drivers/net/ethernet/chelsio/cxgb4/l2t.c

   1 /*
   2  * This file is part of the Chelsio T4 Ethernet driver for Linux.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2003-2010 Chelsio Communications, Inc. All rights reserved.
   5  *
   6  * This software is available to you under a choice of one of two
   7  * licenses.  You may choose to be licensed under the terms of the GNU
   8  * General Public License (GPL) Version 2, available from the file
   9  * COPYING in the main directory of this source tree, or the
  10  * OpenIB.org BSD license below:
  11  *
  12  *     Redistribution and use in source and binary forms, with or
  13  *     without modification, are permitted provided that the following
  14  *     conditions are met:
  15  *
  16  *      - Redistributions of source code must retain the above
  17  *        copyright notice, this list of conditions and the following
  18  *        disclaimer.
  19  *
  20  *      - Redistributions in binary form must reproduce the above
  21  *        copyright notice, this list of conditions and the following
  22  *        disclaimer in the documentation and/or other materials
  23  *        provided with the distribution.
  24  *
  25  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  26  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  27  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  28  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
  29  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
  30  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
  31  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  32  * SOFTWARE.
  33  */
  34
  35 #include <linux/skbuff.h>
  36 #include <linux/netdevice.h>
  37 #include <linux/if.h>
  38 #include <linux/if_vlan.h>
  39 #include <linux/jhash.h>
  40 #include <net/neighbour.h>
  41 #include "cxgb4.h"
  42 #include "l2t.h"
  43 #include "t4_msg.h"
  44 #include "t4fw_api.h"
  45
  46 #define VLAN_NONE 0xfff
  47
  48 /* identifies sync vs async L2T_WRITE_REQs */
  49 #define F_SYNC_WR    (1 << 12)
  50
  51 enum {
  52         L2T_STATE_VALID,      /* entry is up to date */
  53         L2T_STATE_STALE,      /* entry may be used but needs revalidation */
  54         L2T_STATE_RESOLVING,  /* entry needs address resolution */
  55         L2T_STATE_SYNC_WRITE, /* synchronous write of entry underway */
  56
  57         /* when state is one of the below the entry is not hashed */
  58         L2T_STATE_SWITCHING,  /* entry is being used by a switching filter */
  59         L2T_STATE_UNUSED      /* entry not in use */
  60 };
  61
  62 struct l2t_data {
  63         rwlock_t lock;
  64         atomic_t nfree;             /* number of free entries */
  65         struct l2t_entry *rover;    /* starting point for next allocation */
  66         struct l2t_entry l2tab[L2T_SIZE];
  67 };
  68
  69 static inline unsigned int vlan_prio(const struct l2t_entry *e)
  70 {
  71         return e->vlan >> 13;
  72 }
  73
  74 static inline void l2t_hold(struct l2t_data *d, struct l2t_entry *e)
  75 {
  76         if (atomic_add_return(1, &e->refcnt) == 1)  /* 0 -> 1 transition */
  77                 atomic_dec(&d->nfree);
  78 }
  79
  80 /*
  81  * To avoid having to check address families we do not allow v4 and v6
  82  * neighbors to be on the same hash chain.  We keep v4 entries in the first
  83  * half of available hash buckets and v6 in the second.
  84  */
  85 enum {
  86         L2T_SZ_HALF = L2T_SIZE / 2,
  87         L2T_HASH_MASK = L2T_SZ_HALF - 1
  88 };
  89
  90 static inline unsigned int arp_hash(const u32 *key, int ifindex)
  91 {
  92         return jhash_2words(*key, ifindex, 0) & L2T_HASH_MASK;
  93 }
  94
  95 static inline unsigned int ipv6_hash(const u32 *key, int ifindex)
  96 {
  97         u32 xor = key[0] ^ key[1] ^ key[2] ^ key[3];
  98
  99         return L2T_SZ_HALF + (jhash_2words(xor, ifindex, 0) & L2T_HASH_MASK);
 100 }
 101
 102 static unsigned int addr_hash(const u32 *addr, int addr_len, int ifindex)
 103 {
 104         return addr_len == 4 ? arp_hash(addr, ifindex) :
 105                                ipv6_hash(addr, ifindex);
 106 }
 107
 108 /*
 109  * Checks if an L2T entry is for the given IP/IPv6 address.  It does not check
 110  * whether the L2T entry and the address are of the same address family.
