Merge branch 'for-2.6.28' of git://linux-nfs.org/~bfields/linux
[linux-2.6] / drivers / net / cxgb3 / l2t.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2003-2008 Chelsio, Inc. All rights reserved.
3  *
4  * This software is available to you under a choice of one of two
5  * licenses.  You may choose to be licensed under the terms of the GNU
6  * General Public License (GPL) Version 2, available from the file
7  * COPYING in the main directory of this source tree, or the
8  * OpenIB.org BSD license below:
9  *
10  *     Redistribution and use in source and binary forms, with or
11  *     without modification, are permitted provided that the following
12  *     conditions are met:
13  *
14  *      - Redistributions of source code must retain the above
15  *        copyright notice, this list of conditions and the following
16  *        disclaimer.
17  *
18  *      - Redistributions in binary form must reproduce the above
19  *        copyright notice, this list of conditions and the following
20  *        disclaimer in the documentation and/or other materials
21  *        provided with the distribution.
22  *
23  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
24  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
25  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
26  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
27  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
28  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
29  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
30  * SOFTWARE.
31  */
32 #include <linux/skbuff.h>
33 #include <linux/netdevice.h>
34 #include <linux/if.h>
35 #include <linux/if_vlan.h>
36 #include <linux/jhash.h>
37 #include <net/neighbour.h>
38 #include "common.h"
39 #include "t3cdev.h"
40 #include "cxgb3_defs.h"
41 #include "l2t.h"
42 #include "t3_cpl.h"
43 #include "firmware_exports.h"
44
45 #define VLAN_NONE 0xfff
46
47 /*
48  * Module locking notes:  There is a RW lock protecting the L2 table as a
49  * whole plus a spinlock per L2T entry.  Entry lookups and allocations happen
50  * under the protection of the table lock, individual entry changes happen
51  * while holding that entry's spinlock.  The table lock nests outside the
52  * entry locks.  Allocations of new entries take the table lock as writers so
53  * no other lookups can happen while allocating new entries.  Entry updates
54  * take the table lock as readers so multiple entries can be updated in
55  * parallel.  An L2T entry can be dropped by decrementing its reference count
56  * and therefore can happen in parallel with entry allocation but no entry
57  * can change state or increment its ref count during allocation as both of
58  * these perform lookups.
59  */
60
61 static inline unsigned int vlan_prio(const struct l2t_entry *e)
62 {
63         return e->vlan >> 13;
64 }
65
66 static inline unsigned int arp_hash(u32 key, int ifindex,
67                                     const struct l2t_data *d)
68 {
69         return jhash_2words(key, ifindex, 0) & (d->nentries - 1);
70 }
71
72 static inline void neigh_replace(struct l2t_entry *e, struct neighbour *n)
73 {
74         neigh_hold(n);
75         if (e->neigh)
76                 neigh_release(e->neigh);
77         e->neigh = n;
78 }
79
80 /*
81  * Set up an L2T entry and send any packets waiting in the arp queue.  The
82  * supplied skb is used for the CPL_L2T_WRITE_REQ.  Must be called with the
83  * entry locked.
84  */
85 static int setup_l2e_send_pending(struct t3cdev *dev, struct sk_buff *skb,
86                                   struct l2t_entry *e)
87 {
88         struct cpl_l2t_write_req *req;
89         struct sk_buff *tmp;
90
91         if (!skb) {
92                 skb = alloc_skb(sizeof(*req), GFP_ATOMIC);
93                 if (!skb)
94                         return -ENOMEM;
95         }
96
97         req = (struct cpl_l2t_write_req *)__skb_put(skb, sizeof(*req));
98         req->wr.wr_hi = htonl(V_WR_OP(FW_WROPCODE_FORWARD));
99         OPCODE_TID(req) = htonl(MK_OPCODE_TID(CPL_L2T_WRITE_REQ, e->idx));
100         req->params = htonl(V_L2T_W_IDX(e->idx) | V_L2T_W_IFF(e->smt_idx) |
101                             V_L2T_W_VLAN(e->vlan & VLAN_VID_MASK) |
102                             V_L2T_W_PRIO(vlan_prio(e)));
103         memcpy(e->dmac, e->neigh->ha, sizeof(e->dmac));
104         memcpy(req->dst_mac, e->dmac, sizeof(req->dst_mac));
105         skb->priority = CPL_PRIORITY_CONTROL;
106         cxgb3_ofld_send(dev, skb);
107
108         skb_queue_walk_safe(&e->arpq, skb, tmp) {
109                 __skb_unlink(skb, &e->arpq);
110                 cxgb3_ofld_send(dev, skb);
111         }
112         e->state = L2T_STATE_VALID;
113
114         return 0;
115 }
116
117 /*
118  * Add a packet to the an L2T entry's queue of packets awaiting resolution.
