below:
 *
 *     Redistribution and use in source and binary forms, with or
 *     without modification, are permitted provided that the following
 *     conditions are met:
 *
 *      - Redistributions of source code must retain the above
 *        copyright notice, this list of conditions and the following
 *        disclaimer.
 *
 *      - Redistributions in binary form must reproduce the above
 *        copyright notice, this list of conditions and the following
 *        disclaimer in the documentation and/or other materials
 *        provided with the distribution.
 *
 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
 * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
 * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
 * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
 * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
 * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
 * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
 * SOFTWARE.
 *
 */
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/rculist.h>
#include <linux/llist.h>

#include "rds_single_path.h"
#include "ib_mr.h"
#include "rds.h"

struct workqueue_struct *rds_ib_mr_wq;

static void rds_ib_odp_mr_worker(struct work_struct *work);

static struct rds_ib_device *rds_ib_get_device(__be32 ipaddr)
{
 struct rds_ib_device *rds_ibdev;
 struct rds_ib_ipaddr *i_ipaddr;

 rcu_read_lock();
 list_for_each_entry_rcu(rds_ibdev, &rds_ib_devices, list) {
  list_for_each_entry_rcu(i_ipaddr, &rds_ibdev->ipaddr_list, list) {
   if (i_ipaddr->ipaddr == ipaddr) {
    refcount_inc(&rds_ibdev->refcount);
    rcu_read_unlock();
    return rds_ibdev;
   }
  }
 }
 rcu_read_unlock();

 return NULL;
}

static int rds_ib_add_ipaddr(struct rds_ib_device *rds_ibdev, __be32 ipaddr)
{
 struct rds_ib_ipaddr *i_ipaddr;

 i_ipaddr = kmalloc(sizeof *i_ipaddr, GFP_KERNEL);
 if (!i_ipaddr)
  return -ENOMEM;

 i_ipaddr->ipaddr = ipaddr;

 spin_lock_irq(&rds_ibdev->spinlock);
 list_add_tail_rcu(&i_ipaddr->list, &rds_ibdev->ipaddr_list);
 spin_unlock_irq(&rds_ibdev->spinlock);

 return 0;
}

static void rds_ib_remove_ipaddr(struct rds_ib_device *rds_ibdev, __be32 ipaddr)
{
 struct rds_ib_ipaddr *i_ipaddr;
 struct rds_ib_ipaddr *to_free = NULL;


 spin_lock_irq(&rds_ibdev->spinlock);
 list_for_each_entry_rcu(i_ipaddr, &rds_ibdev->ipaddr_list, list) {
  if (i_ipaddr->ipaddr == ipaddr) {
   list_del_rcu(&i_ipaddr->list);
   to_free = i_ipaddr;
   break;
  }
 }
 spin_unlock_irq(&rds_ibdev->spinlock);

 if (to_free)
  kfree_rcu(to_free, rcu);
}

int rds_ib_update_ipaddr(struct rds_ib_device *rds_ibdev,
    struct in6_addr *ipaddr)
{
 struct rds_ib_device *rds_ibdev_old;

 rds_ibdev_old = rds_ib_get_device(ipaddr->s6_addr32[3]);
 if (!rds_ibdev_old)
  return rds_ib_add_ipaddr(rds_ibdev, ipaddr->s6_addr32[3]);

 if (rds_ibdev_old != rds_ibdev) {
  rds_ib_remove_ipaddr(rds_ibdev_old, ipaddr->s6_addr32[3]);
  rds_ib_dev_put(rds_ibdev_old);
  return rds_ib_add_ipaddr(rds_ibdev, ipaddr->s6_addr32[3]);
 }
 rds_ib_dev_put(rds_ibdev_old);

 return 0;
}

void rds_ib_add_conn(struct rds_ib_device *rds_ibdev, struct rds_connection *conn)
{
 struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;

