sys/dev/sfxge/sfxge_tx.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2010-2015 Solarflare Communications Inc.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This software was developed in part by Philip Paeps under contract for
   6  * Solarflare Communications, Inc.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions are met:
  10  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
  12  *    this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
  14  *    this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
  15  *    and/or other materials provided with the distribution.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"
  18  * AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
  19  * THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  20  * PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR
  21  * CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
  22  * EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
  23  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS;
  24  * OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY,
  25  * WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
  26  * OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE,
  27  * EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  28  *
  29  * The views and conclusions contained in the software and documentation are
  30  * those of the authors and should not be interpreted as representing official
  31  * policies, either expressed or implied, of the FreeBSD Project.
  32  */
  33
  34 /* Theory of operation:
  35  *
  36  * Tx queues allocation and mapping
  37  *
  38  * One Tx queue with enabled checksum offload is allocated per Rx channel
  39  * (event queue).  Also 2 Tx queues (one without checksum offload and one
  40  * with IP checksum offload only) are allocated and bound to event queue 0.
  41  * sfxge_txq_type is used as Tx queue label.
  42  *
  43  * So, event queue plus label mapping to Tx queue index is:
  44  *      if event queue index is 0, TxQ-index = TxQ-label * [0..SFXGE_TXQ_NTYPES)
  45  *      else TxQ-index = SFXGE_TXQ_NTYPES + EvQ-index - 1
  46  * See sfxge_get_txq_by_label() sfxge_ev.c
  47  */
  48
  49 #include <sys/cdefs.h>
  50 __FBSDID("$FreeBSD$");
  51
  52 #include <sys/types.h>
  53 #include <sys/mbuf.h>
  54 #include <sys/smp.h>
  55 #include <sys/socket.h>
  56 #include <sys/sysctl.h>
  57 #include <sys/syslog.h>
  58
  59 #include <net/bpf.h>
  60 #include <net/ethernet.h>
  61 #include <net/if.h>
  62 #include <net/if_vlan_var.h>
  63
  64 #include <netinet/in.h>
  65 #include <netinet/ip.h>
  66 #include <netinet/ip6.h>
  67 #include <netinet/tcp.h>
  68
  69 #include "common/efx.h"
  70
  71 #include "sfxge.h"
  72 #include "sfxge_tx.h"
  73
  74
  75 #define SFXGE_PARAM_TX_DPL_GET_MAX      SFXGE_PARAM(tx_dpl_get_max)
  76 static int sfxge_tx_dpl_get_max = SFXGE_TX_DPL_GET_PKT_LIMIT_DEFAULT;
  77 TUNABLE_INT(SFXGE_PARAM_TX_DPL_GET_MAX, &sfxge_tx_dpl_get_max);
  78 SYSCTL_INT(_hw_sfxge, OID_AUTO, tx_dpl_get_max, CTLFLAG_RDTUN,
  79            &sfxge_tx_dpl_get_max, 0,
  80            "Maximum number of any packets in deferred packet get-list");
  81
  82 #define SFXGE_PARAM_TX_DPL_GET_NON_TCP_MAX \
  83         SFXGE_PARAM(tx_dpl_get_non_tcp_max)
  84 static int sfxge_tx_dpl_get_non_tcp_max =
  85         SFXGE_TX_DPL_GET_NON_TCP_PKT_LIMIT_DEFAULT;
  86 TUNABLE_INT(SFXGE_PARAM_TX_DPL_GET_NON_TCP_MAX, &sfxge_tx_dpl_get_non_tcp_max);
  87 SYSCTL_INT(_hw_sfxge, OID_AUTO, tx_dpl_get_non_tcp_max, CTLFLAG_RDTUN,
  88            &sfxge_tx_dpl_get_non_tcp_max, 0,
  89            "Maximum number of non-TCP packets in deferred packet get-list");
  90
  91 #define SFXGE_PARAM_TX_DPL_PUT_MAX      SFXGE_PARAM(tx_dpl_put_max)
  92 static int sfxge_tx_dpl_put_max = SFXGE_TX_DPL_PUT_PKT_LIMIT_DEFAULT;
  93 TUNABLE_INT(SFXGE_PARAM_TX_DPL_PUT_MAX, &sfxge_tx_dpl_put_max);
  94 SYSCTL_INT(_hw_sfxge, OID_AUTO, tx_dpl_put_max, CTLFLAG_RDTUN,
  95            &sfxge_tx_dpl_put_max, 0,
  96            "Maximum number of any packets in deferred packet put-list");
  97
  98 #define SFXGE_PARAM_TSO_FW_ASSISTED     SFXGE_PARAM(tso_fw_assisted)
  99 static int sfxge_tso_fw_assisted = 1;
 100 TUNABLE_INT(SFXGE_PARAM_TSO_FW_ASSISTED, &sfxge_tso_fw_assisted);
 101 SYSCTL_INT(_hw_sfxge, OID_AUTO, tso_fw_assisted, CTLFLAG_RDTUN,
 102            &sfxge_tso_fw_assisted, 0,
 103            "Use FW-assisted TSO if supported by NIC firmware");
 104
 105
 106 static const struct {
 107         const char *name;
 108         size_t offset;
 109 } sfxge_tx_stats[] = {
 110 #define SFXGE_TX_STAT(name, member) \
 111         { #name, offsetof(struct sfxge_txq, member) }
 112         SFXGE_TX_STAT(tso_bursts, tso_bursts),
 113         SFXGE_TX_STAT(tso_packets, tso_packets),
 114         SFXGE_TX_STAT(tso_long_headers, tso_long_headers),
 115         SFXGE_TX_STAT(tso_pdrop_too_many, tso_pdrop_too_many),
 116         SFXGE_TX_STAT(tso_pdrop_no_rsrc, tso_pdrop_no_rsrc),
 117         SFXGE_TX_STAT(tx_collapses, collapses),
 118         SFXGE_TX_STAT(tx_drops, drops),
 119         SFXGE_TX_STAT(tx_get_overflow, get_overflow),
 120         SFXGE_TX_STAT(tx_get_non_tcp_overflow, get_non_tcp_overflow),
 121         SFXGE_TX_STAT(tx_put_overflow, put_overflow),
 122         SFXGE_TX_STAT(tx_netdown_drops, netdown_drops),
 123 };
 124
 125
 126 /* Forward declarations. */
 127 static void sfxge_tx_qdpl_service(struct sfxge_txq *txq);
 128 static void sfxge_tx_qlist_post(struct sfxge_txq *txq);
 129 static void sfxge_tx_qunblock(struct sfxge_txq *txq);
 130 static int sfxge_tx_queue_tso(struct sfxge_txq *txq, struct mbuf *mbuf,
 131                               const bus_dma_segment_t *dma_seg, int n_dma_seg,
 132                               int vlan_tagged);
 133
 134 static int
 135 sfxge_tx_maybe_insert_tag(struct sfxge_txq *txq, struct mbuf *mbuf)
 136 {
 137         uint16_t this_tag = ((mbuf->m_flags & M_VLANTAG) ?
 138                              mbuf->m_pkthdr.ether_vtag :
 139                              0);
 140
 141         if (this_tag == txq->hw_vlan_tci)
 142                 return (0);
 143
 144         efx_tx_qdesc_vlantci_create(txq->common,
 145                                     bswap16(this_tag),
 146                                     &txq->pend_desc[0]);
 147         txq->n_pend_desc = 1;
 148         txq->hw_vlan_tci = this_tag;
 149         return (1);
 150 }
 151
 152 static inline void
 153 sfxge_next_stmp(struct sfxge_txq *txq, struct sfxge_tx_mapping **pstmp)
 154 {
 155         KASSERT((*pstmp)->flags == 0, ("stmp flags are not 0"));
 156         if (__predict_false(*pstmp ==
 157                             &txq->stmp[txq->ptr_mask]))
 158                 *pstmp = &txq->stmp[0];
 159         else
 160                 (*pstmp)++;
 161 }
 162
 163
 164 void
 165 sfxge_tx_qcomplete(struct sfxge_txq *txq, struct sfxge_evq *evq)
 166 {
 167         unsigned int completed;
 168
 169         SFXGE_EVQ_LOCK_ASSERT_OWNED(evq);
 170
 171         completed = txq->completed;
 172         while (completed != txq->pending) {
 173                 struct sfxge_tx_mapping *stmp;
 174                 unsigned int id;
 175
 176                 id = completed++ & txq->ptr_mask;
 177
 178                 stmp = &txq->stmp[id];
 179                 if (stmp->flags & TX_BUF_UNMAP) {
 180                         bus_dmamap_unload(txq->packet_dma_tag, stmp->map);
 181                         if (stmp->flags & TX_BUF_MBUF) {
 182                                 struct mbuf *m = stmp->u.mbuf;
 183                                 do
 184                                         m = m_free(m);
 185                                 while (m != NULL);
 186                         } else {
 187                                 free(stmp->u.heap_buf, M_SFXGE);
 188                         }
 189                         stmp->flags = 0;
 190                 }
 191         }
 192         txq->completed = completed;
 193
 194         /* Check whether we need to unblock the queue. */
 195         mb();
 196         if (txq->blocked) {
 197                 unsigned int level;
 198
 199                 level = txq->added - txq->completed;
 200                 if (level <= SFXGE_TXQ_UNBLOCK_LEVEL(txq->entries))
 201                         sfxge_tx_qunblock(txq);
 202         }
 203 }
 204
 205 static unsigned int
 206 sfxge_is_mbuf_non_tcp(struct mbuf *mbuf)
 207 {
 208         /* Absense of TCP checksum flags does not mean that it is non-TCP
 209          * but it should be true if user wants to achieve high throughput.