119  * Must be called with the entry's lock held.
120  */
121 static inline void arpq_enqueue(struct l2t_entry *e, struct sk_buff *skb)
122 {
123         __skb_queue_tail(&e->arpq, skb);
124 }
125
126 int t3_l2t_send_slow(struct t3cdev *dev, struct sk_buff *skb,
127                      struct l2t_entry *e)
128 {
129 again:
130         switch (e->state) {
131         case L2T_STATE_STALE:   /* entry is stale, kick off revalidation */
132                 neigh_event_send(e->neigh, NULL);
133                 spin_lock_bh(&e->lock);
134                 if (e->state == L2T_STATE_STALE)
135                         e->state = L2T_STATE_VALID;
136                 spin_unlock_bh(&e->lock);
137         case L2T_STATE_VALID:   /* fast-path, send the packet on */
138                 return cxgb3_ofld_send(dev, skb);
139         case L2T_STATE_RESOLVING:
140                 spin_lock_bh(&e->lock);
141                 if (e->state != L2T_STATE_RESOLVING) {
142                         /* ARP already completed */
143                         spin_unlock_bh(&e->lock);
144                         goto again;
145                 }
146                 arpq_enqueue(e, skb);
147                 spin_unlock_bh(&e->lock);
148
149                 /*
150                  * Only the first packet added to the arpq should kick off
151                  * resolution.  However, because the alloc_skb below can fail,
152                  * we allow each packet added to the arpq to retry resolution
153                  * as a way of recovering from transient memory exhaustion.
154                  * A better way would be to use a work request to retry L2T
155                  * entries when there's no memory.
156                  */
157                 if (!neigh_event_send(e->neigh, NULL)) {
158                         skb = alloc_skb(sizeof(struct cpl_l2t_write_req),
159                                         GFP_ATOMIC);
160                         if (!skb)
161                                 break;
162
163                         spin_lock_bh(&e->lock);
164                         if (!skb_queue_empty(&e->arpq))
165                                 setup_l2e_send_pending(dev, skb, e);
166                         else    /* we lost the race */
167                                 __kfree_skb(skb);
168                         spin_unlock_bh(&e->lock);
169                 }
170         }
171         return 0;
172 }
173
174 EXPORT_SYMBOL(t3_l2t_send_slow);
175
176 void t3_l2t_send_event(struct t3cdev *dev, struct l2t_entry *e)
177 {
178 again:
179         switch (e->state) {
180         case L2T_STATE_STALE:   /* entry is stale, kick off revalidation */
181                 neigh_event_send(e->neigh, NULL);
182                 spin_lock_bh(&e->lock);
183                 if (e->state == L2T_STATE_STALE) {
184                         e->state = L2T_STATE_VALID;
185                 }
186                 spin_unlock_bh(&e->lock);
187                 return;
188         case L2T_STATE_VALID:   /* fast-path, send the packet on */
189                 return;
190         case L2T_STATE_RESOLVING:
191                 spin_lock_bh(&e->lock);
192                 if (e->state != L2T_STATE_RESOLVING) {
193                         /* ARP already completed */
194                         spin_unlock_bh(&e->lock);
195                         goto again;
196                 }
197                 spin_unlock_bh(&e->lock);
198
199                 /*
200                  * Only the first packet added to the arpq should kick off
201                  * resolution.  However, because the alloc_skb below can fail,
202                  * we allow each packet added to the arpq to retry resolution
203                  * as a way of recovering from transient memory exhaustion.
204                  * A better way would be to use a work request to retry L2T
205                  * entries when there's no memory.
206                  */
207                 neigh_event_send(e->neigh, NULL);
208         }
209         return;
210 }
211
212 EXPORT_SYMBOL(t3_l2t_send_event);
213
214 /*
215  * Allocate a free L2T entry.  Must be called with l2t_data.lock held.
