Merge branch 'dmapool' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/willy/misc
[linux-2.6] / drivers / net / cxgb3 / l2t.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2003-2007 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
90         if (!skb) {
91                 skb = alloc_skb(sizeof(*req), GFP_ATOMIC);
92                 if (!skb)
93                         return -ENOMEM;
94         }
95
96         req = (struct cpl_l2t_write_req *)__skb_put(skb, sizeof(*req));
97         req->wr.wr_hi = htonl(V_WR_OP(FW_WROPCODE_FORWARD));
98         OPCODE_TID(req) = htonl(MK_OPCODE_TID(CPL_L2T_WRITE_REQ, e->idx));
99         req->params = htonl(V_L2T_W_IDX(e->idx) | V_L2T_W_IFF(e->smt_idx) |
100                             V_L2T_W_VLAN(e->vlan & VLAN_VID_MASK) |
101                             V_L2T_W_PRIO(vlan_prio(e)));
102         memcpy(e->dmac, e->neigh->ha, sizeof(e->dmac));
103         memcpy(req->dst_mac, e->dmac, sizeof(req->dst_mac));
104         skb->priority = CPL_PRIORITY_CONTROL;
105         cxgb3_ofld_send(dev, skb);
106         while (e->arpq_head) {
107                 skb = e->arpq_head;
108                 e->arpq_head = skb->next;
109                 skb->next = NULL;
110                 cxgb3_ofld_send(dev, skb);
111         }
112         e->arpq_tail = NULL;
113         e->state = L2T_STATE_VALID;
114
115         return 0;
116 }
117
118 /*
119  * Add a packet to the an L2T entry's queue of packets awaiting resolution.
120  * Must be called with the entry's lock held.
121  */
122 static inline void arpq_enqueue(struct l2t_entry *e, struct sk_buff *skb)
123 {
124         skb->next = NULL;
125         if (e->arpq_head)
126                 e->arpq_tail->next = skb;
127         else
128                 e->arpq_head = skb;
129         e->arpq_tail = skb;
130 }
131
132 int t3_l2t_send_slow(struct t3cdev *dev, struct sk_buff *skb,
133                      struct l2t_entry *e)
134 {
135 again:
136         switch (e->state) {
137         case L2T_STATE_STALE:   /* entry is stale, kick off revalidation */
138                 neigh_event_send(e->neigh, NULL);
139                 spin_lock_bh(&e->lock);
140                 if (e->state == L2T_STATE_STALE)
141                         e->state = L2T_STATE_VALID;
142                 spin_unlock_bh(&e->lock);
143         case L2T_STATE_VALID:   /* fast-path, send the packet on */
144                 return cxgb3_ofld_send(dev, skb);
145         case L2T_STATE_RESOLVING:
146                 spin_lock_bh(&e->lock);
147                 if (e->state != L2T_STATE_RESOLVING) {
148                         /* ARP already completed */
149                         spin_unlock_bh(&e->lock);
150                         goto again;
151                 }
152                 arpq_enqueue(e, skb);
153                 spin_unlock_bh(&e->lock);
154
155                 /*
156                  * Only the first packet added to the arpq should kick off
157                  * resolution.  However, because the alloc_skb below can fail,
158                  * we allow each packet added to the arpq to retry resolution
159                  * as a way of recovering from transient memory exhaustion.
160                  * A better way would be to use a work request to retry L2T
161                  * entries when there's no memory.
162                  */
163                 if (!neigh_event_send(e->neigh, NULL)) {
164                         skb = alloc_skb(sizeof(struct cpl_l2t_write_req),
165                                         GFP_ATOMIC);
166                         if (!skb)
167                                 break;
168
169                         spin_lock_bh(&e->lock);
170                         if (e->arpq_head)
171                                 setup_l2e_send_pending(dev, skb, e);
172                         else    /* we lost the race */
173                                 __kfree_skb(skb);
174                         spin_unlock_bh(&e->lock);
175                 }
176         }
177         return 0;
178 }
179
180 EXPORT_SYMBOL(t3_l2t_send_slow);
181
182 void t3_l2t_send_event(struct t3cdev *dev, struct l2t_entry *e)
183 {
184 again:
185         switch (e->state) {
186         case L2T_STATE_STALE:   /* entry is stale, kick off revalidation */
187                 neigh_event_send(e->neigh, NULL);
188                 spin_lock_bh(&e->lock);
189                 if (e->state == L2T_STATE_STALE) {
190                         e->state = L2T_STATE_VALID;
191                 }
192                 spin_unlock_bh(&e->lock);
193                 return;
194         case L2T_STATE_VALID:   /* fast-path, send the packet on */
195                 return;
196         case L2T_STATE_RESOLVING:
197                 spin_lock_bh(&e->lock);
198                 if (e->state != L2T_STATE_RESOLVING) {
199                         /* ARP already completed */
200                         spin_unlock_bh(&e->lock);
201                         goto again;
202                 }
203                 spin_unlock_bh(&e->lock);
204
205                 /*
206                  * Only the first packet added to the arpq should kick off
207                  * resolution.  However, because the alloc_skb below can fail,
208                  * we allow each packet added to the arpq to retry resolution
209                  * as a way of recovering from transient memory exhaustion.