 210          */
 211         return (!(mbuf->m_pkthdr.csum_flags & (CSUM_IP_TCP | CSUM_IP6_TCP)));
 212 }
 213
 214 /*
 215  * Reorder the put list and append it to the get list.
 216  */
 217 static void
 218 sfxge_tx_qdpl_swizzle(struct sfxge_txq *txq)
 219 {
 220         struct sfxge_tx_dpl *stdp;
 221         struct mbuf *mbuf, *get_next, **get_tailp;
 222         volatile uintptr_t *putp;
 223         uintptr_t put;
 224         unsigned int count;
 225         unsigned int non_tcp_count;
 226
 227         SFXGE_TXQ_LOCK_ASSERT_OWNED(txq);
 228
 229         stdp = &txq->dpl;
 230
 231         /* Acquire the put list. */
 232         putp = &stdp->std_put;
 233         put = atomic_readandclear_ptr(putp);
 234         mbuf = (void *)put;
 235
 236         if (mbuf == NULL)
 237                 return;
 238
 239         /* Reverse the put list. */
 240         get_tailp = &mbuf->m_nextpkt;
 241         get_next = NULL;
 242
 243         count = 0;
 244         non_tcp_count = 0;
 245         do {
 246                 struct mbuf *put_next;
 247
 248                 non_tcp_count += sfxge_is_mbuf_non_tcp(mbuf);
 249                 put_next = mbuf->m_nextpkt;
 250                 mbuf->m_nextpkt = get_next;
 251                 get_next = mbuf;
 252                 mbuf = put_next;
 253
 254                 count++;
 255         } while (mbuf != NULL);
 256
 257         if (count > stdp->std_put_hiwat)
 258                 stdp->std_put_hiwat = count;
 259
 260         /* Append the reversed put list to the get list. */
 261         KASSERT(*get_tailp == NULL, ("*get_tailp != NULL"));
 262         *stdp->std_getp = get_next;
 263         stdp->std_getp = get_tailp;
 264         stdp->std_get_count += count;
 265         stdp->std_get_non_tcp_count += non_tcp_count;
 266 }
 267
 268 static void
 269 sfxge_tx_qreap(struct sfxge_txq *txq)
 270 {
 271         SFXGE_TXQ_LOCK_ASSERT_OWNED(txq);
 272
 273         txq->reaped = txq->completed;
 274 }
 275
 276 static void
 277 sfxge_tx_qlist_post(struct sfxge_txq *txq)
 278 {
 279         unsigned int old_added;
 280         unsigned int block_level;
 281         unsigned int level;
 282         int rc;
 283
 284         SFXGE_TXQ_LOCK_ASSERT_OWNED(txq);
 285
 286         KASSERT(txq->n_pend_desc != 0, ("txq->n_pend_desc == 0"));
 287         KASSERT(txq->n_pend_desc <= txq->max_pkt_desc,
 288                 ("txq->n_pend_desc too large"));
 289         KASSERT(!txq->blocked, ("txq->blocked"));
 290
 291         old_added = txq->added;
 292
 293         /* Post the fragment list. */
 294         rc = efx_tx_qdesc_post(txq->common, txq->pend_desc, txq->n_pend_desc,
 295                           txq->reaped, &txq->added);
 296         KASSERT(rc == 0, ("efx_tx_qdesc_post() failed"));
 297
 298         /* If efx_tx_qdesc_post() had to refragment, our information about
 299          * buffers to free may be associated with the wrong
 300          * descriptors.
 301          */
 302         KASSERT(txq->added - old_added == txq->n_pend_desc,
 303                 ("efx_tx_qdesc_post() refragmented descriptors"));
 304
 305         level = txq->added - txq->reaped;
 306         KASSERT(level <= txq->entries, ("overfilled TX queue"));
 307
 308         /* Clear the fragment list. */
 309         txq->n_pend_desc = 0;
 310
 311         /*
 312          * Set the block level to ensure there is space to generate a
 313          * large number of descriptors for TSO.
 314          */
 315         block_level = EFX_TXQ_LIMIT(txq->entries) - txq->max_pkt_desc;
 316
 317         /* Have we reached the block level? */
 318         if (level < block_level)
 319                 return;
 320
 321         /* Reap, and check again */
 322         sfxge_tx_qreap(txq);
 323         level = txq->added - txq->reaped;
 324         if (level < block_level)
 325                 return;
 326
 327         txq->blocked = 1;
 328
 329         /*
 330          * Avoid a race with completion interrupt handling that could leave
 331          * the queue blocked.
 332          */
 333         mb();
 334         sfxge_tx_qreap(txq);
 335         level = txq->added - txq->reaped;
 336         if (level < block_level) {
 337                 mb();
 338                 txq->blocked = 0;
 339         }
 340 }
 341
 342 static int sfxge_tx_queue_mbuf(struct sfxge_txq *txq, struct mbuf *mbuf)
 343 {
 344         bus_dmamap_t *used_map;
 345         bus_dmamap_t map;
 346         bus_dma_segment_t dma_seg[SFXGE_TX_MAPPING_MAX_SEG];
 347         unsigned int id;
 348         struct sfxge_tx_mapping *stmp;
 349         efx_desc_t *desc;
 350         int n_dma_seg;
 351         int rc;
 352         int i;
 353         int eop;
 354         int vlan_tagged;
 355
 356         KASSERT(!txq->blocked, ("txq->blocked"));
 357
 358         if (mbuf->m_pkthdr.csum_flags & CSUM_TSO)
 359                 prefetch_read_many(mbuf->m_data);
 360
 361         if (__predict_false(txq->init_state != SFXGE_TXQ_STARTED)) {
 362                 rc = EINTR;
 363                 goto reject;
 364         }
 365
 366         /* Load the packet for DMA. */
 367         id = txq->added & txq->ptr_mask;
 368         stmp = &txq->stmp[id];
 369         rc = bus_dmamap_load_mbuf_sg(txq->packet_dma_tag, stmp->map,
 370                                      mbuf, dma_seg, &n_dma_seg, 0);
 371         if (rc == EFBIG) {
 372                 /* Try again. */
 373                 struct mbuf *new_mbuf = m_collapse(mbuf, M_NOWAIT,
 374                                                    SFXGE_TX_MAPPING_MAX_SEG);
 375                 if (new_mbuf == NULL)
 376                         goto reject;
 377                 ++txq->collapses;
 378                 mbuf = new_mbuf;
 379                 rc = bus_dmamap_load_mbuf_sg(txq->packet_dma_tag,
 380                                              stmp->map, mbuf,
 381                                              dma_seg, &n_dma_seg, 0);
 382         }
 383         if (rc != 0)
 384                 goto reject;
 385
 386         /* Make the packet visible to the hardware. */
 387         bus_dmamap_sync(txq->packet_dma_tag, stmp->map, BUS_DMASYNC_PREWRITE);
 388
 389         used_map = &stmp->map;
 390
 391         vlan_tagged = sfxge_tx_maybe_insert_tag(txq, mbuf);
 392         if (vlan_tagged) {
 393                 sfxge_next_stmp(txq, &stmp);
 394         }
 395         if (mbuf->m_pkthdr.csum_flags & CSUM_TSO) {
 396                 rc = sfxge_tx_queue_tso(txq, mbuf, dma_seg, n_dma_seg, vlan_tagged);
 397                 if (rc < 0)
 398                         goto reject_mapped;
 399                 stmp = &txq->stmp[(rc - 1) & txq->ptr_mask];
 400         } else {
 401                 /* Add the mapping to the fragment list, and set flags
 402                  * for the buffer.
 403                  */
 404
 405                 i = 0;
 406                 for (;;) {
 407                         desc = &txq->pend_desc[i + vlan_tagged];
 408                         eop = (i == n_dma_seg - 1);
 409                         efx_tx_qdesc_dma_create(txq->common,
 410                                                 dma_seg[i].ds_addr,
 411                                                 dma_seg[i].ds_len,
 412                                                 eop,
 413                                                 desc);
 414                         if (eop)
 415                                 break;
 416                         i++;
 417                         sfxge_next_stmp(txq, &stmp);
 418                 }
 419                 txq->n_pend_desc = n_dma_seg + vlan_tagged;
 420         }
 421
 422         /*
 423          * If the mapping required more than one descriptor
 424          * then we need to associate the DMA map with the last
 425          * descriptor, not the first.
 426          */
 427         if (used_map != &stmp->map) {
 428                 map = stmp->map;
 429                 stmp->map = *used_map;
 430                 *used_map = map;
 431         }
 432
 433         stmp->u.mbuf = mbuf;
 434         stmp->flags = TX_BUF_UNMAP | TX_BUF_MBUF;
 435
 436         /* Post the fragment list. */
 437         sfxge_tx_qlist_post(txq);
 438
 439         return (0);
 440
 441 reject_mapped:
 442         bus_dmamap_unload(txq->packet_dma_tag, *used_map);
 443 reject:
 444         /* Drop the packet on the floor. */
 445         m_freem(mbuf);
 446         ++txq->drops;
 447
 448         return (rc);
 449 }
 450
 451 /*
 452  * Drain the deferred packet list into the transmit queue.