216  */
217 static struct l2t_entry *alloc_l2e(struct l2t_data *d)
218 {
219         struct l2t_entry *end, *e, **p;
220
221         if (!atomic_read(&d->nfree))
222                 return NULL;
223
224         /* there's definitely a free entry */
225         for (e = d->rover, end = &d->l2tab[d->nentries]; e != end; ++e)
226                 if (atomic_read(&e->refcnt) == 0)
227                         goto found;
228
229         for (e = &d->l2tab[1]; atomic_read(&e->refcnt); ++e) ;
230 found:
231         d->rover = e + 1;
232         atomic_dec(&d->nfree);
233
234         /*
235          * The entry we found may be an inactive entry that is
236          * presently in the hash table.  We need to remove it.
237          */
238         if (e->state != L2T_STATE_UNUSED) {
239                 int hash = arp_hash(e->addr, e->ifindex, d);
240
241                 for (p = &d->l2tab[hash].first; *p; p = &(*p)->next)
242                         if (*p == e) {
243                                 *p = e->next;
244                                 break;
245                         }
246                 e->state = L2T_STATE_UNUSED;
247         }
248         return e;
249 }
250
251 /*
252  * Called when an L2T entry has no more users.  The entry is left in the hash
253  * table since it is likely to be reused but we also bump nfree to indicate
254  * that the entry can be reallocated for a different neighbor.  We also drop
255  * the existing neighbor reference in case the neighbor is going away and is
256  * waiting on our reference.
257  *
258  * Because entries can be reallocated to other neighbors once their ref count
259  * drops to 0 we need to take the entry's lock to avoid races with a new
260  * incarnation.
261  */
262 void t3_l2e_free(struct l2t_data *d, struct l2t_entry *e)
263 {
264         spin_lock_bh(&e->lock);
265         if (atomic_read(&e->refcnt) == 0) {     /* hasn't been recycled */
266                 if (e->neigh) {
267                         neigh_release(e->neigh);
268                         e->neigh = NULL;
269                 }
270         }
271         spin_unlock_bh(&e->lock);
272         atomic_inc(&d->nfree);
273 }
274
275 EXPORT_SYMBOL(t3_l2e_free);
276
277 /*
278  * Update an L2T entry that was previously used for the same next hop as neigh.
279  * Must be called with softirqs disabled.
280  */
281 static inline void reuse_entry(struct l2t_entry *e, struct neighbour *neigh)
282 {
283         unsigned int nud_state;
284
285         spin_lock(&e->lock);    /* avoid race with t3_l2t_free */
286
287         if (neigh != e->neigh)
288                 neigh_replace(e, neigh);
289         nud_state = neigh->nud_state;
290         if (memcmp(e->dmac, neigh->ha, sizeof(e->dmac)) ||
291             !(nud_state & NUD_VALID))
292                 e->state = L2T_STATE_RESOLVING;
293         else if (nud_state & NUD_CONNECTED)
294                 e->state = L2T_STATE_VALID;
295         else
296                 e->state = L2T_STATE_STALE;
297         spin_unlock(&e->lock);
298 }
299
300 struct l2t_entry *t3_l2t_get(struct t3cdev *cdev, struct neighbour *neigh,
301                              struct net_device *dev)
302 {
303         struct l2t_entry *e;
304         struct l2t_data *d = L2DATA(cdev);
305         u32 addr = *(u32 *) neigh->primary_key;
306         int ifidx = neigh->dev->ifindex;
307         int hash = arp_hash(addr, ifidx, d);
308         struct port_info *p = netdev_priv(dev);
309         int smt_idx = p->port_id;
310
311         write_lock_bh(&d->lock);
312         for (e = d->l2tab[hash].first; e; e = e->next)
313                 if (e->addr == addr && e->ifindex == ifidx &&
314                     e->smt_idx == smt_idx) {
315                         l2t_hold(d, e);
316                         if (atomic_read(&e->refcnt) == 1)
317                                 reuse_entry(e, neigh);
318                         goto done;
319                 }
320
321         /* Need to allocate a new entry */
322         e = alloc_l2e(d);
323         if (e) {
324                 spin_lock(&e->lock);    /* avoid race with t3_l2t_free */
325                 e->next = d->l2tab[hash].first;
326                 d->l2tab[hash].first = e;
327                 e->state = L2T_STATE_RESOLVING;
328                 e->addr = addr;
329                 e->ifindex = ifidx;
330                 e->smt_idx = smt_idx;
331                 atomic_set(&e->refcnt, 1);
332                 neigh_replace(e, neigh);
333                 if (neigh->dev->priv_flags & IFF_802_1Q_VLAN)
334                         e->vlan = vlan_dev_vlan_id(neigh->dev);
335                 else
336                         e->vlan = VLAN_NONE;
337                 spin_unlock(&e->lock);
338         }
339 done:
340         write_unlock_bh(&d->lock);
341         return e;
342 }
343
344 EXPORT_SYMBOL(t3_l2t_get);
345
346 /*
347  * Called when address resolution fails for an L2T entry to handle packets
348  * on the arpq head.  If a packet specifies a failure handler it is invoked,
349  * otherwise the packets is sent to the offload device.
