[infiniband] Expose supported and enabled link speeds and widths
[people/peper/gpxe.git] / src / include / gpxe / infiniband.h
1 #ifndef _GPXE_INFINIBAND_H
2 #define _GPXE_INFINIBAND_H
3
4 /** @file
5  *
6  * Infiniband protocol
7  *
8  */
9
10 FILE_LICENCE ( GPL2_OR_LATER );
11
12 #include <stdint.h>
13 #include <gpxe/refcnt.h>
14 #include <gpxe/device.h>
15 #include <gpxe/ib_packet.h>
16 #include <gpxe/ib_mad.h>
17
18 /** Subnet management QPN */
19 #define IB_QPN_SMA 0
20
21 /** Subnet management queue key */
22 #define IB_QKEY_SMA 0
23
24 /** General management QPN */
25 #define IB_QPN_GMA 1
26
27 /** General management queue key */
28 #define IB_QKEY_GMA 0x80010000UL
29
30 /** Broadcast QPN */
31 #define IB_QPN_BROADCAST 0xffffffUL
32
33 /** Default Infiniband partition key */
34 #define IB_PKEY_NONE 0xffff
35
36 /**
37  * Maximum payload size
38  *
39  * This is currently hard-coded in various places (drivers, subnet
40  * management agent, etc.) to 2048.
41  */
42 #define IB_MAX_PAYLOAD_SIZE 2048
43
44 struct ib_device;
45 struct ib_queue_pair;
46 struct ib_address_vector;
47 struct ib_completion_queue;
48 struct ib_gma;
49
50 /** An Infiniband Work Queue */
51 struct ib_work_queue {
52         /** Containing queue pair */
53         struct ib_queue_pair *qp;
54         /** "Is a send queue" flag */
55         int is_send;
56         /** Associated completion queue */
57         struct ib_completion_queue *cq;
58         /** List of work queues on this completion queue */
59         struct list_head list;
60         /** Number of work queue entries */
61         unsigned int num_wqes;
62         /** Number of occupied work queue entries */
63         unsigned int fill;
64         /** Next work queue entry index
65          *
66          * This is the index of the next entry to be filled (i.e. the
67          * first empty entry).  This value is not bounded by num_wqes;
68          * users must logical-AND with (num_wqes-1) to generate an
69          * array index.
70          */
71         unsigned long next_idx;
72         /** I/O buffers assigned to work queue */
73         struct io_buffer **iobufs;
74         /** Driver private data */
75         void *drv_priv;
76 };
77
78 /** An Infiniband multicast GID */
79 struct ib_multicast_gid {
80         /** List of multicast GIDs on this QP */
81         struct list_head list;
82         /** Multicast GID */
83         struct ib_gid gid;
84 };
85
86 /** An Infiniband queue pair type */
87 enum ib_queue_pair_type {
88         IB_QPT_SMA,
89         IB_QPT_GMA,
90         IB_QPT_UD,
91 };
92
93 /** An Infiniband Queue Pair */
94 struct ib_queue_pair {
95         /** Containing Infiniband device */
96         struct ib_device *ibdev;
97         /** List of queue pairs on this Infiniband device */
98         struct list_head list;
99         /** Queue pair number */
100         unsigned long qpn;
101         /** Externally-visible queue pair number
102          *
103          * This may differ from the real queue pair number (e.g. when
104          * the HCA cannot use the management QPNs 0 and 1 as hardware
105          * QPNs and needs to remap them).
106          */
107         unsigned long ext_qpn;
108         /** Queue pair type */
109         enum ib_queue_pair_type type;
110         /** Queue key */
111         unsigned long qkey;
112         /** Send queue */
113         struct ib_work_queue send;
114         /** Receive queue */
115         struct ib_work_queue recv;
116         /** List of multicast GIDs */
117         struct list_head mgids;
118         /** Driver private data */
119         void *drv_priv;
120         /** Queue owner private data */
121         void *owner_priv;
122 };
123
124 /** Infiniband queue pair modification flags */
125 enum ib_queue_pair_mods {
126         IB_MODIFY_QKEY = 0x0001,
127 };
128
129 /** An Infiniband Address Vector */
130 struct ib_address_vector {
131         /** Queue Pair Number */
132         unsigned long qpn;
133         /** Queue key
134          *
135          * Not specified for received packets.