 453  */
 454 static void
 455 sfxge_tx_qdpl_drain(struct sfxge_txq *txq)
 456 {
 457         struct sfxge_softc *sc;
 458         struct sfxge_tx_dpl *stdp;
 459         struct mbuf *mbuf, *next;
 460         unsigned int count;
 461         unsigned int non_tcp_count;
 462         unsigned int pushed;
 463         int rc;
 464
 465         SFXGE_TXQ_LOCK_ASSERT_OWNED(txq);
 466
 467         sc = txq->sc;
 468         stdp = &txq->dpl;
 469         pushed = txq->added;
 470
 471         if (__predict_true(txq->init_state == SFXGE_TXQ_STARTED)) {
 472                 prefetch_read_many(sc->enp);
 473                 prefetch_read_many(txq->common);
 474         }
 475
 476         mbuf = stdp->std_get;
 477         count = stdp->std_get_count;
 478         non_tcp_count = stdp->std_get_non_tcp_count;
 479
 480         if (count > stdp->std_get_hiwat)
 481                 stdp->std_get_hiwat = count;
 482
 483         while (count != 0) {
 484                 KASSERT(mbuf != NULL, ("mbuf == NULL"));
 485
 486                 next = mbuf->m_nextpkt;
 487                 mbuf->m_nextpkt = NULL;
 488
 489                 ETHER_BPF_MTAP(sc->ifnet, mbuf); /* packet capture */
 490
 491                 if (next != NULL)
 492                         prefetch_read_many(next);
 493
 494                 rc = sfxge_tx_queue_mbuf(txq, mbuf);
 495                 --count;
 496                 non_tcp_count -= sfxge_is_mbuf_non_tcp(mbuf);
 497                 mbuf = next;
 498                 if (rc != 0)
 499                         continue;
 500
 501                 if (txq->blocked)
 502                         break;
 503
 504                 /* Push the fragments to the hardware in batches. */
 505                 if (txq->added - pushed >= SFXGE_TX_BATCH) {
 506                         efx_tx_qpush(txq->common, txq->added, pushed);
 507                         pushed = txq->added;
 508                 }
 509         }
 510
 511         if (count == 0) {
 512                 KASSERT(mbuf == NULL, ("mbuf != NULL"));
 513                 KASSERT(non_tcp_count == 0,
 514                         ("inconsistent TCP/non-TCP detection"));
 515                 stdp->std_get = NULL;
 516                 stdp->std_get_count = 0;
 517                 stdp->std_get_non_tcp_count = 0;
 518                 stdp->std_getp = &stdp->std_get;
 519         } else {
 520                 stdp->std_get = mbuf;
 521                 stdp->std_get_count = count;
 522                 stdp->std_get_non_tcp_count = non_tcp_count;
 523         }
 524
 525         if (txq->added != pushed)
 526                 efx_tx_qpush(txq->common, txq->added, pushed);
 527
 528         KASSERT(txq->blocked || stdp->std_get_count == 0,
 529                 ("queue unblocked but count is non-zero"));
 530 }
 531
 532 #define SFXGE_TX_QDPL_PENDING(_txq)     ((_txq)->dpl.std_put != 0)
 533
 534 /*
 535  * Service the deferred packet list.
 536  *
 537  * NOTE: drops the txq mutex!
 538  */
 539 static void
 540 sfxge_tx_qdpl_service(struct sfxge_txq *txq)
 541 {
 542         SFXGE_TXQ_LOCK_ASSERT_OWNED(txq);
 543
 544         do {
 545                 if (SFXGE_TX_QDPL_PENDING(txq))
 546                         sfxge_tx_qdpl_swizzle(txq);
 547
 548                 if (!txq->blocked)
 549                         sfxge_tx_qdpl_drain(txq);
 550
 551                 SFXGE_TXQ_UNLOCK(txq);
 552         } while (SFXGE_TX_QDPL_PENDING(txq) &&
 553                  SFXGE_TXQ_TRYLOCK(txq));
 554 }
 555
 556 /*
 557  * Put a packet on the deferred packet get-list.
 558  */
 559 static int
 560 sfxge_tx_qdpl_put_locked(struct sfxge_txq *txq, struct mbuf *mbuf)
 561 {
 562         struct sfxge_tx_dpl *stdp;
 563
 564         stdp = &txq->dpl;
 565
 566         KASSERT(mbuf->m_nextpkt == NULL, ("mbuf->m_nextpkt != NULL"));
 567
 568         SFXGE_TXQ_LOCK_ASSERT_OWNED(txq);
 569
 570         if (stdp->std_get_count >= stdp->std_get_max) {
 571                 txq->get_overflow++;
 572                 return (ENOBUFS);
 573         }
 574         if (sfxge_is_mbuf_non_tcp(mbuf)) {
 575                 if (stdp->std_get_non_tcp_count >=
 576                     stdp->std_get_non_tcp_max) {
 577                         txq->get_non_tcp_overflow++;
 578                         return (ENOBUFS);
 579                 }
 580                 stdp->std_get_non_tcp_count++;
 581         }
 582
 583         *(stdp->std_getp) = mbuf;
 584         stdp->std_getp = &mbuf->m_nextpkt;
 585         stdp->std_get_count++;
 586
 587         return (0);
 588 }
 589
 590 /*
 591  * Put a packet on the deferred packet put-list.
 592  *
 593  * We overload the csum_data field in the mbuf to keep track of this length
 594  * because there is no cheap alternative to avoid races.
 595  */
 596 static int
 597 sfxge_tx_qdpl_put_unlocked(struct sfxge_txq *txq, struct mbuf *mbuf)
 598 {
 599         struct sfxge_tx_dpl *stdp;
 600         volatile uintptr_t *putp;
 601         uintptr_t old;
 602         uintptr_t new;
 603         unsigned old_len;
 604
 605         KASSERT(mbuf->m_nextpkt == NULL, ("mbuf->m_nextpkt != NULL"));
 606
 607         SFXGE_TXQ_LOCK_ASSERT_NOTOWNED(txq);
 608
 609         stdp = &txq->dpl;
 610         putp = &stdp->std_put;
 611         new = (uintptr_t)mbuf;
 612
 613         do {
 614                 old = *putp;
 615                 if (old != 0) {
 616                         struct mbuf *mp = (struct mbuf *)old;
 617                         old_len = mp->m_pkthdr.csum_data;
 618                 } else
 619                         old_len = 0;
 620                 if (old_len >= stdp->std_put_max) {
 621                         atomic_add_long(&txq->put_overflow, 1);
 622                         return (ENOBUFS);
 623                 }
 624                 mbuf->m_pkthdr.csum_data = old_len + 1;
 625                 mbuf->m_nextpkt = (void *)old;
 626         } while (atomic_cmpset_ptr(putp, old, new) == 0);
 627
 628         return (0);
 629 }
 630
 631 /*
 632  * Called from if_transmit - will try to grab the txq lock and enqueue to the
 633  * put list if it succeeds, otherwise try to push onto the defer list if space.
 634  */
 635 static int
 636 sfxge_tx_packet_add(struct sfxge_txq *txq, struct mbuf *m)
 637 {
 638         int rc;
 639
 640         if (!SFXGE_LINK_UP(txq->sc)) {
 641                 atomic_add_long(&txq->netdown_drops, 1);
 642                 return (ENETDOWN);
 643         }
 644
 645         /*
 646          * Try to grab the txq lock.  If we are able to get the lock,
 647          * the packet will be appended to the "get list" of the deferred
 648          * packet list.  Otherwise, it will be pushed on the "put list".
 649          */
 650         if (SFXGE_TXQ_TRYLOCK(txq)) {
 651                 /* First swizzle put-list to get-list to keep order */
 652                 sfxge_tx_qdpl_swizzle(txq);
 653
 654                 rc = sfxge_tx_qdpl_put_locked(txq, m);
 655
 656                 /* Try to service the list. */
 657                 sfxge_tx_qdpl_service(txq);
 658                 /* Lock has been dropped. */
 659         } else {
 660                 rc = sfxge_tx_qdpl_put_unlocked(txq, m);
 661
 662                 /*
 663                  * Try to grab the lock again.
 664                  *
 665                  * If we are able to get the lock, we need to process
 666                  * the deferred packet list.  If we are not able to get
 667                  * the lock, another thread is processing the list.
