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