dmsg - Stabilization work
[dragonfly.git] / sys / sys / dmsg.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2011-2014 The DragonFly Project.  All rights reserved.
3  *
4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
5  * by Matthew Dillon <dillon@dragonflybsd.org>
6  *
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  *
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15  *    the documentation and/or other materials provided with the
16  *    distribution.
17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
19  *    from this software without specific, prior written permission.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  */
34
35 #ifndef _SYS_DMSG_H_
36 #define _SYS_DMSG_H_
37
38 #ifndef _SYS_MALLOC_H_
39 #include <sys/malloc.h>
40 #endif
41 #ifndef _SYS_TREE_H_
42 #include <sys/tree.h>
43 #endif
44 #ifndef _SYS_THREAD_H_
45 #include <sys/thread.h>
46 #endif
47 #ifndef _SYS_UUID_H_
48 #include <sys/uuid.h>
49 #endif
50
51 /*
52  * Mesh network protocol structures.
53  *
54  *                              CONN PROTOCOL
55  *
56  * The mesh is constructed via point-to-point streaming links with varying
57  * levels of interconnectedness, forming a graph.  Leafs of the graph are
58  * typically kernel devices (xdisk) or VFSs (HAMMER2).  Internal nodes are
59  * usually (user level) hammer2 service demons.
60  *
61  * Upon connecting and after authentication, a LNK_CONN transaction is opened
62  * to configure the link.  The SPAN protocol is then typically run over the
63  * open LNK_CONN transaction.
64  *
65  * Terminating the LNK_CONN transaction terminates everything running over it
66  * (typically open LNK_SPAN transactions), which in turn terminates everything
67  * running over the LNK_SPANs.
68  *
69  *                              SPAN PROTOCOL
70  *
71  * The SPAN protocol runs over an open LNK_CONN transaction and is used to
72  * advertise any number of services.  For example, each PFS under a HAMMER2
73  * mount will be advertised as an open LNK_SPAN transaction.
74  *
75  * Any network node on the graph running multiple connections is capable
76  * of relaying LNK_SPANs from any connection to any other connection.  This
77  * is typically done by the user-level hammer2 service demon, and typically
78  * not done by kernel devices or VFSs (though these entities must be able
79  * to manage multiple LNK_SPANs since they might advertise or need to talk
80  * to multiple services).
81  *
82  * Relaying is not necessarily trivial as it requires internal nodes to
83  * track two open transactions (on the two iocom interfaces) and translate
84  * the msgid and circuit.  In addition, the relay may have to track multiple
85  * SPANs from the same iocom or from multiple iocoms which represent the same
86  * end-point and must select the best end-point, must send notifications when
87  * a better path is available, and must allow (when connectivity is still
88  * present) any existing, open, stacked sub-transactions to complete before
89  * terminating the less efficient SPAN.
90  *
91  * Relaying is optional.  It is perfectly acceptable for the hammer2 service
92  * to plug a received socket descriptor directly into the appropriate kernel
93  * device driver.
94  *
95  *                             STACKED TRANSACTIONS
96  *
97  * Message transactions can be stacked.  That is, you can initiate a DMSG
98  * transaction relative to another open transaction.  sub-transactions can
99  * be initiate without waiting for the parent transaction to complete its
100  * handshake.
101  *
102  * This is done by entering the open transaction's msgid as the circuit field
103  * in the new transaction (typically by populating msg->parent).  The
104  * transaction tracking structure will be referenced and will track the
105  * sub-transaction.  Note that msgids must still be unique on an
106  * iocom-by-iocom basis.
107  *
108  * Messages can race closing circuits.  When a circuit is lost,
109  * messages are simulated to delete any sub-transactions.
110  *
111  *                          MESSAGE TRANSACTIONAL STATES
112  *
113  * Message transactions are handled by the CREATE, DELETE, REPLY, ABORT, and
114  * CREPLY flags.  Message state is typically recorded at the end points and
115  * will be maintained (preventing reuse of the transaction id) until a DELETE
116  * is both sent and received.
117  *
118  * One-way messages such as those used for debug commands are not recorded
119  * and do not require any transactional state.  These are sent without
120  * the CREATE, DELETE, or ABORT flags set.  ABORT is not supported for
121  * one-off messages.  The REPLY bit can be used to distinguish between
122  * command and status if desired.