 668                  */
 669                 if ((rc == 0) && SFXGE_TXQ_TRYLOCK(txq)) {
 670                         sfxge_tx_qdpl_service(txq);
 671                         /* Lock has been dropped. */
 672                 }
 673         }
 674
 675         SFXGE_TXQ_LOCK_ASSERT_NOTOWNED(txq);
 676
 677         return (rc);
 678 }
 679
 680 static void
 681 sfxge_tx_qdpl_flush(struct sfxge_txq *txq)
 682 {
 683         struct sfxge_tx_dpl *stdp = &txq->dpl;
 684         struct mbuf *mbuf, *next;
 685
 686         SFXGE_TXQ_LOCK(txq);
 687
 688         sfxge_tx_qdpl_swizzle(txq);
 689         for (mbuf = stdp->std_get; mbuf != NULL; mbuf = next) {
 690                 next = mbuf->m_nextpkt;
 691                 m_freem(mbuf);
 692         }
 693         stdp->std_get = NULL;
 694         stdp->std_get_count = 0;
 695         stdp->std_get_non_tcp_count = 0;
 696         stdp->std_getp = &stdp->std_get;
 697
 698         SFXGE_TXQ_UNLOCK(txq);
 699 }
 700
 701 void
 702 sfxge_if_qflush(struct ifnet *ifp)
 703 {
 704         struct sfxge_softc *sc;
 705         unsigned int i;
 706
 707         sc = ifp->if_softc;
 708
 709         for (i = 0; i < sc->txq_count; i++)
 710                 sfxge_tx_qdpl_flush(sc->txq[i]);
 711 }
 712
 713 /*
 714  * TX start -- called by the stack.
 715  */
 716 int
 717 sfxge_if_transmit(struct ifnet *ifp, struct mbuf *m)
 718 {
 719         struct sfxge_softc *sc;
 720         struct sfxge_txq *txq;
 721         int rc;
 722
 723         sc = (struct sfxge_softc *)ifp->if_softc;
 724
 725         /*
 726          * Transmit may be called when interface is up from the kernel
 727          * point of view, but not yet up (in progress) from the driver
 728          * point of view. I.e. link aggregation bring up.
 729          * Transmit may be called when interface is up from the driver
 730          * point of view, but already down from the kernel point of
 731          * view. I.e. Rx when interface shutdown is in progress.
 732          */
 733         KASSERT((ifp->if_flags & IFF_UP) || (sc->if_flags & IFF_UP),
 734                 ("interface not up"));
 735
 736         /* Pick the desired transmit queue. */
 737         if (m->m_pkthdr.csum_flags &
 738             (CSUM_DELAY_DATA | CSUM_TCP_IPV6 | CSUM_UDP_IPV6 | CSUM_TSO)) {
 739                 int index = 0;
 740
 741                 /* check if flowid is set */
 742                 if (M_HASHTYPE_GET(m) != M_HASHTYPE_NONE) {
 743                         uint32_t hash = m->m_pkthdr.flowid;
 744
 745                         index = sc->rx_indir_table[hash % SFXGE_RX_SCALE_MAX];
 746                 }
 747                 txq = sc->txq[SFXGE_TXQ_IP_TCP_UDP_CKSUM + index];
 748         } else if (m->m_pkthdr.csum_flags & CSUM_DELAY_IP) {
 749                 txq = sc->txq[SFXGE_TXQ_IP_CKSUM];
 750         } else {
 751                 txq = sc->txq[SFXGE_TXQ_NON_CKSUM];
 752         }
 753
 754         rc = sfxge_tx_packet_add(txq, m);
 755         if (rc != 0)
 756                 m_freem(m);
 757
 758         return (rc);
 759 }
 760
 761 /*
 762  * Software "TSO".  Not quite as good as doing it in hardware, but
 763  * still faster than segmenting in the stack.
 764  */
 765
 766 struct sfxge_tso_state {
 767         /* Output position */
 768         unsigned out_len;       /* Remaining length in current segment */
 769         unsigned seqnum;        /* Current sequence number */
 770         unsigned packet_space;  /* Remaining space in current packet */
 771
 772         /* Input position */
 773         uint64_t dma_addr;      /* DMA address of current position */
 774         unsigned in_len;        /* Remaining length in current mbuf */
 775
 776         const struct mbuf *mbuf; /* Input mbuf (head of chain) */
 777         u_short protocol;       /* Network protocol (after VLAN decap) */
 778         ssize_t nh_off;         /* Offset of network header */
 779         ssize_t tcph_off;       /* Offset of TCP header */
 780         unsigned header_len;    /* Number of bytes of header */
 781         unsigned seg_size;      /* TCP segment size */
 782         int fw_assisted;        /* Use FW-assisted TSO */
 783         u_short packet_id;      /* IPv4 packet ID from the original packet */
 784         efx_desc_t header_desc; /* Precomputed header descriptor for
 785                                  * FW-assisted TSO */
 786 };
 787
 788 static const struct ip *tso_iph(const struct sfxge_tso_state *tso)
 789 {
 790         KASSERT(tso->protocol == htons(ETHERTYPE_IP),
 791                 ("tso_iph() in non-IPv4 state"));
 792         return (const struct ip *)(tso->mbuf->m_data + tso->nh_off);
 793 }
 794 static __unused const struct ip6_hdr *tso_ip6h(const struct sfxge_tso_state *tso)
 795 {
 796         KASSERT(tso->protocol == htons(ETHERTYPE_IPV6),
 797                 ("tso_ip6h() in non-IPv6 state"));
 798         return (const struct ip6_hdr *)(tso->mbuf->m_data + tso->nh_off);
 799 }
 800 static const struct tcphdr *tso_tcph(const struct sfxge_tso_state *tso)
 801 {
 802         return (const struct tcphdr *)(tso->mbuf->m_data + tso->tcph_off);
 803 }
 804
 805 /* Size of preallocated TSO header buffers.  Larger blocks must be
 806  * allocated from the heap.
 807  */
 808 #define TSOH_STD_SIZE   128
 809
 810 /* At most half the descriptors in the queue at any time will refer to
 811  * a TSO header buffer, since they must always be followed by a
 812  * payload descriptor referring to an mbuf.
 813  */
 814 #define TSOH_COUNT(_txq_entries)        ((_txq_entries) / 2u)
 815 #define TSOH_PER_PAGE   (PAGE_SIZE / TSOH_STD_SIZE)
 816 #define TSOH_PAGE_COUNT(_txq_entries)   \
 817         ((TSOH_COUNT(_txq_entries) + TSOH_PER_PAGE - 1) / TSOH_PER_PAGE)
 818
 819 static int tso_init(struct sfxge_txq *txq)
 820 {
 821         struct sfxge_softc *sc = txq->sc;
 822         unsigned int tsoh_page_count = TSOH_PAGE_COUNT(sc->txq_entries);
 823         int i, rc;
 824
 825         /* Allocate TSO header buffers */
 826         txq->tsoh_buffer = malloc(tsoh_page_count * sizeof(txq->tsoh_buffer[0]),
 827                                   M_SFXGE, M_WAITOK);
 828
 829         for (i = 0; i < tsoh_page_count; i++) {
 830                 rc = sfxge_dma_alloc(sc, PAGE_SIZE, &txq->tsoh_buffer[i]);
 831                 if (rc != 0)
 832                         goto fail;
 833         }
 834
 835         return (0);
 836
 837 fail:
 838         while (i-- > 0)
 839                 sfxge_dma_free(&txq->tsoh_buffer[i]);
 840         free(txq->tsoh_buffer, M_SFXGE);
 841         txq->tsoh_buffer = NULL;
 842         return (rc);
 843 }
 844
 845 static void tso_fini(struct sfxge_txq *txq)
 846 {
 847         int i;
 848
 849         if (txq->tsoh_buffer != NULL) {
 850                 for (i = 0; i < TSOH_PAGE_COUNT(txq->sc->txq_entries); i++)
 851                         sfxge_dma_free(&txq->tsoh_buffer[i]);
 852                 free(txq->tsoh_buffer, M_SFXGE);
 853         }
 854 }
 855
 856 static void tso_start(struct sfxge_txq *txq, struct sfxge_tso_state *tso,
 857                       const bus_dma_segment_t *hdr_dma_seg,
 858                       struct mbuf *mbuf)
 859 {
 860         struct ether_header *eh = mtod(mbuf, struct ether_header *);
 861         const efx_nic_cfg_t *encp = efx_nic_cfg_get(txq->sc->enp);
 862         const struct tcphdr *th;
 863         struct tcphdr th_copy;
 864
 865         tso->fw_assisted = txq->sc->tso_fw_assisted;
 866         tso->mbuf = mbuf;
 867
 868         /* Find network protocol and header */
 869         tso->protocol = eh->ether_type;
 870         if (tso->protocol == htons(ETHERTYPE_VLAN)) {
 871                 struct ether_vlan_header *veh =
 872                         mtod(mbuf, struct ether_vlan_header *);
 873                 tso->protocol = veh->evl_proto;
 874                 tso->nh_off = sizeof(*veh);
 875         } else {
 876                 tso->nh_off = sizeof(*eh);
 877         }
 878
 879         /* Find TCP header */
 880         if (tso->protocol == htons(ETHERTYPE_IP)) {
 881                 KASSERT(tso_iph(tso)->ip_p == IPPROTO_TCP,
 882                         ("TSO required on non-TCP packet"));
 883                 tso->tcph_off = tso->nh_off + 4 * tso_iph(tso)->ip_hl;
 884                 tso->packet_id = tso_iph(tso)->ip_id;
 885         } else {
 886                 KASSERT(tso->protocol == htons(ETHERTYPE_IPV6),
 887                         ("TSO required on non-IP packet"));
 888                 KASSERT(tso_ip6h(tso)->ip6_nxt == IPPROTO_TCP,
 889                         ("TSO required on non-TCP packet"));
 890                 tso->tcph_off = tso->nh_off + sizeof(struct ip6_hdr);
 891                 tso->packet_id = 0;
 892         }
 893         if (tso->fw_assisted &&
 894             __predict_false(tso->tcph_off >
 895                             encp->enc_tx_tso_tcp_header_offset_limit)) {
 896                 tso->fw_assisted = 0;
 897         }
 898
 899         KASSERT(mbuf->m_len >= tso->tcph_off,
 900                 ("network header is fragmented in mbuf"));
 901         /* We need TCP header including flags (window is the next) */
 902         if (mbuf->m_len < tso->tcph_off + offsetof(struct tcphdr, th_win)) {
 903                 m_copydata(tso->mbuf, tso->tcph_off, sizeof(th_copy),
 904                            (caddr_t)&th_copy);
 905                 th = &th_copy;
 906         } else {
 907                 th = tso_tcph(tso);
 908         }
 909
 910         tso->header_len = tso->tcph_off + 4 * th->th_off;
 911         tso->seg_size = mbuf->m_pkthdr.tso_segsz;
 912
 913         tso->seqnum = ntohl(th->th_seq);
 914
 915         /* These flags must not be duplicated */
 916         /*
 917          * RST should not be duplicated as well, but FreeBSD kernel
 918          * generates TSO packets with RST flag. So, do not assert
 919          * its absence.