 111  * Callers ensure an address is only checked against L2T entries of the same
 112  * family, something made trivial by the separation of IP and IPv6 hash chains
 113  * mentioned above.  Returns 0 if there's a match,
 114  */
 115 static int addreq(const struct l2t_entry *e, const u32 *addr)
 116 {
 117         if (e->v6)
 118                 return (e->addr[0] ^ addr[0]) | (e->addr[1] ^ addr[1]) |
 119                        (e->addr[2] ^ addr[2]) | (e->addr[3] ^ addr[3]);
 120         return e->addr[0] ^ addr[0];
 121 }
 122
 123 static void neigh_replace(struct l2t_entry *e, struct neighbour *n)
 124 {
 125         neigh_hold(n);
 126         if (e->neigh)
 127                 neigh_release(e->neigh);
 128         e->neigh = n;
 129 }
 130
 131 /*
 132  * Write an L2T entry.  Must be called with the entry locked.
 133  * The write may be synchronous or asynchronous.
 134  */
 135 static int write_l2e(struct adapter *adap, struct l2t_entry *e, int sync)
 136 {
 137         struct sk_buff *skb;
 138         struct cpl_l2t_write_req *req;
 139
 140         skb = alloc_skb(sizeof(*req), GFP_ATOMIC);
 141         if (!skb)
 142                 return -ENOMEM;
 143
 144         req = (struct cpl_l2t_write_req *)__skb_put(skb, sizeof(*req));
 145         INIT_TP_WR(req, 0);
 146
 147         OPCODE_TID(req) = htonl(MK_OPCODE_TID(CPL_L2T_WRITE_REQ,
 148                                         e->idx | (sync ? F_SYNC_WR : 0) |
 149                                         TID_QID(adap->sge.fw_evtq.abs_id)));
 150         req->params = htons(L2T_W_PORT(e->lport) | L2T_W_NOREPLY(!sync));
 151         req->l2t_idx = htons(e->idx);
 152         req->vlan = htons(e->vlan);
 153         if (e->neigh)
 154                 memcpy(e->dmac, e->neigh->ha, sizeof(e->dmac));
 155         memcpy(req->dst_mac, e->dmac, sizeof(req->dst_mac));
 156
 157         set_wr_txq(skb, CPL_PRIORITY_CONTROL, 0);
 158         t4_ofld_send(adap, skb);
 159
 160         if (sync && e->state != L2T_STATE_SWITCHING)
 161                 e->state = L2T_STATE_SYNC_WRITE;
 162         return 0;
 163 }
 164
 165 /*
 166  * Send packets waiting in an L2T entry's ARP queue.  Must be called with the
 167  * entry locked.
 168  */
 169 static void send_pending(struct adapter *adap, struct l2t_entry *e)
 170 {
 171         while (e->arpq_head) {
 172                 struct sk_buff *skb = e->arpq_head;
 173
 174                 e->arpq_head = skb->next;
 175                 skb->next = NULL;
 176                 t4_ofld_send(adap, skb);
 177         }
 178         e->arpq_tail = NULL;
 179 }
 180
 181 /*
 182  * Process a CPL_L2T_WRITE_RPL.  Wake up the ARP queue if it completes a
 183  * synchronous L2T_WRITE.  Note that the TID in the reply is really the L2T
 184  * index it refers to.
