/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
/*
 * RDMA Transport Layer
 *
 * Copyright (c) 2014 - 2018 ProfitBricks GmbH. All rights reserved.
 * Copyright (c) 2018 - 2019 1&1 IONOS Cloud GmbH. All rights reserved.
 * Copyright (c) 2019 - 2020 1&1 IONOS SE. All rights reserved.
 */

#ifndef RTRS_PRI_H
#define RTRS_PRI_H

#include <linux/uuid.h>
#include <rdma/rdma_cm.h>
#include <rdma/ib_verbs.h>
#include <rdma/ib.h>

#include "rtrs.h"

#define RTRS_PROTO_VER_MAJOR 2
#define RTRS_PROTO_VER_MINOR 0

#define RTRS_PROTO_VER_STRING __stringify(RTRS_PROTO_VER_MAJOR) "." \
          __stringify(RTRS_PROTO_VER_MINOR)

/*
 * Max IB immediate data size is 2^28 (MAX_IMM_PAYL_BITS)
 * and the minimum chunk size is 4096 (2^12).
 * So the maximum sess_queue_depth is 65535 (2^16 - 1) in theory
 * since queue_depth in rtrs_msg_conn_rsp is defined as le16.
 * Therefore the pratical max value of sess_queue_depth is
 * somewhere between 1 and 65535 and it depends on the system.
 */
#define MAX_SESS_QUEUE_DEPTH 65535

enum rtrs_imm_const {
 MAX_IMM_TYPE_BITS = 4,
 MAX_IMM_TYPE_MASK = ((1 << MAX_IMM_TYPE_BITS) - 1),
 MAX_IMM_PAYL_BITS = 28,
 MAX_IMM_PAYL_MASK = ((1 << MAX_IMM_PAYL_BITS) - 1),
};

enum rtrs_imm_type {
 RTRS_IO_REQ_IMM       = 0, /* client to server */
 RTRS_IO_RSP_IMM       = 1, /* server to client */
 RTRS_IO_RSP_W_INV_IMM = 2, /* server to client */

 RTRS_HB_MSG_IMM = 8, /* HB: HeartBeat */
 RTRS_HB_ACK_IMM = 9,

 RTRS_LAST_IMM,
};

enum {
 SERVICE_CON_QUEUE_DEPTH = 512,

 MAX_PATHS_NUM = 128,

 MIN_CHUNK_SIZE = 8192,

 RTRS_HB_INTERVAL_MS = 5000,
 RTRS_HB_MISSED_MAX = 5,

 RTRS_MAGIC = 0x1BBD,
 RTRS_PROTO_VER = (RTRS_PROTO_VER_MAJOR << 8) | RTRS_PROTO_VER_MINOR,
};

struct rtrs_ib_dev;

struct rtrs_rdma_dev_pd_ops {
 int (*init)(struct rtrs_ib_dev *dev);
 void (*deinit)(struct rtrs_ib_dev *dev);
};

struct rtrs_rdma_dev_pd {
 struct mutex  mutex;
 struct list_head list;
 enum ib_pd_flags pd_flags;
 const struct rtrs_rdma_dev_pd_ops *ops;
};

struct rtrs_ib_dev {
 struct ib_device  *ib_dev;
 struct ib_pd   *ib_pd;
 struct kref   ref;
 struct list_head  entry;
 struct rtrs_rdma_dev_pd *pool;
 struct ib_event_handler  event_handler;
};

struct rtrs_con {
 struct rtrs_path *path;
 struct ib_qp  *qp;
 struct ib_cq  *cq;
 struct rdma_cm_id *cm_id;
 unsigned int  cid;
 int                     nr_cqe;
 atomic_t  wr_cnt;
 atomic_t  sq_wr_avail;
};

struct rtrs_path {
 struct list_head entry;
 struct sockaddr_storage dst_addr;
 struct sockaddr_storage src_addr;
 char   sessname[NAME_MAX];
 uuid_t   uuid;
 struct rtrs_con **con;
 unsigned int  con_num;
 unsigned int  irq_con_num;
 unsigned int  recon_cnt;
 unsigned int  signal_interval;
 struct rtrs_ib_dev *dev;
 int   dev_ref;
 struct ib_cqe  *hb_cqe;
 void   (*hb_err_handler)(struct rtrs_con *con);
 struct workqueue_struct *hb_wq;
 struct delayed_work hb_dwork;
 unsigned int  hb_interval_ms;
 unsigned int  hb_missed_cnt;
 unsigned int  hb_missed_max;
 ktime_t   hb_last_sent;
 ktime_t   hb_cur_latency;
};

/* rtrs information unit */
struct rtrs_iu {
 struct ib_cqe           cqe;
 dma_addr_t              dma_addr;
 void                    *buf;
 size_t                  size;
 enum dma_data_direction direction;
};