 920          */
 921         KASSERT(!(th->th_flags & (TH_URG | TH_SYN)),
 922                 ("incompatible TCP flag 0x%x on TSO packet",
 923                  th->th_flags & (TH_URG | TH_SYN)));
 924
 925         tso->out_len = mbuf->m_pkthdr.len - tso->header_len;
 926
 927         if (tso->fw_assisted) {
 928                 if (hdr_dma_seg->ds_len >= tso->header_len)
 929                         efx_tx_qdesc_dma_create(txq->common,
 930                                                 hdr_dma_seg->ds_addr,
 931                                                 tso->header_len,
 932                                                 B_FALSE,
 933                                                 &tso->header_desc);
 934                 else
 935                         tso->fw_assisted = 0;
 936         }
 937 }
 938
 939 /*
 940  * tso_fill_packet_with_fragment - form descriptors for the current fragment
 941  *
 942  * Form descriptors for the current fragment, until we reach the end
 943  * of fragment or end-of-packet.  Return 0 on success, 1 if not enough
 944  * space.
 945  */
 946 static void tso_fill_packet_with_fragment(struct sfxge_txq *txq,
 947                                           struct sfxge_tso_state *tso)
 948 {
 949         efx_desc_t *desc;
 950         int n;
 951
 952         if (tso->in_len == 0 || tso->packet_space == 0)
 953                 return;
 954
 955         KASSERT(tso->in_len > 0, ("TSO input length went negative"));
 956         KASSERT(tso->packet_space > 0, ("TSO packet space went negative"));
 957
 958         n = min(tso->in_len, tso->packet_space);
 959
 960         tso->packet_space -= n;
 961         tso->out_len -= n;
 962         tso->in_len -= n;
 963
 964         desc = &txq->pend_desc[txq->n_pend_desc++];
 965         efx_tx_qdesc_dma_create(txq->common,
 966                                 tso->dma_addr,
 967                                 n,
 968                                 tso->out_len == 0 || tso->packet_space == 0,
 969                                 desc);
 970
 971         tso->dma_addr += n;
 972 }
 973
 974 /* Callback from bus_dmamap_load() for long TSO headers. */
 975 static void tso_map_long_header(void *dma_addr_ret,
 976                                 bus_dma_segment_t *segs, int nseg,
 977                                 int error)
 978 {
 979         *(uint64_t *)dma_addr_ret = ((__predict_true(error == 0) &&
 980                                       __predict_true(nseg == 1)) ?
 981                                      segs->ds_addr : 0);
 982 }
 983
 984 /*
 985  * tso_start_new_packet - generate a new header and prepare for the new packet
 986  *
 987  * Generate a new header and prepare for the new packet.  Return 0 on
 988  * success, or an error code if failed to alloc header.
 989  */
 990 static int tso_start_new_packet(struct sfxge_txq *txq,
 991                                 struct sfxge_tso_state *tso,
 992                                 unsigned int *idp)
 993 {
 994         unsigned int id = *idp;
 995         struct tcphdr *tsoh_th;
 996         unsigned ip_length;
 997         caddr_t header;
 998         uint64_t dma_addr;
 999         bus_dmamap_t map;
1000         efx_desc_t *desc;
1001         int rc;
1002
1003         if (tso->fw_assisted) {
1004                 uint8_t tcp_flags = tso_tcph(tso)->th_flags;
1005
1006                 if (tso->out_len > tso->seg_size)
1007                         tcp_flags &= ~(TH_FIN | TH_PUSH);
1008
1009                 /* TSO option descriptor */
1010                 desc = &txq->pend_desc[txq->n_pend_desc++];
1011                 efx_tx_qdesc_tso_create(txq->common,
1012                                         tso->packet_id,
1013                                         tso->seqnum,
1014                                         tcp_flags,
1015                                         desc++);
1016                 KASSERT(txq->stmp[id].flags == 0, ("stmp flags are not 0"));
1017                 id = (id + 1) & txq->ptr_mask;
1018
1019                 /* Header DMA descriptor */
1020                 *desc = tso->header_desc;
1021                 txq->n_pend_desc++;
1022                 KASSERT(txq->stmp[id].flags == 0, ("stmp flags are not 0"));
1023                 id = (id + 1) & txq->ptr_mask;
1024
1025                 tso->seqnum += tso->seg_size;
1026         } else {
1027                 /* Allocate a DMA-mapped header buffer. */
1028                 if (__predict_true(tso->header_len <= TSOH_STD_SIZE)) {
1029                         unsigned int page_index = (id / 2) / TSOH_PER_PAGE;
1030                         unsigned int buf_index = (id / 2) % TSOH_PER_PAGE;
1031
1032                         header = (txq->tsoh_buffer[page_index].esm_base +
1033                                   buf_index * TSOH_STD_SIZE);
1034                         dma_addr = (txq->tsoh_buffer[page_index].esm_addr +
1035                                     buf_index * TSOH_STD_SIZE);
1036                         map = txq->tsoh_buffer[page_index].esm_map;
1037
1038                         KASSERT(txq->stmp[id].flags == 0,
1039                                 ("stmp flags are not 0"));
1040                 } else {
1041                         struct sfxge_tx_mapping *stmp = &txq->stmp[id];
1042
1043                         /* We cannot use bus_dmamem_alloc() as that may sleep */
1044                         header = malloc(tso->header_len, M_SFXGE, M_NOWAIT);
1045                         if (__predict_false(!header))
1046                                 return (ENOMEM);
1047                         rc = bus_dmamap_load(txq->packet_dma_tag, stmp->map,
1048                                              header, tso->header_len,
1049                                              tso_map_long_header, &dma_addr,
1050                                              BUS_DMA_NOWAIT);
1051                         if (__predict_false(dma_addr == 0)) {
1052                                 if (rc == 0) {
1053                                         /* Succeeded but got >1 segment */
1054                                         bus_dmamap_unload(txq->packet_dma_tag,
1055                                                           stmp->map);
1056                                         rc = EINVAL;
1057                                 }
1058                                 free(header, M_SFXGE);
1059                                 return (rc);
1060                         }
1061                         map = stmp->map;
1062
1063                         txq->tso_long_headers++;
1064                         stmp->u.heap_buf = header;
1065                         stmp->flags = TX_BUF_UNMAP;
1066                 }
1067
1068                 tsoh_th = (struct tcphdr *)(header + tso->tcph_off);
1069
1070                 /* Copy and update the headers. */
1071                 m_copydata(tso->mbuf, 0, tso->header_len, header);
1072
1073                 tsoh_th->th_seq = htonl(tso->seqnum);
1074                 tso->seqnum += tso->seg_size;
1075                 if (tso->out_len > tso->seg_size) {
1076                         /* This packet will not finish the TSO burst. */
1077                         ip_length = tso->header_len - tso->nh_off + tso->seg_size;
1078                         tsoh_th->th_flags &= ~(TH_FIN | TH_PUSH);
1079                 } else {
1080                         /* This packet will be the last in the TSO burst. */
1081                         ip_length = tso->header_len - tso->nh_off + tso->out_len;
1082                 }
1083
1084                 if (tso->protocol == htons(ETHERTYPE_IP)) {
1085                         struct ip *tsoh_iph = (struct ip *)(header + tso->nh_off);
1086                         tsoh_iph->ip_len = htons(ip_length);
1087                         /* XXX We should increment ip_id, but FreeBSD doesn't
1088                          * currently allocate extra IDs for multiple segments.