123  *
124  * Transactional messages are messages which require a reply to be
125  * returned.  These messages can also consist of multiple message elements
126  * for the command or reply or both (or neither).  The command message
127  * sequence sets CREATE on the first message and DELETE on the last message.
128  * A single message command sets both (CREATE|DELETE).  The reply message
129  * sequence works the same way but of course also sets the REPLY bit.
130  *
131  * Tansactional messages can be aborted by sending a message element
132  * with the ABORT flag set.  This flag can be combined with either or both
133  * the CREATE and DELETE flags.  When combined with the CREATE flag the
134  * command is treated as non-blocking but still executes.  Whem combined
135  * with the DELETE flag no additional message elements are required.
136  *
137  * Transactions are terminated by sending a message with DELETE set.
138  * Transactions must be CREATEd and DELETEd in both directions.  If a
139  * transaction is governing stacked sub-transactions the sub-transactions
140  * are automatically terminated before the governing transaction is terminated.
141  * Terminates are handled by simulating a received DELETE and expecting the
142  * normal function callback and state machine to (ultimately) issue a
143  * terminating (DELETE) response.
144  *
145  * Transactions can operate in full-duplex as both sides are fully open
146  * (i.e. CREATE sent, CREATE|REPLY returned, DELETE not sent by anyone).
147  * Additional commands can be initiated from either side of the transaction.
148  *
149  * ABORT SPECIAL CASE - Mid-stream aborts.  A mid-stream abort can be sent
150  * when supported by the sender by sending an ABORT message with neither
151  * CREATE or DELETE set.  This effectively turns the message into a
152  * non-blocking message (but depending on what is being represented can also
153  * cut short prior data elements in the stream).
154  *
155  * ABORT SPECIAL CASE - Abort-after-DELETE.  Transactional messages have to be
156  * abortable if the stream/pipe/whatever is lost.  In this situation any
157  * forwarding relay needs to unconditionally abort commands and replies that
158  * are still active.  This is done by sending an ABORT|DELETE even in
159  * situations where a DELETE has already been sent in that direction.  This
160  * is done, for example, when links are in a half-closed state.  In this
161  * situation it is possible for the abort request to race a transition to the
162  * fully closed state.  ABORT|DELETE messages which race the fully closed
163  * state are expected to be discarded by the other end.
164  *
165  * --
166  *
167  * All base and extended message headers are 64-byte aligned, and all
168  * transports must support extended message headers up to DMSG_HDR_MAX.
169  * Currently we allow extended message headers up to 2048 bytes.  Note
170  * that the extended header size is encoded in the 'cmd' field of the header.
171  *
172  * Any in-band data is padded to a 64-byte alignment and placed directly
173  * after the extended header (after the higher-level cmd/rep structure).
174  * The actual unaligned size of the in-band data is encoded in the aux_bytes
175  * field in this case.  Maximum data sizes are negotiated during registration.
176  *
177  * Auxillary data can be in-band or out-of-band.  In-band data sets aux_descr
178  * equal to 0.  Any out-of-band data must be negotiated by the SPAN protocol.
179  *
180  * Auxillary data, whether in-band or out-of-band, must be at-least 64-byte
181  * aligned.  The aux_bytes field contains the actual byte-granular length
182  * and not the aligned length.  The crc is against the aligned length (so
183  * a faster crc algorithm can be used, theoretically).
184  *
185  * hdr_crc is calculated over the entire, ALIGNED extended header.  For
186  * the purposes of calculating the crc, the hdr_crc field is 0.  That is,
187  * if calculating the crc in HW a 32-bit '0' must be inserted in place of
188  * the hdr_crc field when reading the entire header and compared at the
189  * end (but the actual hdr_crc must be left intact in memory).  A simple
190  * counter to replace the field going into the CRC generator does the job
191  * in HW.  The CRC endian is based on the magic number field and may have
192  * to be byte-swapped, too (which is also easy to do in HW).
193  *
194  * aux_crc is calculated over the entire, ALIGNED auxillary data.
195  *
196  *                      SHARED MEMORY IMPLEMENTATIONS
197  *
198  * Shared-memory implementations typically use a pipe to transmit the extended
199  * message header and shared memory to store any auxilary data.  Auxillary
200  * data in one-way (non-transactional) messages is typically required to be
201  * inline.  CRCs are still recommended and required at the beginning, but
202  * may be negotiated away later.