 /* conn was previously on the nodev_conns_list */
 spin_lock_irq(&ib_nodev_conns_lock);
 BUG_ON(list_empty(&ib_nodev_conns));
 BUG_ON(list_empty(&ic->ib_node));
 list_del(&ic->ib_node);

 spin_lock(&rds_ibdev->spinlock);
 list_add_tail(&ic->ib_node, &rds_ibdev->conn_list);
 spin_unlock(&rds_ibdev->spinlock);
 spin_unlock_irq(&ib_nodev_conns_lock);

 ic->rds_ibdev = rds_ibdev;
 refcount_inc(&rds_ibdev->refcount);
}

void rds_ib_remove_conn(struct rds_ib_device *rds_ibdev, struct rds_connection *conn)
{
 struct rds_ib_connection *ic = conn->c_transport_data;

 /* place conn on nodev_conns_list */
 spin_lock(&ib_nodev_conns_lock);

 spin_lock_irq(&rds_ibdev->spinlock);
 BUG_ON(list_empty(&ic->ib_node));
 list_del(&ic->ib_node);
 spin_unlock_irq(&rds_ibdev->spinlock);

 list_add_tail(&ic->ib_node, &ib_nodev_conns);

 spin_unlock(&ib_nodev_conns_lock);

 ic->rds_ibdev = NULL;
 rds_ib_dev_put(rds_ibdev);
}

void rds_ib_destroy_nodev_conns(void)
{
 struct rds_ib_connection *ic, *_ic;
 LIST_HEAD(tmp_list);

 /* avoid calling conn_destroy with irqs off */
 spin_lock_irq(&ib_nodev_conns_lock);
 list_splice(&ib_nodev_conns, &tmp_list);
 spin_unlock_irq(&ib_nodev_conns_lock);

 list_for_each_entry_safe(ic, _ic, &tmp_list, ib_node)
  rds_conn_destroy(ic->conn);
}

void rds_ib_get_mr_info(struct rds_ib_device *rds_ibdev, struct rds_info_rdma_connection *iinfo)
{
 struct rds_ib_mr_pool *pool_1m = rds_ibdev->mr_1m_pool;

 iinfo->rdma_mr_max = pool_1m->max_items;
 iinfo->rdma_mr_size = pool_1m->max_pages;
}

#if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
void rds6_ib_get_mr_info(struct rds_ib_device *rds_ibdev,
    struct rds6_info_rdma_connection *iinfo6)
{
 struct rds_ib_mr_pool *pool_1m = rds_ibdev->mr_1m_pool;

 iinfo6->rdma_mr_max = pool_1m->max_items;
 iinfo6->rdma_mr_size = pool_1m->max_pages;
}
#endif

struct rds_ib_mr *rds_ib_reuse_mr(struct rds_ib_mr_pool *pool)
{
 struct rds_ib_mr *ibmr = NULL;
 struct llist_node *ret;
 unsigned long flags;

 spin_lock_irqsave(&pool->clean_lock, flags);
 ret = llist_del_first(&pool->clean_list);
 spin_unlock_irqrestore(&pool->clean_lock, flags);
 if (ret) {
  ibmr = llist_entry(ret, struct rds_ib_mr, llnode);
  if (pool->pool_type == RDS_IB_MR_8K_POOL)
   rds_ib_stats_inc(s_ib_rdma_mr_8k_reused);
  else
   rds_ib_stats_inc(s_ib_rdma_mr_1m_reused);
 }

 return ibmr;
}

void rds_ib_sync_mr(void *trans_private, int direction)
{
 struct rds_ib_mr *ibmr = trans_private;
 struct rds_ib_device *rds_ibdev = ibmr->device;

 if (ibmr->odp)
  return;

 switch (direction) {
 case DMA_FROM_DEVICE:
  ib_dma_sync_sg_for_cpu(rds_ibdev->dev, ibmr->sg,
   ibmr->sg_dma_len, DMA_BIDIRECTIONAL);
  break;
 case DMA_TO_DEVICE:
  ib_dma_sync_sg_for_device(rds_ibdev->dev, ibmr->sg,
   ibmr->sg_dma_len, DMA_BIDIRECTIONAL);
  break;
 }
}

void __rds_ib_teardown_mr(struct rds_ib_mr *ibmr)
{
 struct rds_ib_device *rds_ibdev = ibmr->device;

 if (ibmr->sg_dma_len) {
  ib_dma_unmap_sg(rds_ibdev->dev,
    ibmr->sg, ibmr->sg_len,
    DMA_BIDIRECTIONAL);
  ibmr->sg_dma_len = 0;
 }