/**
 * enum rtrs_msg_types - RTRS message types, see also rtrs/README
 * @RTRS_MSG_INFO_REQ:  Client additional info request to the server
 * @RTRS_MSG_INFO_RSP:  Server additional info response to the client
 * @RTRS_MSG_WRITE:  Client writes data per RDMA to server
 * @RTRS_MSG_READ:  Client requests data transfer from server
 * @RTRS_MSG_RKEY_RSP:  Server refreshed rkey for rbuf
 */
enum rtrs_msg_types {
 RTRS_MSG_INFO_REQ,
 RTRS_MSG_INFO_RSP,
 RTRS_MSG_WRITE,
 RTRS_MSG_READ,
 RTRS_MSG_RKEY_RSP,
};

/**
 * enum rtrs_msg_flags - RTRS message flags.
 * @RTRS_NEED_INVAL: Send invalidation in response.
 * @RTRS_MSG_NEW_RKEY_F: Send refreshed rkey in response.
 */
enum rtrs_msg_flags {
 RTRS_MSG_NEED_INVAL_F = 1 << 0,
 RTRS_MSG_NEW_RKEY_F = 1 << 1,
};

/**
 * struct rtrs_sg_desc - RDMA-Buffer entry description
 * @addr: Address of RDMA destination buffer
 * @key: Authorization rkey to write to the buffer
 * @len: Size of the buffer
 */
struct rtrs_sg_desc {
 __le64   addr;
 __le32   key;
 __le32   len;
};

/**
 * struct rtrs_msg_conn_req - Client connection request to the server
 * @magic:    RTRS magic
 * @version:    RTRS protocol version
 * @cid:    Current connection id
 * @cid_num:    Number of connections per session
 * @recon_cnt:    Reconnections counter
 * @sess_uuid:    UUID of a session (path)
 * @paths_uuid:    UUID of a group of sessions (paths)
 *
 * NOTE: max size 56 bytes, see man rdma_connect().
 */
struct rtrs_msg_conn_req {
 /* Is set to 0 by cma.c in case of AF_IB, do not touch that.
  * see https://www.spinics.net/lists/linux-rdma/msg22397.html
 */
 u8  __cma_version;
 /* On sender side that should be set to 0, or cma_save_ip_info()
  * extract garbage and will fail.
 */
 u8  __ip_version;
 __le16  magic;
 __le16  version;
 __le16  cid;
 __le16  cid_num;
 __le16  recon_cnt;
 uuid_t  sess_uuid;
 uuid_t  paths_uuid;
 u8  first_conn : 1;
 u8  reserved_bits : 7;
 u8  reserved[11];
};

/**
 * struct rtrs_msg_conn_rsp - Server connection response to the client
 * @magic:    RTRS magic
 * @version:    RTRS protocol version
 * @errno:    If rdma_accept() then 0, if rdma_reject() indicates error
 * @queue_depth:   max inflight messages (queue-depth) in this session
 * @max_io_size:   max io size server supports
 * @max_hdr_size:  max msg header size server supports
 *
 * NOTE: size is 56 bytes, max possible is 136 bytes, see man rdma_accept().
 */
struct rtrs_msg_conn_rsp {
 __le16  magic;
 __le16  version;
 __le16  errno;
 __le16  queue_depth;
 __le32  max_io_size;
 __le32  max_hdr_size;
 __le32  flags;
 u8  reserved[36];
};

/**
 * struct rtrs_msg_info_req
 * @type:  @RTRS_MSG_INFO_REQ
 * @pathname:  Path name chosen by client
 */
struct rtrs_msg_info_req {
 __le16  type;
 u8  pathname[NAME_MAX];
 u8  reserved[15];
};

/**
 * struct rtrs_msg_info_rsp
 * @type:  @RTRS_MSG_INFO_RSP
 * @sg_cnt:  Number of @desc entries
 * @desc:  RDMA buffers where the client can write to server
 */
struct rtrs_msg_info_rsp {
 __le16  type;
 __le16          sg_cnt;
 u8              reserved[4];
 struct rtrs_sg_desc desc[];
};

/**
 * struct rtrs_msg_rkey_rsp
 * @type:  @RTRS_MSG_RKEY_RSP
 * @buf_id:  RDMA buf_id of the new rkey
 * @rkey:  new remote key for RDMA buffers id from server
 */
struct rtrs_msg_rkey_rsp {
 __le16  type;
 __le16          buf_id;
 __le32  rkey;
};

/**
 * struct rtrs_msg_rdma_read - RDMA data transfer request from client
 * @type:  always @RTRS_MSG_READ
 * @usr_len:  length of user payload
 * @sg_cnt:  number of @desc entries
 * @desc:  RDMA buffers where the server can write the result to
 */
struct rtrs_msg_rdma_read {
 __le16   type;
 __le16   usr_len;
 __le16   flags;
 __le16   sg_cnt;
 struct rtrs_sg_desc    desc[];
};

/**
 * struct_msg_rdma_write - Message transferred to server with RDMA-Write
 * @type:  always @RTRS_MSG_WRITE
 * @usr_len:  length of user payload
 */
struct rtrs_msg_rdma_write {
 __le16   type;
 __le16   usr_len;
};

/**
 * struct_msg_rdma_hdr - header for read or write request
 * @type:  @RTRS_MSG_WRITE | @RTRS_MSG_READ
 */
struct rtrs_msg_rdma_hdr {
 __le16   type;
};