1089                          */
1090                 } else {
1091                         struct ip6_hdr *tsoh_iph =
1092                                 (struct ip6_hdr *)(header + tso->nh_off);
1093                         tsoh_iph->ip6_plen = htons(ip_length - sizeof(*tsoh_iph));
1094                 }
1095
1096                 /* Make the header visible to the hardware. */
1097                 bus_dmamap_sync(txq->packet_dma_tag, map, BUS_DMASYNC_PREWRITE);
1098
1099                 /* Form a descriptor for this header. */
1100                 desc = &txq->pend_desc[txq->n_pend_desc++];
1101                 efx_tx_qdesc_dma_create(txq->common,
1102                                         dma_addr,
1103                                         tso->header_len,
1104                                         0,
1105                                         desc);
1106                 id = (id + 1) & txq->ptr_mask;
1107         }
1108         tso->packet_space = tso->seg_size;
1109         txq->tso_packets++;
1110         *idp = id;
1111
1112         return (0);
1113 }
1114
1115 static int
1116 sfxge_tx_queue_tso(struct sfxge_txq *txq, struct mbuf *mbuf,
1117                    const bus_dma_segment_t *dma_seg, int n_dma_seg,
1118                    int vlan_tagged)
1119 {
1120         struct sfxge_tso_state tso;
1121         unsigned int id;
1122         unsigned skipped = 0;
1123
1124         tso_start(txq, &tso, dma_seg, mbuf);
1125
1126         while (dma_seg->ds_len + skipped <= tso.header_len) {
1127                 skipped += dma_seg->ds_len;
1128                 --n_dma_seg;
1129                 KASSERT(n_dma_seg, ("no payload found in TSO packet"));
1130                 ++dma_seg;
1131         }
1132         tso.in_len = dma_seg->ds_len - (tso.header_len - skipped);
1133         tso.dma_addr = dma_seg->ds_addr + (tso.header_len - skipped);
1134
1135         id = (txq->added + vlan_tagged) & txq->ptr_mask;
1136         if (__predict_false(tso_start_new_packet(txq, &tso, &id)))
1137                 return (-1);
1138
1139         while (1) {
1140                 tso_fill_packet_with_fragment(txq, &tso);
1141                 /* Exactly one DMA descriptor is added */
1142                 KASSERT(txq->stmp[id].flags == 0, ("stmp flags are not 0"));
1143                 id = (id + 1) & txq->ptr_mask;
1144
1145                 /* Move onto the next fragment? */
1146                 if (tso.in_len == 0) {
1147                         --n_dma_seg;
1148                         if (n_dma_seg == 0)
1149                                 break;
1150                         ++dma_seg;
1151                         tso.in_len = dma_seg->ds_len;
1152                         tso.dma_addr = dma_seg->ds_addr;
1153                 }
1154
1155                 /* End of packet? */
1156                 if (tso.packet_space == 0) {
1157                         /* If the queue is now full due to tiny MSS,
1158                          * or we can't create another header, discard
1159                          * the remainder of the input mbuf but do not
1160                          * roll back the work we have done.
1161                          */
1162                         if (txq->n_pend_desc + tso.fw_assisted +
1163                             1 /* header */ + n_dma_seg >
1164                             txq->max_pkt_desc) {
1165                                 txq->tso_pdrop_too_many++;
1166                                 break;
1167                         }
1168                         if (__predict_false(tso_start_new_packet(txq, &tso,
1169                                                                  &id))) {
1170                                 txq->tso_pdrop_no_rsrc++;
1171                                 break;
1172                         }
1173                 }
1174         }
1175
1176         txq->tso_bursts++;
1177         return (id);
1178 }
1179
1180 static void
1181 sfxge_tx_qunblock(struct sfxge_txq *txq)
1182 {
1183         struct sfxge_softc *sc;
1184         struct sfxge_evq *evq;
1185
1186         sc = txq->sc;
1187         evq = sc->evq[txq->evq_index];
1188
1189         SFXGE_EVQ_LOCK_ASSERT_OWNED(evq);
1190
1191         if (__predict_false(txq->init_state != SFXGE_TXQ_STARTED))
1192                 return;
1193
1194         SFXGE_TXQ_LOCK(txq);
1195
1196         if (txq->blocked) {
1197                 unsigned int level;
1198
1199                 level = txq->added - txq->completed;
1200                 if (level <= SFXGE_TXQ_UNBLOCK_LEVEL(txq->entries)) {
1201                         /* reaped must be in sync with blocked */
1202                         sfxge_tx_qreap(txq);
1203                         txq->blocked = 0;
1204                 }
1205         }
1206
1207         sfxge_tx_qdpl_service(txq);
1208         /* note: lock has been dropped */
1209 }
1210
1211 void
1212 sfxge_tx_qflush_done(struct sfxge_txq *txq)
1213 {
1214
1215         txq->flush_state = SFXGE_FLUSH_DONE;
1216 }
1217
1218 static void
1219 sfxge_tx_qstop(struct sfxge_softc *sc, unsigned int index)
1220 {
1221         struct sfxge_txq *txq;
1222         struct sfxge_evq *evq;
1223         unsigned int count;
1224
1225         SFXGE_ADAPTER_LOCK_ASSERT_OWNED(sc);
1226
1227         txq = sc->txq[index];
1228         evq = sc->evq[txq->evq_index];
1229
1230         SFXGE_EVQ_LOCK(evq);
1231         SFXGE_TXQ_LOCK(txq);
1232
1233         KASSERT(txq->init_state == SFXGE_TXQ_STARTED,
1234             ("txq->init_state != SFXGE_TXQ_STARTED"));
1235
1236         txq->init_state = SFXGE_TXQ_INITIALIZED;
1237
1238         if (txq->flush_state != SFXGE_FLUSH_DONE) {
1239                 txq->flush_state = SFXGE_FLUSH_PENDING;
1240
1241                 SFXGE_EVQ_UNLOCK(evq);
1242                 SFXGE_TXQ_UNLOCK(txq);
1243
1244                 /* Flush the transmit queue. */
1245                 if (efx_tx_qflush(txq->common) != 0) {
1246                         log(LOG_ERR, "%s: Flushing Tx queue %u failed\n",
1247                             device_get_nameunit(sc->dev), index);
1248                         txq->flush_state = SFXGE_FLUSH_DONE;
1249                 } else {
1250                         count = 0;
1251                         do {
1252                                 /* Spin for 100ms. */
1253                                 DELAY(100000);
1254                                 if (txq->flush_state != SFXGE_FLUSH_PENDING)
1255                                         break;
1256                         } while (++count < 20);
1257                 }
1258                 SFXGE_EVQ_LOCK(evq);
1259                 SFXGE_TXQ_LOCK(txq);
1260
1261                 KASSERT(txq->flush_state != SFXGE_FLUSH_FAILED,
1262                     ("txq->flush_state == SFXGE_FLUSH_FAILED"));
1263
1264                 if (txq->flush_state != SFXGE_FLUSH_DONE) {
1265                         /* Flush timeout */
1266                         log(LOG_ERR, "%s: Cannot flush Tx queue %u\n",
1267                             device_get_nameunit(sc->dev), index);
1268                         txq->flush_state = SFXGE_FLUSH_DONE;
1269                 }
1270         }
1271
1272         txq->blocked = 0;
1273         txq->pending = txq->added;
1274
1275         sfxge_tx_qcomplete(txq, evq);
1276         KASSERT(txq->completed == txq->added,
1277             ("txq->completed != txq->added"));
1278
1279         sfxge_tx_qreap(txq);
1280         KASSERT(txq->reaped == txq->completed,
1281             ("txq->reaped != txq->completed"));
1282
1283         txq->added = 0;
1284         txq->pending = 0;
1285         txq->completed = 0;
1286         txq->reaped = 0;
1287
1288         /* Destroy the common code transmit queue. */
1289         efx_tx_qdestroy(txq->common);
1290         txq->common = NULL;
1291
1292         efx_sram_buf_tbl_clear(sc->enp, txq->buf_base_id,
1293             EFX_TXQ_NBUFS(sc->txq_entries));
1294
1295         SFXGE_EVQ_UNLOCK(evq);
1296         SFXGE_TXQ_UNLOCK(txq);
1297 }
1298
1299 static int
1300 sfxge_tx_qstart(struct sfxge_softc *sc, unsigned int index)
1301 {
1302         struct sfxge_txq *txq;
1303         efsys_mem_t *esmp;
1304         uint16_t flags;
1305         struct sfxge_evq *evq;
1306         unsigned int desc_index;
1307         int rc;
1308
1309         SFXGE_ADAPTER_LOCK_ASSERT_OWNED(sc);