 /* Release the s/g list */
 if (ibmr->sg_len) {
  unsigned int i;

  for (i = 0; i < ibmr->sg_len; ++i) {
   struct page *page = sg_page(&ibmr->sg[i]);

   /* FIXME we need a way to tell a r/w MR
 * from a r/o MR */
   WARN_ON(!page->mapping && irqs_disabled());
   set_page_dirty(page);
   put_page(page);
  }
  kfree(ibmr->sg);

  ibmr->sg = NULL;
  ibmr->sg_len = 0;
 }
}

void rds_ib_teardown_mr(struct rds_ib_mr *ibmr)
{
 unsigned int pinned = ibmr->sg_len;

 __rds_ib_teardown_mr(ibmr);
 if (pinned) {
  struct rds_ib_mr_pool *pool = ibmr->pool;

  atomic_sub(pinned, &pool->free_pinned);
 }
}

static inline unsigned int rds_ib_flush_goal(struct rds_ib_mr_pool *pool, int free_all)
{
 unsigned int item_count;

 item_count = atomic_read(&pool->item_count);
 if (free_all)
  return item_count;

 return 0;
}

/*
 * given an llist of mrs, put them all into the list_head for more processing
 */
static unsigned int llist_append_to_list(struct llist_head *llist,
      struct list_head *list)
{
 struct rds_ib_mr *ibmr;
 struct llist_node *node;
 struct llist_node *next;
 unsigned int count = 0;

 node = llist_del_all(llist);
 while (node) {
  next = node->next;
  ibmr = llist_entry(node, struct rds_ib_mr, llnode);
  list_add_tail(&ibmr->unmap_list, list);
  node = next;
  count++;
 }
 return count;
}

/*
 * this takes a list head of mrs and turns it into linked llist nodes
 * of clusters.  Each cluster has linked llist nodes of
 * MR_CLUSTER_SIZE mrs that are ready for reuse.
 */
static void list_to_llist_nodes(struct list_head *list,
    struct llist_node **nodes_head,
    struct llist_node **nodes_tail)
{
 struct rds_ib_mr *ibmr;
 struct llist_node *cur = NULL;
 struct llist_node **next = nodes_head;

 list_for_each_entry(ibmr, list, unmap_list) {
  cur = &ibmr->llnode;
  *next = cur;
  next = &cur->next;
 }
 *next = NULL;
 *nodes_tail = cur;
}

/*
 * Flush our pool of MRs.
 * At a minimum, all currently unused MRs are unmapped.
 * If the number of MRs allocated exceeds the limit, we also try
 * to free as many MRs as needed to get back to this limit.
 */
int rds_ib_flush_mr_pool(struct rds_ib_mr_pool *pool,
    int free_all, struct rds_ib_mr **ibmr_ret)
{
 struct rds_ib_mr *ibmr;
 struct llist_node *clean_nodes;
 struct llist_node *clean_tail;
 LIST_HEAD(unmap_list);
 unsigned long unpinned = 0;
 unsigned int nfreed = 0, dirty_to_clean = 0, free_goal;

 if (pool->pool_type == RDS_IB_MR_8K_POOL)
  rds_ib_stats_inc(s_ib_rdma_mr_8k_pool_flush);
 else
  rds_ib_stats_inc(s_ib_rdma_mr_1m_pool_flush);

 if (ibmr_ret) {
  DEFINE_WAIT(wait);
  while (!mutex_trylock(&pool->flush_lock)) {
   ibmr = rds_ib_reuse_mr(pool);
   if (ibmr) {
    *ibmr_ret = ibmr;
    finish_wait(&pool->flush_wait, &wait);
    goto out_nolock;
   }