203  */
204
205 /*
206  * dmsg_hdr must be 64 bytes
207  */
208 struct dmsg_hdr {
209         uint16_t        magic;          /* 00 sanity, synchro, endian */
210         uint16_t        reserved02;     /* 02 */
211         uint32_t        salt;           /* 04 random salt helps w/crypto */
212
213         uint64_t        msgid;          /* 08 message transaction id */
214         uint64_t        circuit;        /* 10 circuit id or 0   */
215         uint64_t        reserved18;     /* 18 */
216
217         uint32_t        cmd;            /* 20 flags | cmd | hdr_size / ALIGN */
218         uint32_t        aux_crc;        /* 24 auxillary data crc */
219         uint32_t        aux_bytes;      /* 28 auxillary data length (bytes) */
220         uint32_t        error;          /* 2C error code or 0 */
221         uint64_t        aux_descr;      /* 30 negotiated OOB data descr */
222         uint32_t        reserved38;     /* 38 */
223         uint32_t        hdr_crc;        /* 3C (aligned) extended header crc */
224 };
225
226 typedef struct dmsg_hdr dmsg_hdr_t;
227
228 #define DMSG_HDR_MAGIC          0x4832
229 #define DMSG_HDR_MAGIC_REV      0x3248
230 #define DMSG_HDR_CRCOFF         offsetof(dmsg_hdr_t, salt)
231 #define DMSG_HDR_CRCBYTES       (sizeof(dmsg_hdr_t) - DMSG_HDR_CRCOFF)
232
233 /*
234  * Administrative protocol limits.
235  *
236  * NOTE: A dmsg header must completely fit in the (fifo) buffer, but
237  *       dmsg aux data does not have to completely fit.  The dmsg
238  *       structure allows headers up to 255*64 = 16320 bytes.  There
239  *       is no real limit on the aux_data other than what we deem
240  *       reasonable and defenseable (i.e. not run processes or the
241  *       kernel out of memory).  But it should be able to handle at
242  *       least MAXPHYS bytes which is typically 128KB or 256KB.
243  */
244 #define DMSG_HDR_MAX            2048            /* <= 8192 */
245 #define DMSG_AUX_MAX            (1024*1024)     /* <= 1MB */
246 #define DMSG_BUF_SIZE           (DMSG_HDR_MAX * 4)
247 #define DMSG_BUF_MASK           (DMSG_BUF_SIZE - 1)
248
249 /*
250  * The message (cmd) field also encodes various flags and the total size
251  * of the message header.  This allows the protocol processors to validate
252  * persistency and structural settings for every command simply by
253  * switch()ing on the (cmd) field.
254  */
255 #define DMSGF_CREATE            0x80000000U     /* msg start */
256 #define DMSGF_DELETE            0x40000000U     /* msg end */
257 #define DMSGF_REPLY             0x20000000U     /* reply path */
258 #define DMSGF_ABORT             0x10000000U     /* abort req */
259 #define DMSGF_REVTRANS          0x08000000U     /* opposite direction msgid */
260 #define DMSGF_REVCIRC           0x04000000U     /* opposite direction circuit */
261 #define DMSGF_FLAG1             0x02000000U
262 #define DMSGF_FLAG0             0x01000000U
263
264 #define DMSGF_FLAGS             0xFF000000U     /* all flags */
265 #define DMSGF_PROTOS            0x00F00000U     /* all protos */
266 #define DMSGF_CMDS              0x000FFF00U     /* all cmds */
267 #define DMSGF_SIZE              0x000000FFU     /* N*32 */
268
269 /*
270  * XXX Future, flag that an in-line (not part of a CREATE/DELETE) command
271  *     expects some sort of acknowledgement.  Allows protocol mismatches to
272  *     be detected.