136          */
137         unsigned long qkey;
138         /** Local ID */
139         unsigned int lid;
140         /** Rate
141          *
142          * Not specified for received packets.
143          */
144         unsigned int rate;
145         /** Service level */
146         unsigned int sl;
147         /** GID is present */
148         unsigned int gid_present;
149         /** GID, if present */
150         struct ib_gid gid;
151 };
152
153 /** Infiniband transmission rates */
154 enum ib_rate {
155         IB_RATE_2_5 = 2,
156         IB_RATE_10 = 3,
157         IB_RATE_30 = 4,
158         IB_RATE_5 = 5,
159         IB_RATE_20 = 6,
160         IB_RATE_40 = 7,
161         IB_RATE_60 = 8,
162         IB_RATE_80 = 9,
163         IB_RATE_120 = 10,
164 };
165
166 /** Infiniband completion queue operations */
167 struct ib_completion_queue_operations {
168         /**
169          * Complete Send WQE
170          *
171          * @v ibdev             Infiniband device
172          * @v qp                Queue pair
173          * @v iobuf             I/O buffer
174          * @v rc                Completion status code
175          */
176         void ( * complete_send ) ( struct ib_device *ibdev,
177                                    struct ib_queue_pair *qp,
178                                    struct io_buffer *iobuf, int rc );
179         /**
180          * Complete Receive WQE
181          *
182          * @v ibdev             Infiniband device
183          * @v qp                Queue pair
184          * @v av                Address vector, or NULL
185          * @v iobuf             I/O buffer
186          * @v rc                Completion status code
187          */
188         void ( * complete_recv ) ( struct ib_device *ibdev,
189                                    struct ib_queue_pair *qp,
190                                    struct ib_address_vector *av,
191                                    struct io_buffer *iobuf, int rc );
192 };
193
194 /** An Infiniband Completion Queue */
195 struct ib_completion_queue {
196         /** Containing Infiniband device */
197         struct ib_device *ibdev;
198         /** List of completion queues on this Infiniband device */
199         struct list_head list;
200         /** Completion queue number */
201         unsigned long cqn;
202         /** Number of completion queue entries */
203         unsigned int num_cqes;
204         /** Next completion queue entry index
205          *
206          * This is the index of the next entry to be filled (i.e. the
207          * first empty entry).  This value is not bounded by num_wqes;
208          * users must logical-AND with (num_wqes-1) to generate an
209          * array index.
210          */
211         unsigned long next_idx;
212         /** List of work queues completing to this queue */
213         struct list_head work_queues;
214         /** Completion queue operations */
215         struct ib_completion_queue_operations *op;
216         /** Driver private data */
217         void *drv_priv;
218 };
219
220 /**
221  * Infiniband device operations
222  *
223  * These represent a subset of the Infiniband Verbs.
224  */
225 struct ib_device_operations {
226         /** Create completion queue
227          *
228          * @v ibdev             Infiniband device
229          * @v cq                Completion queue
230          * @ret rc              Return status code
231          */
232         int ( * create_cq ) ( struct ib_device *ibdev,
233                               struct ib_completion_queue *cq );
234         /** Destroy completion queue
235          *
236          * @v ibdev             Infiniband device
237          * @v cq                Completion queue
238          */
239         void ( * destroy_cq ) ( struct ib_device *ibdev,
240                                 struct ib_completion_queue *cq );
241         /** Create queue pair
242          *
243          * @v ibdev             Infiniband device
244          * @v qp                Queue pair
245          * @ret rc              Return status code
246          */
247         int ( * create_qp ) ( struct ib_device *ibdev,
248                               struct ib_queue_pair *qp );
249         /** Modify queue pair
250          *
251          * @v ibdev             Infiniband device
252          * @v qp                Queue pair
253          * @v mod_list          Modification list
254          * @ret rc              Return status code
255          */
256         int ( * modify_qp ) ( struct ib_device *ibdev,
257                               struct ib_queue_pair *qp,
258                               unsigned long mod_list );
259         /** Destroy queue pair
260          *
261          * @v ibdev             Infiniband device
262          * @v qp                Queue pair
263          */
264         void ( * destroy_qp ) ( struct ib_device *ibdev,
265                                 struct ib_queue_pair *qp );
266         /** Post send work queue entry
267          *
268          * @v ibdev             Infiniband device
269          * @v qp                Queue pair
270          * @v av                Address vector
271          * @v iobuf             I/O buffer
272          * @ret rc              Return status code
273          *
274          * If this method returns success, the I/O buffer remains
275          * owned by the queue pair.  If this method returns failure,
276          * the I/O buffer is immediately released; the failure is
277          * interpreted as "failure to enqueue buffer".