   prepare_to_wait(&pool->flush_wait, &wait,
     TASK_UNINTERRUPTIBLE);
   if (llist_empty(&pool->clean_list))
    schedule();

   ibmr = rds_ib_reuse_mr(pool);
   if (ibmr) {
    *ibmr_ret = ibmr;
    finish_wait(&pool->flush_wait, &wait);
    goto out_nolock;
   }
  }
  finish_wait(&pool->flush_wait, &wait);
 } else
  mutex_lock(&pool->flush_lock);

 if (ibmr_ret) {
  ibmr = rds_ib_reuse_mr(pool);
  if (ibmr) {
   *ibmr_ret = ibmr;
   goto out;
  }
 }

 /* Get the list of all MRs to be dropped. Ordering matters -
 * we want to put drop_list ahead of free_list.
 */
 dirty_to_clean = llist_append_to_list(&pool->drop_list, &unmap_list);
 dirty_to_clean += llist_append_to_list(&pool->free_list, &unmap_list);
 if (free_all) {
  unsigned long flags;

  spin_lock_irqsave(&pool->clean_lock, flags);
  llist_append_to_list(&pool->clean_list, &unmap_list);
  spin_unlock_irqrestore(&pool->clean_lock, flags);
 }

 free_goal = rds_ib_flush_goal(pool, free_all);

 if (list_empty(&unmap_list))
  goto out;

 rds_ib_unreg_frmr(&unmap_list, &nfreed, &unpinned, free_goal);

 if (!list_empty(&unmap_list)) {
  unsigned long flags;

  list_to_llist_nodes(&unmap_list, &clean_nodes, &clean_tail);
  if (ibmr_ret) {
   *ibmr_ret = llist_entry(clean_nodes, struct rds_ib_mr, llnode);
   clean_nodes = clean_nodes->next;
  }
  /* more than one entry in llist nodes */
  if (clean_nodes) {
   spin_lock_irqsave(&pool->clean_lock, flags);
   llist_add_batch(clean_nodes, clean_tail,
     &pool->clean_list);
   spin_unlock_irqrestore(&pool->clean_lock, flags);
  }
 }

 atomic_sub(unpinned, &pool->free_pinned);
 atomic_sub(dirty_to_clean, &pool->dirty_count);
 atomic_sub(nfreed, &pool->item_count);

out:
 mutex_unlock(&pool->flush_lock);
 if (waitqueue_active(&pool->flush_wait))
  wake_up(&pool->flush_wait);
out_nolock:
 return 0;
}

struct rds_ib_mr *rds_ib_try_reuse_ibmr(struct rds_ib_mr_pool *pool)
{
 struct rds_ib_mr *ibmr = NULL;
 int iter = 0;

 while (1) {
  ibmr = rds_ib_reuse_mr(pool);
  if (ibmr)
   return ibmr;

  if (atomic_inc_return(&pool->item_count) <= pool->max_items)
   break;

  atomic_dec(&pool->item_count);

  if (++iter > 2) {
   if (pool->pool_type == RDS_IB_MR_8K_POOL)
    rds_ib_stats_inc(s_ib_rdma_mr_8k_pool_depleted);
   else
    rds_ib_stats_inc(s_ib_rdma_mr_1m_pool_depleted);
   break;
  }

  /* We do have some empty MRs. Flush them out. */
  if (pool->pool_type == RDS_IB_MR_8K_POOL)
   rds_ib_stats_inc(s_ib_rdma_mr_8k_pool_wait);
  else
   rds_ib_stats_inc(s_ib_rdma_mr_1m_pool_wait);

  rds_ib_flush_mr_pool(pool, 0, &ibmr);
  if (ibmr)
   return ibmr;
 }

 return NULL;
}

static void rds_ib_mr_pool_flush_worker(struct work_struct *work)
{
 struct rds_ib_mr_pool *pool = container_of(work, struct rds_ib_mr_pool, flush_worker.work);