1310
1311         txq = sc->txq[index];
1312         esmp = &txq->mem;
1313         evq = sc->evq[txq->evq_index];
1314
1315         KASSERT(txq->init_state == SFXGE_TXQ_INITIALIZED,
1316             ("txq->init_state != SFXGE_TXQ_INITIALIZED"));
1317         KASSERT(evq->init_state == SFXGE_EVQ_STARTED,
1318             ("evq->init_state != SFXGE_EVQ_STARTED"));
1319
1320         /* Program the buffer table. */
1321         if ((rc = efx_sram_buf_tbl_set(sc->enp, txq->buf_base_id, esmp,
1322             EFX_TXQ_NBUFS(sc->txq_entries))) != 0)
1323                 return (rc);
1324
1325         /* Determine the kind of queue we are creating. */
1326         switch (txq->type) {
1327         case SFXGE_TXQ_NON_CKSUM:
1328                 flags = 0;
1329                 break;
1330         case SFXGE_TXQ_IP_CKSUM:
1331                 flags = EFX_CKSUM_IPV4;
1332                 break;
1333         case SFXGE_TXQ_IP_TCP_UDP_CKSUM:
1334                 flags = EFX_CKSUM_IPV4 | EFX_CKSUM_TCPUDP;
1335                 break;
1336         default:
1337                 KASSERT(0, ("Impossible TX queue"));
1338                 flags = 0;
1339                 break;
1340         }
1341
1342         /* Create the common code transmit queue. */
1343         if ((rc = efx_tx_qcreate(sc->enp, index, txq->type, esmp,
1344             sc->txq_entries, txq->buf_base_id, flags, evq->common,
1345             &txq->common, &desc_index)) != 0)
1346                 goto fail;
1347
1348         /* Initialise queue descriptor indexes */
1349         txq->added = txq->pending = txq->completed = txq->reaped = desc_index;
1350
1351         SFXGE_TXQ_LOCK(txq);
1352
1353         /* Enable the transmit queue. */
1354         efx_tx_qenable(txq->common);
1355
1356         txq->init_state = SFXGE_TXQ_STARTED;
1357         txq->flush_state = SFXGE_FLUSH_REQUIRED;
1358
1359         SFXGE_TXQ_UNLOCK(txq);
1360
1361         return (0);
1362
1363 fail:
1364         efx_sram_buf_tbl_clear(sc->enp, txq->buf_base_id,
1365             EFX_TXQ_NBUFS(sc->txq_entries));
1366         return (rc);
1367 }
1368
1369 void
1370 sfxge_tx_stop(struct sfxge_softc *sc)
1371 {
1372         int index;
1373
1374         index = sc->txq_count;
1375         while (--index >= 0)
1376                 sfxge_tx_qstop(sc, index);
1377
1378         /* Tear down the transmit module */
1379         efx_tx_fini(sc->enp);
1380 }
1381
1382 int
1383 sfxge_tx_start(struct sfxge_softc *sc)
1384 {
1385         int index;
1386         int rc;
1387
1388         /* Initialize the common code transmit module. */
1389         if ((rc = efx_tx_init(sc->enp)) != 0)
1390                 return (rc);
1391
1392         for (index = 0; index < sc->txq_count; index++) {
1393                 if ((rc = sfxge_tx_qstart(sc, index)) != 0)
1394                         goto fail;
1395         }
1396
1397         return (0);
1398
1399 fail:
1400         while (--index >= 0)
1401                 sfxge_tx_qstop(sc, index);
1402
1403         efx_tx_fini(sc->enp);
1404
1405         return (rc);
1406 }
1407
1408 static int
1409 sfxge_txq_stat_init(struct sfxge_txq *txq, struct sysctl_oid *txq_node)
1410 {
1411         struct sysctl_ctx_list *ctx = device_get_sysctl_ctx(txq->sc->dev);
1412         struct sysctl_oid *stat_node;
1413         unsigned int id;
1414
1415         stat_node = SYSCTL_ADD_NODE(ctx, SYSCTL_CHILDREN(txq_node), OID_AUTO,
1416                                     "stats", CTLFLAG_RD, NULL,
1417                                     "Tx queue statistics");
1418         if (stat_node == NULL)
1419                 return (ENOMEM);
1420
1421         for (id = 0; id < nitems(sfxge_tx_stats); id++) {
1422                 SYSCTL_ADD_ULONG(
1423                     ctx, SYSCTL_CHILDREN(stat_node), OID_AUTO,
1424                     sfxge_tx_stats[id].name, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_STATS,
1425                     (unsigned long *)((caddr_t)txq + sfxge_tx_stats[id].offset),
1426                     "");
1427         }
1428
1429         return (0);
1430 }
1431
1432 /**
1433  * Destroy a transmit queue.
1434  */
1435 static void
1436 sfxge_tx_qfini(struct sfxge_softc *sc, unsigned int index)
1437 {
1438         struct sfxge_txq *txq;
1439         unsigned int nmaps;
1440
1441         txq = sc->txq[index];
1442
1443         KASSERT(txq->init_state == SFXGE_TXQ_INITIALIZED,
1444             ("txq->init_state != SFXGE_TXQ_INITIALIZED"));
1445
1446         if (txq->type == SFXGE_TXQ_IP_TCP_UDP_CKSUM)
1447                 tso_fini(txq);
1448
1449         /* Free the context arrays. */
1450         free(txq->pend_desc, M_SFXGE);
1451         nmaps = sc->txq_entries;
1452         while (nmaps-- != 0)
1453                 bus_dmamap_destroy(txq->packet_dma_tag, txq->stmp[nmaps].map);
1454         free(txq->stmp, M_SFXGE);
1455
1456         /* Release DMA memory mapping. */
1457         sfxge_dma_free(&txq->mem);
1458
1459         sc->txq[index] = NULL;
1460
1461         SFXGE_TXQ_LOCK_DESTROY(txq);
1462
1463         free(txq, M_SFXGE);
1464 }
1465
1466 /*
1467  * Estimate maximum number of Tx descriptors required for TSO packet.
1468  * With minimum MSS and maximum mbuf length we might need more (even
1469  * than a ring-ful of descriptors), but this should not happen in
1470  * practice except due to deliberate attack.  In that case we will
1471  * truncate the output at a packet boundary.
1472  */
1473 static unsigned int
1474 sfxge_tx_max_pkt_desc(const struct sfxge_softc *sc, enum sfxge_txq_type type)
1475 {
1476         /* One descriptor for every input fragment */
1477         unsigned int max_descs = SFXGE_TX_MAPPING_MAX_SEG;
1478
1479         /* VLAN tagging Tx option descriptor may be required */
1480         if (efx_nic_cfg_get(sc->enp)->enc_hw_tx_insert_vlan_enabled)
1481                 max_descs++;
1482
1483         if (type == SFXGE_TXQ_IP_TCP_UDP_CKSUM) {
1484                 /*
1485                  * Plus header and payload descriptor for each output segment.
1486                  * Minus one since header fragment is already counted.
1487                  */
1488                 max_descs += SFXGE_TSO_MAX_SEGS * 2 - 1;
1489
1490                 /* FW assisted TSO requires one more descriptor per segment */
1491                 if (sc->tso_fw_assisted)
1492                         max_descs += SFXGE_TSO_MAX_SEGS;
1493         }
1494
1495         return (max_descs);
1496 }
1497
1498 static int
1499 sfxge_tx_qinit(struct sfxge_softc *sc, unsigned int txq_index,
1500                enum sfxge_txq_type type, unsigned int evq_index)
1501 {
1502         char name[16];
1503         struct sysctl_ctx_list *ctx = device_get_sysctl_ctx(sc->dev);
1504         struct sysctl_oid *txq_node;
1505         struct sfxge_txq *txq;
1506         struct sfxge_evq *evq;
1507         struct sfxge_tx_dpl *stdp;
1508         struct sysctl_oid *dpl_node;
1509         efsys_mem_t *esmp;
1510         unsigned int nmaps;
1511         int rc;
1512
1513         txq = malloc(sizeof(struct sfxge_txq), M_SFXGE, M_ZERO | M_WAITOK);
1514         txq->sc = sc;
1515         txq->entries = sc->txq_entries;
1516         txq->ptr_mask = txq->entries - 1;
1517
1518         sc->txq[txq_index] = txq;
1519         esmp = &txq->mem;
1520
1521         evq = sc->evq[evq_index];
1522
1523         /* Allocate and zero DMA space for the descriptor ring. */
1524         if ((rc = sfxge_dma_alloc(sc, EFX_TXQ_SIZE(sc->txq_entries), esmp)) != 0)
1525                 return (rc);
1526
1527         /* Allocate buffer table entries. */
1528         sfxge_sram_buf_tbl_alloc(sc, EFX_TXQ_NBUFS(sc->txq_entries),
1529                                  &txq->buf_base_id);
1530
1531         /* Create a DMA tag for packet mappings. */
1532         if (bus_dma_tag_create(sc->parent_dma_tag, 1, 0x1000,
1533             MIN(0x3FFFFFFFFFFFUL, BUS_SPACE_MAXADDR), BUS_SPACE_MAXADDR, NULL,
1534             NULL, 0x11000, SFXGE_TX_MAPPING_MAX_SEG, 0x1000, 0, NULL, NULL,
1535             &txq->packet_dma_tag) != 0) {
1536                 device_printf(sc->dev, "Couldn't allocate txq DMA tag\n");
1537                 rc = ENOMEM;
1538                 goto fail;
1539         }
1540
1541         /* Allocate pending descriptor array for batching writes. */