278          */
279         int ( * post_send ) ( struct ib_device *ibdev,
280                               struct ib_queue_pair *qp,
281                               struct ib_address_vector *av,
282                               struct io_buffer *iobuf );
283         /** Post receive work queue entry
284          *
285          * @v ibdev             Infiniband device
286          * @v qp                Queue pair
287          * @v iobuf             I/O buffer
288          * @ret rc              Return status code
289          *
290          * If this method returns success, the I/O buffer remains
291          * owned by the queue pair.  If this method returns failure,
292          * the I/O buffer is immediately released; the failure is
293          * interpreted as "failure to enqueue buffer".
294          */
295         int ( * post_recv ) ( struct ib_device *ibdev,
296                               struct ib_queue_pair *qp,
297                               struct io_buffer *iobuf );
298         /** Poll completion queue
299          *
300          * @v ibdev             Infiniband device
301          * @v cq                Completion queue
302          *
303          * The relevant completion handler (specified at completion
304          * queue creation time) takes ownership of the I/O buffer.
305          */
306         void ( * poll_cq ) ( struct ib_device *ibdev,
307                              struct ib_completion_queue *cq );
308         /**
309          * Poll event queue
310          *
311          * @v ibdev             Infiniband device
312          */
313         void ( * poll_eq ) ( struct ib_device *ibdev );
314         /**
315          * Open port
316          *
317          * @v ibdev             Infiniband device
318          * @ret rc              Return status code
319          */
320         int ( * open ) ( struct ib_device *ibdev );
321         /**
322          * Close port
323          *
324          * @v ibdev             Infiniband device
325          */
326         void ( * close ) ( struct ib_device *ibdev );
327         /** Attach to multicast group
328          *
329          * @v ibdev             Infiniband device
330          * @v qp                Queue pair
331          * @v gid               Multicast GID
332          * @ret rc              Return status code
333          */
334         int ( * mcast_attach ) ( struct ib_device *ibdev,
335                                  struct ib_queue_pair *qp,
336                                  struct ib_gid *gid );
337         /** Detach from multicast group
338          *
339          * @v ibdev             Infiniband device
340          * @v qp                Queue pair
341          * @v gid               Multicast GID
342          */
343         void ( * mcast_detach ) ( struct ib_device *ibdev,
344                                   struct ib_queue_pair *qp,
345                                   struct ib_gid *gid );
346         /** Set port information
347          *
348          * @v ibdev             Infiniband device
349          * @v port_info         New port information
350          *
351          * This method is required only by adapters that do not have
352          * an embedded SMA.
353          */
354         int ( * set_port_info ) ( struct ib_device *ibdev,
355                                   const struct ib_port_info *port_info );
356 };
357
358 /** An Infiniband device */
359 struct ib_device {
360         /** Reference counter */
361         struct refcnt refcnt;
362         /** List of Infiniband devices */
363         struct list_head list;
364         /** Underlying device */
365         struct device *dev;
366         /** List of completion queues */
367         struct list_head cqs;
368         /** List of queue pairs */
369         struct list_head qps;
370         /** Infiniband operations */
371         struct ib_device_operations *op;
372         /** Port number */
373         unsigned int port;
374         /** Port open request counter */
375         unsigned int open_count;
376
377         /** Port state */
378         uint8_t port_state;
379         /** Link width supported */
380         uint8_t link_width_supported;
381         /** Link width enabled */
382         uint8_t link_width_enabled;
383         /** Link width active */
384         uint8_t link_width_active;
385         /** Link speed supported */
386         uint8_t link_speed_supported;