210                  * A better way would be to use a work request to retry L2T
211                  * entries when there's no memory.
212                  */
213                 neigh_event_send(e->neigh, NULL);
214         }
215         return;
216 }
217
218 EXPORT_SYMBOL(t3_l2t_send_event);
219
220 /*
221  * Allocate a free L2T entry.  Must be called with l2t_data.lock held.
222  */
223 static struct l2t_entry *alloc_l2e(struct l2t_data *d)
224 {
225         struct l2t_entry *end, *e, **p;
226
227         if (!atomic_read(&d->nfree))
228                 return NULL;
229
230         /* there's definitely a free entry */
231         for (e = d->rover, end = &d->l2tab[d->nentries]; e != end; ++e)
232                 if (atomic_read(&e->refcnt) == 0)
233                         goto found;
234
235         for (e = &d->l2tab[1]; atomic_read(&e->refcnt); ++e) ;
236 found:
237         d->rover = e + 1;
238         atomic_dec(&d->nfree);
239
240         /*
241          * The entry we found may be an inactive entry that is
242          * presently in the hash table.  We need to remove it.
243          */
244         if (e->state != L2T_STATE_UNUSED) {
245                 int hash = arp_hash(e->addr, e->ifindex, d);
246
247                 for (p = &d->l2tab[hash].first; *p; p = &(*p)->next)
248                         if (*p == e) {
249                                 *p = e->next;
250                                 break;
251                         }
252                 e->state = L2T_STATE_UNUSED;
253         }
254         return e;
255 }
256
257 /*
258  * Called when an L2T entry has no more users.  The entry is left in the hash
259  * table since it is likely to be reused but we also bump nfree to indicate
260  * that the entry can be reallocated for a different neighbor.  We also drop
261  * the existing neighbor reference in case the neighbor is going away and is
262  * waiting on our reference.
263  *
264  * Because entries can be reallocated to other neighbors once their ref count
265  * drops to 0 we need to take the entry's lock to avoid races with a new
266  * incarnation.
267  */
268 void t3_l2e_free(struct l2t_data *d, struct l2t_entry *e)
269 {
270         spin_lock_bh(&e->lock);
271         if (atomic_read(&e->refcnt) == 0) {     /* hasn't been recycled */
272                 if (e->neigh) {
273                         neigh_release(e->neigh);
274                         e->neigh = NULL;
275                 }
276         }
277         spin_unlock_bh(&e->lock);
278         atomic_inc(&d->nfree);
279 }
280
281 EXPORT_SYMBOL(t3_l2e_free);
282
283 /*
284  * Update an L2T entry that was previously used for the same next hop as neigh.
285  * Must be called with softirqs disabled.
286  */
287 static inline void reuse_entry(struct l2t_entry *e, struct neighbour *neigh)
288 {
289         unsigned int nud_state;
290
291         spin_lock(&e->lock);    /* avoid race with t3_l2t_free */
292
293         if (neigh != e->neigh)
294                 neigh_replace(e, neigh);
295         nud_state = neigh->nud_state;
296         if (memcmp(e->dmac, neigh->ha, sizeof(e->dmac)) ||
297             !(nud_state & NUD_VALID))
298                 e->state = L2T_STATE_RESOLVING;
299         else if (nud_state & NUD_CONNECTED)
300                 e->state = L2T_STATE_VALID;
301         else
302                 e->state = L2T_STATE_STALE;
303         spin_unlock(&e->lock);
304 }
305
306 struct l2t_entry *t3_l2t_get(struct t3cdev *cdev, struct neighbour *neigh,
307                              struct net_device *dev)
308 {
309         struct l2t_entry *e;
310         struct l2t_data *d = L2DATA(cdev);
311         u32 addr = *(u32 *) neigh->primary_key;
312         int ifidx = neigh->dev->ifindex;
313         int hash = arp_hash(addr, ifidx, d);
314         struct port_info *p = netdev_priv(dev);
315         int smt_idx = p->port_id;
316
317         write_lock_bh(&d->lock);
318         for (e = d->l2tab[hash].first; e; e = e->next)
319                 if (e->addr == addr && e->ifindex == ifidx &&
320                     e->smt_idx == smt_idx) {
321                         l2t_hold(d, e);
322                         if (atomic_read(&e->refcnt) == 1)
323                                 reuse_entry(e, neigh);
324                         goto done;
325                 }
326
327         /* Need to allocate a new entry */
328         e = alloc_l2e(d);
329         if (e) {
330                 spin_lock(&e->lock);    /* avoid race with t3_l2t_free */
331                 e->next = d->l2tab[hash].first;
332                 d->l2tab[hash].first = e;
333                 e->state = L2T_STATE_RESOLVING;
334                 e->addr = addr;
335                 e->ifindex = ifidx;
336                 e->smt_idx = smt_idx;
337                 atomic_set(&e->refcnt, 1);
338                 neigh_replace(e, neigh);
339                 if (neigh->dev->priv_flags & IFF_802_1Q_VLAN)
340                         e->vlan = vlan_dev_info(neigh->dev)->vlan_id;
341                 else
342                         e->vlan = VLAN_NONE;
343                 spin_unlock(&e->lock);
344         }
345 done:
346         write_unlock_bh(&d->lock);
347         return e;
348 }
349
350 EXPORT_SYMBOL(t3_l2t_get);
351
352 /*
353  * Called when address resolution fails for an L2T entry to handle packets
354  * on the arpq head.  If a packet specifies a failure handler it is invoked,
355  * otherwise the packets is sent to the offload device.