 185  */
 186 void do_l2t_write_rpl(struct adapter *adap, const struct cpl_l2t_write_rpl *rpl)
 187 {
 188         unsigned int tid = GET_TID(rpl);
 189         unsigned int idx = tid & (L2T_SIZE - 1);
 190
 191         if (unlikely(rpl->status != CPL_ERR_NONE)) {
 192                 dev_err(adap->pdev_dev,
 193                         "Unexpected L2T_WRITE_RPL status %u for entry %u\n",
 194                         rpl->status, idx);
 195                 return;
 196         }
 197
 198         if (tid & F_SYNC_WR) {
 199                 struct l2t_entry *e = &adap->l2t->l2tab[idx];
 200
 201                 spin_lock(&e->lock);
 202                 if (e->state != L2T_STATE_SWITCHING) {
 203                         send_pending(adap, e);
 204                         e->state = (e->neigh->nud_state & NUD_STALE) ?
 205                                         L2T_STATE_STALE : L2T_STATE_VALID;
 206                 }
 207                 spin_unlock(&e->lock);
 208         }
 209 }
 210
 211 /*
 212  * Add a packet to an L2T entry's queue of packets awaiting resolution.
 213  * Must be called with the entry's lock held.
 214  */
 215 static inline void arpq_enqueue(struct l2t_entry *e, struct sk_buff *skb)
 216 {
 217         skb->next = NULL;
 218         if (e->arpq_head)
 219                 e->arpq_tail->next = skb;
 220         else
 221                 e->arpq_head = skb;
 222         e->arpq_tail = skb;
 223 }
 224
 225 int cxgb4_l2t_send(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb,
 226                    struct l2t_entry *e)
 227 {
 228         struct adapter *adap = netdev2adap(dev);
 229
 230 again:
 231         switch (e->state) {
 232         case L2T_STATE_STALE:     /* entry is stale, kick off revalidation */
 233                 neigh_event_send(e->neigh, NULL);
 234                 spin_lock_bh(&e->lock);
 235                 if (e->state == L2T_STATE_STALE)
 236                         e->state = L2T_STATE_VALID;
 237                 spin_unlock_bh(&e->lock);
 238         case L2T_STATE_VALID:     /* fast-path, send the packet on */
 239                 return t4_ofld_send(adap, skb);
 240         case L2T_STATE_RESOLVING:
 241         case L2T_STATE_SYNC_WRITE:
 242                 spin_lock_bh(&e->lock);
 243                 if (e->state != L2T_STATE_SYNC_WRITE &&
 244                     e->state != L2T_STATE_RESOLVING) {
 245                         spin_unlock_bh(&e->lock);
 246                         goto again;
 247                 }
 248                 arpq_enqueue(e, skb);
 249                 spin_unlock_bh(&e->lock);
 250
 251                 if (e->state == L2T_STATE_RESOLVING &&
 252                     !neigh_event_send(e->neigh, NULL)) {
 253                         spin_lock_bh(&e->lock);
 254                         if (e->state == L2T_STATE_RESOLVING && e->arpq_head)
 255                                 write_l2e(adap, e, 1);
 256                         spin_unlock_bh(&e->lock);
 257                 }
 258         }
 259         return 0;
 260 }
 261 EXPORT_SYMBOL(cxgb4_l2t_send);
 262
 263 /*
 264  * Allocate a free L2T entry.  Must be called with l2t_data.lock held.
 265  */
 266 static struct l2t_entry *alloc_l2e(struct l2t_data *d)
 267 {
 268         struct l2t_entry *end, *e, **p;
 269
 270         if (!atomic_read(&d->nfree))
 271                 return NULL;
 272
 273         /* there's definitely a free entry */
 274         for (e = d->rover, end = &d->l2tab[L2T_SIZE]; e != end; ++e)
 275                 if (atomic_read(&e->refcnt) == 0)
 276                         goto found;
 277
 278         for (e = d->l2tab; atomic_read(&e->refcnt); ++e)
 279                 ;
 280 found:
 281         d->rover = e + 1;
 282         atomic_dec(&d->nfree);
 283
 284         /*
 285          * The entry we found may be an inactive entry that is
 286          * presently in the hash table.  We need to remove it.