 rds_ib_flush_mr_pool(pool, 0, NULL);
}

void rds_ib_free_mr(void *trans_private, int invalidate)
{
 struct rds_ib_mr *ibmr = trans_private;
 struct rds_ib_mr_pool *pool = ibmr->pool;
 struct rds_ib_device *rds_ibdev = ibmr->device;

 rdsdebug("RDS/IB: free_mr nents %u\n", ibmr->sg_len);

 if (ibmr->odp) {
  /* A MR created and marked as use_once. We use delayed work,
 * because there is a change that we are in interrupt and can't
 * call to ib_dereg_mr() directly.
 */
  INIT_DELAYED_WORK(&ibmr->work, rds_ib_odp_mr_worker);
  queue_delayed_work(rds_ib_mr_wq, &ibmr->work, 0);
  return;
 }

 /* Return it to the pool's free list */
 rds_ib_free_frmr_list(ibmr);

 atomic_add(ibmr->sg_len, &pool->free_pinned);
 atomic_inc(&pool->dirty_count);

 /* If we've pinned too many pages, request a flush */
 if (atomic_read(&pool->free_pinned) >= pool->max_free_pinned ||
     atomic_read(&pool->dirty_count) >= pool->max_items / 5)
  queue_delayed_work(rds_ib_mr_wq, &pool->flush_worker, 10);

 if (invalidate) {
  if (likely(!in_interrupt())) {
   rds_ib_flush_mr_pool(pool, 0, NULL);
  } else {
   /* We get here if the user created a MR marked
 * as use_once and invalidate at the same time.
 */
   queue_delayed_work(rds_ib_mr_wq,
        &pool->flush_worker, 10);
  }
 }

 rds_ib_dev_put(rds_ibdev);
}

void rds_ib_flush_mrs(void)
{
 struct rds_ib_device *rds_ibdev;

 down_read(&rds_ib_devices_lock);
 list_for_each_entry(rds_ibdev, &rds_ib_devices, list) {
  if (rds_ibdev->mr_8k_pool)
   rds_ib_flush_mr_pool(rds_ibdev->mr_8k_pool, 0, NULL);

  if (rds_ibdev->mr_1m_pool)
   rds_ib_flush_mr_pool(rds_ibdev->mr_1m_pool, 0, NULL);
 }
 up_read(&rds_ib_devices_lock);
}

u32 rds_ib_get_lkey(void *trans_private)
{
 struct rds_ib_mr *ibmr = trans_private;

 return ibmr->u.mr->lkey;
}

void *rds_ib_get_mr(struct scatterlist *sg, unsigned long nents,
      struct rds_sock *rs, u32 *key_ret,
      struct rds_connection *conn,
      u64 start, u64 length, int need_odp)
{
 struct rds_ib_device *rds_ibdev;
 struct rds_ib_mr *ibmr = NULL;
 struct rds_ib_connection *ic = NULL;
 int ret;

 rds_ibdev = rds_ib_get_device(rs->rs_bound_addr.s6_addr32[3]);
 if (!rds_ibdev) {
  ret = -ENODEV;
  goto out;
 }

 if (need_odp == ODP_ZEROBASED || need_odp == ODP_VIRTUAL) {
  u64 virt_addr = need_odp == ODP_ZEROBASED ? 0 : start;
  int access_flags =
   (IB_ACCESS_LOCAL_WRITE | IB_ACCESS_REMOTE_READ |
    IB_ACCESS_REMOTE_WRITE | IB_ACCESS_REMOTE_ATOMIC |
    IB_ACCESS_ON_DEMAND);
  struct ib_sge sge = {};
  struct ib_mr *ib_mr;

  if (!rds_ibdev->odp_capable) {
   ret = -EOPNOTSUPP;
   goto out;
  }

  ib_mr = ib_reg_user_mr(rds_ibdev->pd, start, length, virt_addr,
           access_flags);

  if (IS_ERR(ib_mr)) {
   rdsdebug("rds_ib_get_user_mr returned %d\n",
     IS_ERR(ib_mr));
   ret = PTR_ERR(ib_mr);
   goto out;
  }
  if (key_ret)
   *key_ret = ib_mr->rkey;