356  *
357  * XXX: maybe we should abandon the latter behavior and just require a failure
358  * handler.
359  */
360 static void handle_failed_resolution(struct t3cdev *dev, struct sk_buff *arpq)
361 {
362         while (arpq) {
363                 struct sk_buff *skb = arpq;
364                 struct l2t_skb_cb *cb = L2T_SKB_CB(skb);
365
366                 arpq = skb->next;
367                 skb->next = NULL;
368                 if (cb->arp_failure_handler)
369                         cb->arp_failure_handler(dev, skb);
370                 else
371                         cxgb3_ofld_send(dev, skb);
372         }
373 }
374
375 /*
376  * Called when the host's ARP layer makes a change to some entry that is
377  * loaded into the HW L2 table.
378  */
379 void t3_l2t_update(struct t3cdev *dev, struct neighbour *neigh)
380 {
381         struct l2t_entry *e;
382         struct sk_buff *arpq = NULL;
383         struct l2t_data *d = L2DATA(dev);
384         u32 addr = *(u32 *) neigh->primary_key;
385         int ifidx = neigh->dev->ifindex;
386         int hash = arp_hash(addr, ifidx, d);
387
388         read_lock_bh(&d->lock);
389         for (e = d->l2tab[hash].first; e; e = e->next)
390                 if (e->addr == addr && e->ifindex == ifidx) {
391                         spin_lock(&e->lock);
392                         goto found;
393                 }
394         read_unlock_bh(&d->lock);
395         return;
396
397 found:
398         read_unlock(&d->lock);
399         if (atomic_read(&e->refcnt)) {
400                 if (neigh != e->neigh)
401                         neigh_replace(e, neigh);
402
403                 if (e->state == L2T_STATE_RESOLVING) {
404                         if (neigh->nud_state & NUD_FAILED) {
405                                 arpq = e->arpq_head;
406                                 e->arpq_head = e->arpq_tail = NULL;
407                         } else if (neigh_is_connected(neigh))
408                                 setup_l2e_send_pending(dev, NULL, e);
409                 } else {
410                         e->state = neigh_is_connected(neigh) ?
411                             L2T_STATE_VALID : L2T_STATE_STALE;
412                         if (memcmp(e->dmac, neigh->ha, 6))
413                                 setup_l2e_send_pending(dev, NULL, e);
414                 }
415         }
416         spin_unlock_bh(&e->lock);
417
418         if (arpq)
419                 handle_failed_resolution(dev, arpq);
420 }
421
422 struct l2t_data *t3_init_l2t(unsigned int l2t_capacity)
423 {
424         struct l2t_data *d;
425         int i, size = sizeof(*d) + l2t_capacity * sizeof(struct l2t_entry);
426
427         d = cxgb_alloc_mem(size);
428         if (!d)
429                 return NULL;
430
431         d->nentries = l2t_capacity;
432         d->rover = &d->l2tab[1];        /* entry 0 is not used */
433         atomic_set(&d->nfree, l2t_capacity - 1);
434         rwlock_init(&d->lock);
435
436         for (i = 0; i < l2t_capacity; ++i) {
437                 d->l2tab[i].idx = i;
438                 d->l2tab[i].state = L2T_STATE_UNUSED;
439                 spin_lock_init(&d->l2tab[i].lock);
440                 atomic_set(&d->l2tab[i].refcnt, 0);
441         }
442         return d;
443 }
444
445 void t3_free_l2t(struct l2t_data *d)
446 {
447         cxgb_free_mem(d);
448 }
449