 287          */
 288         if (e->state < L2T_STATE_SWITCHING)
 289                 for (p = &d->l2tab[e->hash].first; *p; p = &(*p)->next)
 290                         if (*p == e) {
 291                                 *p = e->next;
 292                                 e->next = NULL;
 293                                 break;
 294                         }
 295
 296         e->state = L2T_STATE_UNUSED;
 297         return e;
 298 }
 299
 300 /*
 301  * Called when an L2T entry has no more users.
 302  */
 303 static void t4_l2e_free(struct l2t_entry *e)
 304 {
 305         struct l2t_data *d;
 306
 307         spin_lock_bh(&e->lock);
 308         if (atomic_read(&e->refcnt) == 0) {  /* hasn't been recycled */
 309                 if (e->neigh) {
 310                         neigh_release(e->neigh);
 311                         e->neigh = NULL;
 312                 }
 313                 while (e->arpq_head) {
 314                         struct sk_buff *skb = e->arpq_head;
 315
 316                         e->arpq_head = skb->next;
 317                         kfree_skb(skb);
 318                 }
 319                 e->arpq_tail = NULL;
 320         }
 321         spin_unlock_bh(&e->lock);
 322
 323         d = container_of(e, struct l2t_data, l2tab[e->idx]);
 324         atomic_inc(&d->nfree);
 325 }
 326
 327 void cxgb4_l2t_release(struct l2t_entry *e)
 328 {
 329         if (atomic_dec_and_test(&e->refcnt))
 330                 t4_l2e_free(e);
 331 }
 332 EXPORT_SYMBOL(cxgb4_l2t_release);
 333
 334 /*
 335  * Update an L2T entry that was previously used for the same next hop as neigh.
 336  * Must be called with softirqs disabled.
 337  */
 338 static void reuse_entry(struct l2t_entry *e, struct neighbour *neigh)
 339 {
 340         unsigned int nud_state;
 341
 342         spin_lock(&e->lock);                /* avoid race with t4_l2t_free */
 343         if (neigh != e->neigh)
 344                 neigh_replace(e, neigh);
 345         nud_state = neigh->nud_state;
 346         if (memcmp(e->dmac, neigh->ha, sizeof(e->dmac)) ||
 347             !(nud_state & NUD_VALID))
 348                 e->state = L2T_STATE_RESOLVING;
 349         else if (nud_state & NUD_CONNECTED)
 350                 e->state = L2T_STATE_VALID;
 351         else
 352                 e->state = L2T_STATE_STALE;
 353         spin_unlock(&e->lock);
 354 }
 355
 356 struct l2t_entry *cxgb4_l2t_get(struct l2t_data *d, struct neighbour *neigh,
 357                                 const struct net_device *physdev,
 358                                 unsigned int priority)
 359 {
 360         u8 lport;
 361         u16 vlan;
 362         struct l2t_entry *e;
 363         int addr_len = neigh->tbl->key_len;
 364         u32 *addr = (u32 *)neigh->primary_key;
 365         int ifidx = neigh->dev->ifindex;
 366         int hash = addr_hash(addr, addr_len, ifidx);
 367
 368         if (neigh->dev->flags & IFF_LOOPBACK)
 369                 lport = netdev2pinfo(physdev)->tx_chan + 4;
 370         else
 371                 lport = netdev2pinfo(physdev)->lport;
 372
 373         if (neigh->dev->priv_flags & IFF_802_1Q_VLAN)
 374                 vlan = vlan_dev_vlan_id(neigh->dev);
 375         else
 376                 vlan = VLAN_NONE;
 377
 378         write_lock_bh(&d->lock);
 379         for (e = d->l2tab[hash].first; e; e = e->next)
 380                 if (!addreq(e, addr) && e->ifindex == ifidx &&
 381                     e->vlan == vlan && e->lport == lport) {
 382                         l2t_hold(d, e);
 383                         if (atomic_read(&e->refcnt) == 1)
 384                                 reuse_entry(e, neigh);
 385                         goto done;
 386                 }
 387
 388         /* Need to allocate a new entry */
 389         e = alloc_l2e(d);
 390         if (e) {
 391                 spin_lock(&e->lock);          /* avoid race with t4_l2t_free */
 392                 e->state = L2T_STATE_RESOLVING;
 393                 memcpy(e->addr, addr, addr_len);
 394                 e->ifindex = ifidx;
 395                 e->hash = hash;
 396                 e->lport = lport;
 397                 e->v6 = addr_len == 16;
 398                 atomic_set(&e->refcnt, 1);
 399                 neigh_replace(e, neigh);
 400                 e->vlan = vlan;
 401                 e->next = d->l2tab[hash].first;
 402                 d->l2tab[hash].first = e;
 403                 spin_unlock(&e->lock);
 404         }
 405 done:
 406         write_unlock_bh(&d->lock);
 407         return e;
 408 }
 409 EXPORT_SYMBOL(cxgb4_l2t_get);
 410
 411 /*
 412  * Called when address resolution fails for an L2T entry to handle packets
 413  * on the arpq head.  If a packet specifies a failure handler it is invoked,
 414  * otherwise the packet is sent to the device.