273  */
274 #define DMSGF_CMDF_EXPECT_ACK   0x00080000U     /* in-line command no-ack */
275
276 #define DMSGF_CMDSWMASK         (DMSGF_CMDS |   \
277                                          DMSGF_SIZE |   \
278                                          DMSGF_PROTOS | \
279                                          DMSGF_REPLY)
280
281 #define DMSGF_BASECMDMASK       (DMSGF_CMDS |   \
282                                          DMSGF_SIZE |   \
283                                          DMSGF_PROTOS)
284
285 #define DMSGF_TRANSMASK         (DMSGF_CMDS |   \
286                                          DMSGF_SIZE |   \
287                                          DMSGF_PROTOS | \
288                                          DMSGF_REPLY |  \
289                                          DMSGF_CREATE | \
290                                          DMSGF_DELETE)
291
292 #define DMSGF_BASEFLAGS         (DMSGF_CREATE | DMSGF_DELETE | DMSGF_REPLY)
293
294 #define DMSG_PROTO_LNK          0x00000000U
295 #define DMSG_PROTO_DBG          0x00100000U
296 #define DMSG_PROTO_HM2          0x00200000U
297 #define DMSG_PROTO_XX3          0x00300000U
298 #define DMSG_PROTO_XX4          0x00400000U
299 #define DMSG_PROTO_BLK          0x00500000U
300 #define DMSG_PROTO_VOP          0x00600000U
301
302 /*
303  * Message command constructors, sans flags
304  */
305 #define DMSG_ALIGN              64
306 #define DMSG_ALIGNMASK          (DMSG_ALIGN - 1)
307 #define DMSG_DOALIGN(bytes)     (((bytes) + DMSG_ALIGNMASK) &           \
308                                  ~DMSG_ALIGNMASK)
309
310 #define DMSG_HDR_ENCODE(elm)    (((uint32_t)sizeof(struct elm) +        \
311                                   DMSG_ALIGNMASK) /                     \
312                                  DMSG_ALIGN)
313
314 #define DMSG_LNK(cmd, elm)      (DMSG_PROTO_LNK |                       \
315                                          ((cmd) << 8) |                 \
316                                          DMSG_HDR_ENCODE(elm))
317
318 #define DMSG_DBG(cmd, elm)      (DMSG_PROTO_DBG |                       \
319                                          ((cmd) << 8) |                 \
320                                          DMSG_HDR_ENCODE(elm))
321
322 #define DMSG_HM2(cmd, elm)      (DMSG_PROTO_HM2 |                       \
323                                          ((cmd) << 8) |                 \
324                                          DMSG_HDR_ENCODE(elm))
325
326 #define DMSG_BLK(cmd, elm)      (DMSG_PROTO_BLK |                       \
327                                          ((cmd) << 8) |                 \
328                                          DMSG_HDR_ENCODE(elm))
329
330 #define DMSG_VOP(cmd, elm)      (DMSG_PROTO_VOP |                       \
331                                          ((cmd) << 8) |                 \
332                                          DMSG_HDR_ENCODE(elm))
333
334 /*
335  * Link layer ops basically talk to just the other side of a direct
336  * connection.
337  *
338  * LNK_PAD      - One-way message on circuit 0, ignored by target.  Used to
339  *                pad message buffers on shared-memory transports.  Not
340  *                typically used with TCP.
341  *
342  * LNK_PING     - One-way message on circuit-0, keep-alive, run by both sides
343  *                typically 1/sec on idle link, link is lost after 10 seconds
344  *                of inactivity.
345  *
346  * LNK_AUTH     - Authenticate the connection, negotiate administrative
347  *                rights & encryption, protocol class, etc.  Only PAD and
348  *                AUTH messages (not even PING) are accepted until
349  *                authentication is complete.  This message also identifies
350  *                the host.
351  *
352  * LNK_CONN     - Enable the SPAN protocol on circuit-0, possibly also
353  *                installing a PFS filter (by cluster id, unique id, and/or
354  *                wildcarded name).
355  *
356  * LNK_SPAN     - A SPAN transaction typically on iocom->state0 enables
357  *                messages to be relayed to/from a particular cluster node.
358  *                SPANs are received, sorted, aggregated, filtered, and
359  *                retransmitted back out across all applicable connections.
360  *
361  *                The leaf protocol also uses this to make a PFS available
362  *                to the cluster (e.g. on-mount).
363  */
364 #define DMSG_LNK_PAD            DMSG_LNK(0x000, dmsg_hdr)
365 #define DMSG_LNK_PING           DMSG_LNK(0x001, dmsg_hdr)
366 #define DMSG_LNK_AUTH           DMSG_LNK(0x010, dmsg_lnk_auth)
367 #define DMSG_LNK_CONN           DMSG_LNK(0x011, dmsg_lnk_conn)
368 #define DMSG_LNK_SPAN           DMSG_LNK(0x012, dmsg_lnk_span)
369 #define DMSG_LNK_ERROR          DMSG_LNK(0xFFF, dmsg_hdr)
370
371 /*
372  * Reserved command codes for third party subsystems.  Structure size is
373  * not known here so do not try to construct the full DMSG_LNK_ define.