/* rtrs.c */

struct rtrs_iu *rtrs_iu_alloc(u32 queue_num, size_t size, gfp_t t,
         struct ib_device *dev, enum dma_data_direction,
         void (*done)(struct ib_cq *cq, struct ib_wc *wc));
void rtrs_iu_free(struct rtrs_iu *iu, struct ib_device *dev, u32 queue_num);
int rtrs_iu_post_recv(struct rtrs_con *con, struct rtrs_iu *iu);
int rtrs_iu_post_send(struct rtrs_con *con, struct rtrs_iu *iu, size_t size,
        struct ib_send_wr *head);
int rtrs_iu_post_rdma_write_imm(struct rtrs_con *con, struct rtrs_iu *iu,
    struct ib_sge *sge, unsigned int num_sge,
    u32 rkey, u64 rdma_addr, u32 imm_data,
    enum ib_send_flags flags,
    struct ib_send_wr *head,
    struct ib_send_wr *tail);

int rtrs_post_recv_empty(struct rtrs_con *con, struct ib_cqe *cqe);

int rtrs_cq_qp_create(struct rtrs_path *path, struct rtrs_con *con,
        u32 max_send_sge, int cq_vector, int nr_cqe,
        u32 max_send_wr, u32 max_recv_wr,
        enum ib_poll_context poll_ctx);
void rtrs_cq_qp_destroy(struct rtrs_con *con);

void rtrs_init_hb(struct rtrs_path *path, struct ib_cqe *cqe,
    unsigned int interval_ms, unsigned int missed_max,
    void (*err_handler)(struct rtrs_con *con),
    struct workqueue_struct *wq);
void rtrs_start_hb(struct rtrs_path *path);
void rtrs_stop_hb(struct rtrs_path *path);
void rtrs_send_hb_ack(struct rtrs_path *path);

void rtrs_rdma_dev_pd_init(enum ib_pd_flags pd_flags,
      struct rtrs_rdma_dev_pd *pool);
void rtrs_rdma_dev_pd_deinit(struct rtrs_rdma_dev_pd *pool);

struct rtrs_ib_dev *rtrs_ib_dev_find_or_add(struct ib_device *ib_dev,
         struct rtrs_rdma_dev_pd *pool);
int rtrs_ib_dev_put(struct rtrs_ib_dev *dev);

static inline u32 rtrs_to_imm(u32 type, u32 payload)
{
 BUILD_BUG_ON(MAX_IMM_PAYL_BITS + MAX_IMM_TYPE_BITS != 32);
 BUILD_BUG_ON(RTRS_LAST_IMM > (1<<MAX_IMM_TYPE_BITS));
 return ((type & MAX_IMM_TYPE_MASK) << MAX_IMM_PAYL_BITS) |
  (payload & MAX_IMM_PAYL_MASK);
}

static inline void rtrs_from_imm(u32 imm, u32 *type, u32 *payload)
{
 *payload = imm & MAX_IMM_PAYL_MASK;
 *type = imm >> MAX_IMM_PAYL_BITS;
}

static inline u32 rtrs_to_io_req_imm(u32 addr)
{
 return rtrs_to_imm(RTRS_IO_REQ_IMM, addr);
}

static inline u32 rtrs_to_io_rsp_imm(u32 msg_id, int errno, bool w_inval)
{
 enum rtrs_imm_type type;
 u32 payload;

 /* 9 bits for errno, 19 bits for msg_id */
 payload = (abs(errno) & 0x1ff) << 19 | (msg_id & 0x7ffff);
 type = w_inval ? RTRS_IO_RSP_W_INV_IMM : RTRS_IO_RSP_IMM;

 return rtrs_to_imm(type, payload);
}

static inline void rtrs_from_io_rsp_imm(u32 payload, u32 *msg_id, int *errno)
{
 /* 9 bits for errno, 19 bits for msg_id */
 *msg_id = payload & 0x7ffff;
 *errno = -(int)((payload >> 19) & 0x1ff);
}

#define STAT_STORE_FUNC(type, set_value, reset)    \
static ssize_t set_value##_store(struct kobject *kobj,   \
        struct kobj_attribute *attr,  \
        const char *buf, size_t count)  \
{         \
 int ret = -EINVAL;      \
 type *stats = container_of(kobj, type, kobj_stats);  \
         \
 if (sysfs_streq(buf, "1"))     \
  ret = reset(stats, true);   \
 else if (sysfs_streq(buf, "0"))     \
  ret = reset(stats, false);   \
 if (ret)       \
  return ret;      \
         \
 return count;       \
}

#define STAT_SHOW_FUNC(type, get_value, print)    \
static ssize_t get_value##_show(struct kobject *kobj,   \
      struct kobj_attribute *attr,   \
      char *page)     \
{         \
 type *stats = container_of(kobj, type, kobj_stats);  \
         \
 return print(stats, page);   \
}

#define STAT_ATTR(type, stat, print, reset)    \
STAT_STORE_FUNC(type, stat, reset)     \
STAT_SHOW_FUNC(type, stat, print)     \
static struct kobj_attribute stat##_attr = __ATTR_RW(stat)

#endif /* RTRS_PRI_H */