  ibmr = kzalloc(sizeof(*ibmr), GFP_KERNEL);
  if (!ibmr) {
   ib_dereg_mr(ib_mr);
   ret = -ENOMEM;
   goto out;
  }
  ibmr->u.mr = ib_mr;
  ibmr->odp = 1;

  sge.addr = virt_addr;
  sge.length = length;
  sge.lkey = ib_mr->lkey;

  ib_advise_mr(rds_ibdev->pd,
        IB_UVERBS_ADVISE_MR_ADVICE_PREFETCH_WRITE,
        IB_UVERBS_ADVISE_MR_FLAG_FLUSH, &sge, 1);
  return ibmr;
 }

 if (conn)
  ic = conn->c_transport_data;

 if (!rds_ibdev->mr_8k_pool || !rds_ibdev->mr_1m_pool) {
  ret = -ENODEV;
  goto out;
 }

 ibmr = rds_ib_reg_frmr(rds_ibdev, ic, sg, nents, key_ret);
 if (IS_ERR(ibmr)) {
  ret = PTR_ERR(ibmr);
  pr_warn("RDS/IB: rds_ib_get_mr failed (errno=%d)\n", ret);
 } else {
  return ibmr;
 }

 out:
 if (rds_ibdev)
  rds_ib_dev_put(rds_ibdev);

 return ERR_PTR(ret);
}

void rds_ib_destroy_mr_pool(struct rds_ib_mr_pool *pool)
{
 cancel_delayed_work_sync(&pool->flush_worker);
 rds_ib_flush_mr_pool(pool, 1, NULL);
 WARN_ON(atomic_read(&pool->item_count));
 WARN_ON(atomic_read(&pool->free_pinned));
 kfree(pool);
}

struct rds_ib_mr_pool *rds_ib_create_mr_pool(struct rds_ib_device *rds_ibdev,
          int pool_type)
{
 struct rds_ib_mr_pool *pool;

 pool = kzalloc(sizeof(*pool), GFP_KERNEL);
 if (!pool)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 pool->pool_type = pool_type;
 init_llist_head(&pool->free_list);
 init_llist_head(&pool->drop_list);
 init_llist_head(&pool->clean_list);
 spin_lock_init(&pool->clean_lock);
 mutex_init(&pool->flush_lock);
 init_waitqueue_head(&pool->flush_wait);
 INIT_DELAYED_WORK(&pool->flush_worker, rds_ib_mr_pool_flush_worker);

 if (pool_type == RDS_IB_MR_1M_POOL) {
  /* +1 allows for unaligned MRs */
  pool->max_pages = RDS_MR_1M_MSG_SIZE + 1;
  pool->max_items = rds_ibdev->max_1m_mrs;
 } else {
  /* pool_type == RDS_IB_MR_8K_POOL */
  pool->max_pages = RDS_MR_8K_MSG_SIZE + 1;
  pool->max_items = rds_ibdev->max_8k_mrs;
 }

 pool->max_free_pinned = pool->max_items * pool->max_pages / 4;
 pool->max_items_soft = rds_ibdev->max_mrs * 3 / 4;

 return pool;
}

int rds_ib_mr_init(void)
{
 rds_ib_mr_wq = alloc_workqueue("rds_mr_flushd", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
 if (!rds_ib_mr_wq)
  return -ENOMEM;
 return 0;
}

/* By the time this is called all the IB devices should have been torn down and
 * had their pools freed.  As each pool is freed its work struct is waited on,
 * so the pool flushing work queue should be idle by the time we get here.
 */
void rds_ib_mr_exit(void)
{
 destroy_workqueue(rds_ib_mr_wq);
}

static void rds_ib_odp_mr_worker(struct work_struct  *work)
{
 struct rds_ib_mr *ibmr;

 ibmr = container_of(work, struct rds_ib_mr, work.work);
 ib_dereg_mr(ibmr->u.mr);
 kfree(ibmr);
}