350  *
351  * XXX: maybe we should abandon the latter behavior and just require a failure
352  * handler.
353  */
354 static void handle_failed_resolution(struct t3cdev *dev, struct sk_buff_head *arpq)
355 {
356         struct sk_buff *skb, *tmp;
357
358         skb_queue_walk_safe(arpq, skb, tmp) {
359                 struct l2t_skb_cb *cb = L2T_SKB_CB(skb);
360
361                 __skb_unlink(skb, arpq);
362                 if (cb->arp_failure_handler)
363                         cb->arp_failure_handler(dev, skb);
364                 else
365                         cxgb3_ofld_send(dev, skb);
366         }
367 }
368
369 /*
370  * Called when the host's ARP layer makes a change to some entry that is
371  * loaded into the HW L2 table.
372  */
373 void t3_l2t_update(struct t3cdev *dev, struct neighbour *neigh)
374 {
375         struct sk_buff_head arpq;
376         struct l2t_entry *e;
377         struct l2t_data *d = L2DATA(dev);
378         u32 addr = *(u32 *) neigh->primary_key;
379         int ifidx = neigh->dev->ifindex;
380         int hash = arp_hash(addr, ifidx, d);
381
382         read_lock_bh(&d->lock);
383         for (e = d->l2tab[hash].first; e; e = e->next)
384                 if (e->addr == addr && e->ifindex == ifidx) {
385                         spin_lock(&e->lock);
386                         goto found;
387                 }
388         read_unlock_bh(&d->lock);
389         return;
390
391 found:
392         __skb_queue_head_init(&arpq);
393
394         read_unlock(&d->lock);
395         if (atomic_read(&e->refcnt)) {
396                 if (neigh != e->neigh)
397                         neigh_replace(e, neigh);
398
399                 if (e->state == L2T_STATE_RESOLVING) {
400                         if (neigh->nud_state & NUD_FAILED) {
401                                 skb_queue_splice_init(&e->arpq, &arpq);
402                         } else if (neigh->nud_state & (NUD_CONNECTED|NUD_STALE))
403                                 setup_l2e_send_pending(dev, NULL, e);
404                 } else {
405                         e->state = neigh->nud_state & NUD_CONNECTED ?
406                             L2T_STATE_VALID : L2T_STATE_STALE;
407                         if (memcmp(e->dmac, neigh->ha, 6))
408                                 setup_l2e_send_pending(dev, NULL, e);
409                 }
410         }
411         spin_unlock_bh(&e->lock);
412
413         if (!skb_queue_empty(&arpq))
414                 handle_failed_resolution(dev, &arpq);
415 }
416
417 struct l2t_data *t3_init_l2t(unsigned int l2t_capacity)
418 {
419         struct l2t_data *d;
420         int i, size = sizeof(*d) + l2t_capacity * sizeof(struct l2t_entry);
421
422         d = cxgb_alloc_mem(size);
423         if (!d)
424                 return NULL;
425
426         d->nentries = l2t_capacity;
427         d->rover = &d->l2tab[1];        /* entry 0 is not used */
428         atomic_set(&d->nfree, l2t_capacity - 1);
429         rwlock_init(&d->lock);
430
431         for (i = 0; i < l2t_capacity; ++i) {
432                 d->l2tab[i].idx = i;
433                 d->l2tab[i].state = L2T_STATE_UNUSED;
434                 spin_lock_init(&d->l2tab[i].lock);
435                 atomic_set(&d->l2tab[i].refcnt, 0);
436         }
437         return d;
438 }
439
440 void t3_free_l2t(struct l2t_data *d)
441 {
442         cxgb_free_mem(d);
443 }
444