 415  */
 416 static void handle_failed_resolution(struct adapter *adap, struct sk_buff *arpq)
 417 {
 418         while (arpq) {
 419                 struct sk_buff *skb = arpq;
 420                 const struct l2t_skb_cb *cb = L2T_SKB_CB(skb);
 421
 422                 arpq = skb->next;
 423                 skb->next = NULL;
 424                 if (cb->arp_err_handler)
 425                         cb->arp_err_handler(cb->handle, skb);
 426                 else
 427                         t4_ofld_send(adap, skb);
 428         }
 429 }
 430
 431 /*
 432  * Called when the host's neighbor layer makes a change to some entry that is
 433  * loaded into the HW L2 table.
 434  */
 435 void t4_l2t_update(struct adapter *adap, struct neighbour *neigh)
 436 {
 437         struct l2t_entry *e;
 438         struct sk_buff *arpq = NULL;
 439         struct l2t_data *d = adap->l2t;
 440         int addr_len = neigh->tbl->key_len;
 441         u32 *addr = (u32 *) neigh->primary_key;
 442         int ifidx = neigh->dev->ifindex;
 443         int hash = addr_hash(addr, addr_len, ifidx);
 444
 445         read_lock_bh(&d->lock);
 446         for (e = d->l2tab[hash].first; e; e = e->next)
 447                 if (!addreq(e, addr) && e->ifindex == ifidx) {
 448                         spin_lock(&e->lock);
 449                         if (atomic_read(&e->refcnt))
 450                                 goto found;
 451                         spin_unlock(&e->lock);
 452                         break;
 453                 }
 454         read_unlock_bh(&d->lock);
 455         return;
 456
 457  found:
 458         read_unlock(&d->lock);
 459
 460         if (neigh != e->neigh)
 461                 neigh_replace(e, neigh);
 462
 463         if (e->state == L2T_STATE_RESOLVING) {
 464                 if (neigh->nud_state & NUD_FAILED) {
 465                         arpq = e->arpq_head;
 466                         e->arpq_head = e->arpq_tail = NULL;
 467                 } else if ((neigh->nud_state & (NUD_CONNECTED | NUD_STALE)) &&
 468                            e->arpq_head) {
 469                         write_l2e(adap, e, 1);
 470                 }
 471         } else {
 472                 e->state = neigh->nud_state & NUD_CONNECTED ?