387         /** Link speed enabled */
388         uint8_t link_speed_enabled;
389         /** Link speed active */
390         uint8_t link_speed_active;
391         /** Port GID */
392         struct ib_gid gid;
393         /** Port LID */
394         uint16_t lid;
395         /** Subnet manager LID */
396         uint16_t sm_lid;
397         /** Subnet manager SL */
398         uint8_t sm_sl;
399         /** Partition key */
400         uint16_t pkey;
401
402         /** Outbound packet sequence number */
403         uint32_t psn;
404
405         /** Subnet management agent */
406         struct ib_gma *sma;
407         /** General management agent */
408         struct ib_gma *gma;
409
410         /** Driver private data */
411         void *drv_priv;
412         /** Owner private data */
413         void *owner_priv;
414 };
415
416 extern struct ib_completion_queue *
417 ib_create_cq ( struct ib_device *ibdev, unsigned int num_cqes,
418                struct ib_completion_queue_operations *op );
419 extern void ib_destroy_cq ( struct ib_device *ibdev,
420                             struct ib_completion_queue *cq );
421 extern void ib_poll_cq ( struct ib_device *ibdev,
422                          struct ib_completion_queue *cq );
423 extern struct ib_queue_pair *
424 ib_create_qp ( struct ib_device *ibdev, enum ib_queue_pair_type type,
425                unsigned int num_send_wqes, struct ib_completion_queue *send_cq,
426                unsigned int num_recv_wqes, struct ib_completion_queue *recv_cq,
427                unsigned long qkey );
428 extern int ib_modify_qp ( struct ib_device *ibdev, struct ib_queue_pair *qp,
429                           unsigned long mod_list, unsigned long qkey );
430 extern void ib_destroy_qp ( struct ib_device *ibdev,
431                             struct ib_queue_pair *qp );
432 extern struct ib_queue_pair * ib_find_qp_qpn ( struct ib_device *ibdev,
433                                                unsigned long qpn );
434 extern struct ib_queue_pair * ib_find_qp_mgid ( struct ib_device *ibdev,
435                                                 struct ib_gid *gid );
436 extern struct ib_work_queue * ib_find_wq ( struct ib_completion_queue *cq,
437                                            unsigned long qpn, int is_send );
438 extern int ib_post_send ( struct ib_device *ibdev, struct ib_queue_pair *qp,
439                           struct ib_address_vector *av,
440                           struct io_buffer *iobuf );
441 extern int ib_post_recv ( struct ib_device *ibdev, struct ib_queue_pair *qp,
442                           struct io_buffer *iobuf );
443 extern void ib_complete_send ( struct ib_device *ibdev,
444                                struct ib_queue_pair *qp,
445                                struct io_buffer *iobuf, int rc );
446 extern void ib_complete_recv ( struct ib_device *ibdev,
447                                struct ib_queue_pair *qp,
448                                struct ib_address_vector *av,
449                                struct io_buffer *iobuf, int rc );
450 extern void ib_refill_recv ( struct ib_device *ibdev,
451                              struct ib_queue_pair *qp );
452 extern int ib_open ( struct ib_device *ibdev );
453 extern void ib_close ( struct ib_device *ibdev );
454 extern int ib_mcast_attach ( struct ib_device *ibdev, struct ib_queue_pair *qp,
455                              struct ib_gid *gid );
456 extern void ib_mcast_detach ( struct ib_device *ibdev,
457                               struct ib_queue_pair *qp, struct ib_gid *gid );
458 extern int ib_get_hca_info ( struct ib_device *ibdev,
459                              struct ib_gid_half *hca_guid );
460 extern int ib_set_port_info ( struct ib_device *ibdev,
461                               const struct ib_port_info *port_info );
462 extern struct ib_device * alloc_ibdev ( size_t priv_size );
463 extern int register_ibdev ( struct ib_device *ibdev );
464 extern void unregister_ibdev ( struct ib_device *ibdev );
465 extern void ib_link_state_changed ( struct ib_device *ibdev );
466 extern void ib_poll_eq ( struct ib_device *ibdev );
467 extern struct list_head ib_devices;
468
469 /** Iterate over all network devices */
470 #define for_each_ibdev( ibdev ) \
471         list_for_each_entry ( (ibdev), &ib_devices, list )
472
473 /**
474  * Check link state
475  *
476  * @v ibdev             Infiniband device