1542         txq->pend_desc = malloc(sizeof(efx_desc_t) * sc->txq_entries,
1543                                 M_SFXGE, M_ZERO | M_WAITOK);
1544
1545         /* Allocate and initialise mbuf DMA mapping array. */
1546         txq->stmp = malloc(sizeof(struct sfxge_tx_mapping) * sc->txq_entries,
1547             M_SFXGE, M_ZERO | M_WAITOK);
1548         for (nmaps = 0; nmaps < sc->txq_entries; nmaps++) {
1549                 rc = bus_dmamap_create(txq->packet_dma_tag, 0,
1550                                        &txq->stmp[nmaps].map);
1551                 if (rc != 0)
1552                         goto fail2;
1553         }
1554
1555         snprintf(name, sizeof(name), "%u", txq_index);
1556         txq_node = SYSCTL_ADD_NODE(ctx, SYSCTL_CHILDREN(sc->txqs_node),
1557                                    OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, NULL, "");
1558         if (txq_node == NULL) {
1559                 rc = ENOMEM;
1560                 goto fail_txq_node;
1561         }
1562
1563         if (type == SFXGE_TXQ_IP_TCP_UDP_CKSUM &&
1564             (rc = tso_init(txq)) != 0)
1565                 goto fail3;
1566
1567         if (sfxge_tx_dpl_get_max <= 0) {
1568                 log(LOG_ERR, "%s=%d must be greater than 0",
1569                     SFXGE_PARAM_TX_DPL_GET_MAX, sfxge_tx_dpl_get_max);
1570                 rc = EINVAL;
1571                 goto fail_tx_dpl_get_max;
1572         }
1573         if (sfxge_tx_dpl_get_non_tcp_max <= 0) {
1574                 log(LOG_ERR, "%s=%d must be greater than 0",
1575                     SFXGE_PARAM_TX_DPL_GET_NON_TCP_MAX,
1576                     sfxge_tx_dpl_get_non_tcp_max);
1577                 rc = EINVAL;
1578                 goto fail_tx_dpl_get_max;
1579         }
1580         if (sfxge_tx_dpl_put_max < 0) {
1581                 log(LOG_ERR, "%s=%d must be greater or equal to 0",
1582                     SFXGE_PARAM_TX_DPL_PUT_MAX, sfxge_tx_dpl_put_max);
1583                 rc = EINVAL;
1584                 goto fail_tx_dpl_put_max;
1585         }
1586
1587         /* Initialize the deferred packet list. */
1588         stdp = &txq->dpl;
1589         stdp->std_put_max = sfxge_tx_dpl_put_max;
1590         stdp->std_get_max = sfxge_tx_dpl_get_max;
1591         stdp->std_get_non_tcp_max = sfxge_tx_dpl_get_non_tcp_max;
1592         stdp->std_getp = &stdp->std_get;
1593
1594         SFXGE_TXQ_LOCK_INIT(txq, device_get_nameunit(sc->dev), txq_index);
1595
1596         dpl_node = SYSCTL_ADD_NODE(ctx, SYSCTL_CHILDREN(txq_node), OID_AUTO,
1597                                    "dpl", CTLFLAG_RD, NULL,
1598                                    "Deferred packet list statistics");
1599         if (dpl_node == NULL) {
1600                 rc = ENOMEM;
1601                 goto fail_dpl_node;
1602         }
1603
1604         SYSCTL_ADD_UINT(ctx, SYSCTL_CHILDREN(dpl_node), OID_AUTO,
1605                         "get_count", CTLFLAG_RD | CTLFLAG_STATS,
1606                         &stdp->std_get_count, 0, "");
1607         SYSCTL_ADD_UINT(ctx, SYSCTL_CHILDREN(dpl_node), OID_AUTO,
1608                         "get_non_tcp_count", CTLFLAG_RD | CTLFLAG_STATS,
1609                         &stdp->std_get_non_tcp_count, 0, "");
1610         SYSCTL_ADD_UINT(ctx, SYSCTL_CHILDREN(dpl_node), OID_AUTO,
1611                         "get_hiwat", CTLFLAG_RD | CTLFLAG_STATS,
1612                         &stdp->std_get_hiwat, 0, "");
1613         SYSCTL_ADD_UINT(ctx, SYSCTL_CHILDREN(dpl_node), OID_AUTO,
1614                         "put_hiwat", CTLFLAG_RD | CTLFLAG_STATS,
1615                         &stdp->std_put_hiwat, 0, "");
1616
1617         rc = sfxge_txq_stat_init(txq, txq_node);
1618         if (rc != 0)
1619                 goto fail_txq_stat_init;
1620
1621         txq->type = type;
1622         txq->evq_index = evq_index;
1623         txq->txq_index = txq_index;
1624         txq->init_state = SFXGE_TXQ_INITIALIZED;
1625         txq->hw_vlan_tci = 0;
1626
1627         txq->max_pkt_desc = sfxge_tx_max_pkt_desc(sc, type);
1628
1629         return (0);
1630
1631 fail_txq_stat_init:
1632 fail_dpl_node:
1633 fail_tx_dpl_put_max:
1634 fail_tx_dpl_get_max:
1635 fail3:
1636 fail_txq_node:
1637         free(txq->pend_desc, M_SFXGE);
1638 fail2:
1639         while (nmaps-- != 0)
1640                 bus_dmamap_destroy(txq->packet_dma_tag, txq->stmp[nmaps].map);
1641         free(txq->stmp, M_SFXGE);
1642         bus_dma_tag_destroy(txq->packet_dma_tag);
1643
1644 fail:
1645         sfxge_dma_free(esmp);
1646
1647         return (rc);
1648 }
1649
1650 static int
1651 sfxge_tx_stat_handler(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1652 {
1653         struct sfxge_softc *sc = arg1;
1654         unsigned int id = arg2;
1655         unsigned long sum;
1656         unsigned int index;
1657
1658         /* Sum across all TX queues */
1659         sum = 0;
1660         for (index = 0; index < sc->txq_count; index++)
1661                 sum += *(unsigned long *)((caddr_t)sc->txq[index] +
1662                                           sfxge_tx_stats[id].offset);
1663
1664         return (SYSCTL_OUT(req, &sum, sizeof(sum)));
1665 }
1666
1667 static void
1668 sfxge_tx_stat_init(struct sfxge_softc *sc)
1669 {
1670         struct sysctl_ctx_list *ctx = device_get_sysctl_ctx(sc->dev);
1671         struct sysctl_oid_list *stat_list;
1672         unsigned int id;
1673
1674         stat_list = SYSCTL_CHILDREN(sc->stats_node);
1675
1676         for (id = 0; id < nitems(sfxge_tx_stats); id++) {
1677                 SYSCTL_ADD_PROC(
1678                         ctx, stat_list,
1679                         OID_AUTO, sfxge_tx_stats[id].name,
1680                         CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
1681                         sc, id, sfxge_tx_stat_handler, "LU",
1682                         "");
1683         }
1684 }
1685
1686 void
1687 sfxge_tx_fini(struct sfxge_softc *sc)
1688 {
1689         int index;
1690
1691         index = sc->txq_count;
1692         while (--index >= 0)
1693                 sfxge_tx_qfini(sc, index);
1694
1695         sc->txq_count = 0;
1696 }
1697
1698
1699 int
1700 sfxge_tx_init(struct sfxge_softc *sc)
1701 {
1702         const efx_nic_cfg_t *encp = efx_nic_cfg_get(sc->enp);
1703         struct sfxge_intr *intr;
1704         int index;
1705         int rc;
1706
1707         intr = &sc->intr;
1708
1709         KASSERT(intr->state == SFXGE_INTR_INITIALIZED,
1710             ("intr->state != SFXGE_INTR_INITIALIZED"));
1711
1712         sc->txq_count = SFXGE_TXQ_NTYPES - 1 + sc->intr.n_alloc;
1713
1714         sc->tso_fw_assisted = sfxge_tso_fw_assisted;
1715         if (sc->tso_fw_assisted)
1716                 sc->tso_fw_assisted =
1717                     (encp->enc_features & EFX_FEATURE_FW_ASSISTED_TSO) &&
1718                     (encp->enc_fw_assisted_tso_enabled);
1719
1720         sc->txqs_node = SYSCTL_ADD_NODE(
1721                 device_get_sysctl_ctx(sc->dev),
1722                 SYSCTL_CHILDREN(device_get_sysctl_tree(sc->dev)),
1723                 OID_AUTO, "txq", CTLFLAG_RD, NULL, "Tx queues");
1724         if (sc->txqs_node == NULL) {
1725                 rc = ENOMEM;
1726                 goto fail_txq_node;
1727         }
1728
1729         /* Initialize the transmit queues */
1730         if ((rc = sfxge_tx_qinit(sc, SFXGE_TXQ_NON_CKSUM,
1731             SFXGE_TXQ_NON_CKSUM, 0)) != 0)
1732                 goto fail;
1733
1734         if ((rc = sfxge_tx_qinit(sc, SFXGE_TXQ_IP_CKSUM,
1735             SFXGE_TXQ_IP_CKSUM, 0)) != 0)
1736                 goto fail2;
1737
1738         for (index = 0;
1739              index < sc->txq_count - SFXGE_TXQ_NTYPES + 1;
1740              index++) {
1741                 if ((rc = sfxge_tx_qinit(sc, SFXGE_TXQ_NTYPES - 1 + index,
1742                     SFXGE_TXQ_IP_TCP_UDP_CKSUM, index)) != 0)
1743                         goto fail3;
1744         }
1745
1746         sfxge_tx_stat_init(sc);
1747
1748         return (0);
1749
1750 fail3:
1751         while (--index >= 0)
1752                 sfxge_tx_qfini(sc, SFXGE_TXQ_IP_TCP_UDP_CKSUM + index);
1753
1754         sfxge_tx_qfini(sc, SFXGE_TXQ_IP_CKSUM);
1755
1756 fail2:
1757         sfxge_tx_qfini(sc, SFXGE_TXQ_NON_CKSUM);
1758
1759 fail:
1760 fail_txq_node:
1761         sc->txq_count = 0;
1762         return (rc);
1763 }