 473                         L2T_STATE_VALID : L2T_STATE_STALE;
 474                 if (memcmp(e->dmac, neigh->ha, sizeof(e->dmac)))
 475                         write_l2e(adap, e, 0);
 476         }
 477
 478         spin_unlock_bh(&e->lock);
 479
 480         if (arpq)
 481                 handle_failed_resolution(adap, arpq);
 482 }
 483
 484 struct l2t_data *t4_init_l2t(void)
 485 {
 486         int i;
 487         struct l2t_data *d;
 488
 489         d = t4_alloc_mem(sizeof(*d));
 490         if (!d)
 491                 return NULL;
 492
 493         d->rover = d->l2tab;
 494         atomic_set(&d->nfree, L2T_SIZE);
 495         rwlock_init(&d->lock);
 496
 497         for (i = 0; i < L2T_SIZE; ++i) {
 498                 d->l2tab[i].idx = i;
 499                 d->l2tab[i].state = L2T_STATE_UNUSED;
 500                 spin_lock_init(&d->l2tab[i].lock);
 501                 atomic_set(&d->l2tab[i].refcnt, 0);
 502         }
 503         return d;
 504 }
 505
 506 #include <linux/module.h>
 507 #include <linux/debugfs.h>
 508 #include <linux/seq_file.h>
 509
 510 static inline void *l2t_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
 511 {
 512         struct l2t_entry *l2tab = seq->private;
 513
 514         return pos >= L2T_SIZE ? NULL : &l2tab[pos];
 515 }
 516
 517 static void *l2t_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
 518 {
 519         return *pos ? l2t_get_idx(seq, *pos - 1) : SEQ_START_TOKEN;
 520 }
 521
 522 static void *l2t_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
 523 {
 524         v = l2t_get_idx(seq, *pos);
 525         if (v)
 526                 ++*pos;
 527         return v;
 528 }
 529
 530 static void l2t_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
 531 {
 532 }
 533
 534 static char l2e_state(const struct l2t_entry *e)
 535 {
 536         switch (e->state) {
 537         case L2T_STATE_VALID: return 'V';
 538         case L2T_STATE_STALE: return 'S';
 539         case L2T_STATE_SYNC_WRITE: return 'W';
 540         case L2T_STATE_RESOLVING: return e->arpq_head ? 'A' : 'R';
 541         case L2T_STATE_SWITCHING: return 'X';
 542         default:
 543                 return 'U';
 544         }
 545 }
 546
 547 static int l2t_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
 548 {
 549         if (v == SEQ_START_TOKEN)
 550                 seq_puts(seq, " Idx IP address                "
 551                          "Ethernet address  VLAN/P LP State Users Port\n");
 552         else {
 553                 char ip[60];
 554                 struct l2t_entry *e = v;
 555
 556                 spin_lock_bh(&e->lock);
 557                 if (e->state == L2T_STATE_SWITCHING)
 558                         ip[0] = '\0';
 559                 else
 560                         sprintf(ip, e->v6 ? "%pI6c" : "%pI4", e->addr);
 561                 seq_printf(seq, "%4u %-25s %17pM %4d %u %2u   %c   %5u %s\n",
 562                            e->idx, ip, e->dmac,
 563                            e->vlan & VLAN_VID_MASK, vlan_prio(e), e->lport,
 564                            l2e_state(e), atomic_read(&e->refcnt),
 565                            e->neigh ? e->neigh->dev->name : "");
 566                 spin_unlock_bh(&e->lock);
 567         }
 568         return 0;
 569 }
 570
 571 static const struct seq_operations l2t_seq_ops = {
 572         .start = l2t_seq_start,
 573         .next = l2t_seq_next,
 574         .stop = l2t_seq_stop,
 575         .show = l2t_seq_show
 576 };
 577
 578 static int l2t_seq_open(struct inode *inode, struct file *file)
 579 {
 580         int rc = seq_open(file, &l2t_seq_ops);
 581
 582         if (!rc) {
 583                 struct adapter *adap = inode->i_private;
 584                 struct seq_file *seq = file->private_data;
 585
 586                 seq->private = adap->l2t->l2tab;
 587         }
 588         return rc;
 589 }
 590
 591 const struct file_operations t4_l2t_fops = {
 592         .owner = THIS_MODULE,
 593         .open = l2t_seq_open,
 594         .read = seq_read,
 595         .llseek = seq_lseek,
 596         .release = seq_release,
 597 };