477  * @ret link_up         Link is up
478  */
479 static inline __always_inline int
480 ib_link_ok ( struct ib_device *ibdev ) {
481         return ( ibdev->port_state == IB_PORT_STATE_ACTIVE );
482 }
483
484 /**
485  * Get reference to Infiniband device
486  *
487  * @v ibdev             Infiniband device
488  * @ret ibdev           Infiniband device
489  */
490 static inline __always_inline struct ib_device *
491 ibdev_get ( struct ib_device *ibdev ) {
492         ref_get ( &ibdev->refcnt );
493         return ibdev;
494 }
495
496 /**
497  * Drop reference to Infiniband device
498  *
499  * @v ibdev             Infiniband device
500  */
501 static inline __always_inline void
502 ibdev_put ( struct ib_device *ibdev ) {
503         ref_put ( &ibdev->refcnt );
504 }
505
506 /**
507  * Set Infiniband work queue driver-private data
508  *
509  * @v wq                Work queue
510  * @v priv              Private data
511  */
512 static inline __always_inline void
513 ib_wq_set_drvdata ( struct ib_work_queue *wq, void *priv ) {
514         wq->drv_priv = priv;
515 }
516
517 /**
518  * Get Infiniband work queue driver-private data
519  *
520  * @v wq                Work queue
521  * @ret priv            Private data
522  */
523 static inline __always_inline void *
524 ib_wq_get_drvdata ( struct ib_work_queue *wq ) {
525         return wq->drv_priv;
526 }
527
528 /**
529  * Set Infiniband queue pair driver-private data
530  *
531  * @v qp                Queue pair
532  * @v priv              Private data
533  */
534 static inline __always_inline void
535 ib_qp_set_drvdata ( struct ib_queue_pair *qp, void *priv ) {
536         qp->drv_priv = priv;
537 }
538
539 /**
540  * Get Infiniband queue pair driver-private data
541  *
542  * @v qp                Queue pair
543  * @ret priv            Private data
544  */
545 static inline __always_inline void *
546 ib_qp_get_drvdata ( struct ib_queue_pair *qp ) {
547         return qp->drv_priv;
548 }
549
550 /**
551  * Set Infiniband queue pair owner-private data
552  *
553  * @v qp                Queue pair
554  * @v priv              Private data
555  */
556 static inline __always_inline void
557 ib_qp_set_ownerdata ( struct ib_queue_pair *qp, void *priv ) {
558         qp->owner_priv = priv;
559 }
560
561 /**
562  * Get Infiniband queue pair owner-private data
563  *
564  * @v qp                Queue pair
565  * @ret priv            Private data
566  */
567 static inline __always_inline void *
568 ib_qp_get_ownerdata ( struct ib_queue_pair *qp ) {
569         return qp->owner_priv;
570 }
571
572 /**
573  * Set Infiniband completion queue driver-private data
574  *
575  * @v cq                Completion queue
576  * @v priv              Private data
577  */
578 static inline __always_inline void
579 ib_cq_set_drvdata ( struct ib_completion_queue *cq, void *priv ) {
580         cq->drv_priv = priv;
581 }
582
583 /**
584  * Get Infiniband completion queue driver-private data
585  *
586  * @v cq                Completion queue
587  * @ret priv            Private data
588  */
589 static inline __always_inline void *
590 ib_cq_get_drvdata ( struct ib_completion_queue *cq ) {
591         return cq->drv_priv;
592 }
593
594 /**
595  * Set Infiniband device driver-private data
596  *
597  * @v ibdev             Infiniband device
598  * @v priv              Private data
599  */
600 static inline __always_inline void
601 ib_set_drvdata ( struct ib_device *ibdev, void *priv ) {
602         ibdev->drv_priv = priv;
603 }
604
605 /**
606  * Get Infiniband device driver-private data
607  *
608  * @v ibdev             Infiniband device
609  * @ret priv            Private data
610  */
611 static inline __always_inline void *
612 ib_get_drvdata ( struct ib_device *ibdev ) {
613         return ibdev->drv_priv;
614 }
615
616 /**
617  * Set Infiniband device owner-private data
618  *
619  * @v ibdev             Infiniband device
620  * @v priv              Private data
621  */
622 static inline __always_inline void
623 ib_set_ownerdata ( struct ib_device *ibdev, void *priv ) {
624         ibdev->owner_priv = priv;
625 }
626
627 /**
628  * Get Infiniband device owner-private data
629  *
630  * @v ibdev             Infiniband device
631  * @ret priv            Private data
632  */
633 static inline __always_inline void *
634 ib_get_ownerdata ( struct ib_device *ibdev ) {
635         return ibdev->owner_priv;
636 }
637
638 #endif /* _GPXE_INFINIBAND_H */