374  */
375 #define DMSG_LNK_CMD_HAMMER2_VOLCONF    0x20
376
377 #define DMSG_LABEL_SIZE         128     /* fixed at 128, do not change */
378
379 /*
380  * LNK_AUTH - Authentication (often omitted)
381  */
382 struct dmsg_lnk_auth {
383         dmsg_hdr_t      head;
384         char            dummy[64];
385 };
386
387 /*
388  * LNK_CONN - Register connection info for SPAN protocol
389  *            (transaction, left open, iocom->state0 only).
390  *
391  * LNK_CONN identifies a streaming connection into the cluster and serves
392  * to identify, enable, and specify filters for the SPAN protocol.
393  *
394  * peer_mask serves to filter the SPANs we receive by peer_type.  A cluster
395  * controller typically sets this to (uint64_t)-1, indicating that it wants
396  * everything.  A block devfs interface might set it to 1 << DMSG_PEER_DISK,
397  * and a hammer2 mount might set it to 1 << DMSG_PEER_HAMMER2.
398  *
399  * mediaid allows multiple (e.g. HAMMER2) connections belonging to the same
400  * media to transmit duplicative LNK_VOLCONF updates without causing
401  * confusion in the cluster controller.
402  *
403  * pfs_clid, pfs_fsid, pfs_type, and label are peer-specific and must be
404  * left empty (zero-fill) if not supported by a particular peer.
405  *
406  * DMSG_PEER_CLUSTER            filter: none
407  * DMSG_PEER_BLOCK              filter: label
408  * DMSG_PEER_HAMMER2            filter: pfs_clid if not empty, and label
409  */
410 struct dmsg_lnk_conn {
411         dmsg_hdr_t      head;
412         uuid_t          mediaid;        /* media configuration id */
413         uuid_t          pfs_clid;       /* rendezvous pfs uuid */
414         uuid_t          pfs_fsid;       /* unique pfs uuid */
415         uint64_t        peer_mask;      /* PEER mask for SPAN filtering */
416         uint8_t         peer_type;      /* see DMSG_PEER_xxx */
417         uint8_t         pfs_type;       /* pfs type */
418         uint16_t        proto_version;  /* high level protocol support */
419         uint32_t        status;         /* status flags */
420         uint32_t        rnss;           /* node's generated rnss */
421         uint8_t         reserved02[8];
422         uint32_t        reserved03[12];
423         uint64_t        pfs_mask;       /* PFS mask for SPAN filtering */
424         char            cl_label[DMSG_LABEL_SIZE]; /* cluster label */
425         char            fs_label[DMSG_LABEL_SIZE]; /* PFS label */
426 };
427
428 typedef struct dmsg_lnk_conn dmsg_lnk_conn_t;
429
430 /*
431  * PFSTYPEs 0-15 used by sys/dmsg.h 16-31 reserved by hammer2.
432  */
433 #define DMSG_PFSTYPE_NONE               0
434 #define DMSG_PFSTYPE_ADMIN              1
435 #define DMSG_PFSTYPE_CLIENT             2
436 #define DMSG_PFSTYPE_SERVER             3
437 #define DMSG_PFSTYPE_MAX                32
438
439 #define DMSG_PEER_NONE          0
440 #define DMSG_PEER_CLUSTER       1       /* a cluster controller */
441 #define DMSG_PEER_BLOCK         2       /* block devices */
442 #define DMSG_PEER_HAMMER2       3       /* hammer2-mounted volumes */
443
444 /*
445  * Structures embedded in LNK_SPAN
446  */
447 struct dmsg_media_block {
448         uint64_t        bytes;          /* media size in bytes */
449         uint32_t        blksize;        /* media block size */
450 };
451
452 typedef struct dmsg_media_block dmsg_media_block_t;
453
454 /*
455  * LNK_SPAN - Initiate or relay a SPAN
456  *            (transaction, left open, typically only on iocom->state0)
457  *
458  * This message registers an end-point with the other end of the connection,
459  * telling the other end who we are and what we can provide or intend to
460  * consume.  Multiple registrations can be maintained as open transactions
461  * with each one specifying a unique end-point.
462  *
463  * Registrations are sent from {source}=S {1...n} to {target}=0 and maintained
464  * as open transactions.  Registrations are also received and maintains as
465  * open transactions, creating a matrix of linkid's.
466  *
467  * While these transactions are open additional transactions can be executed
468  * between any two linkid's {source}=S (registrations we sent) to {target}=T
469  * (registrations we received).
470  *
471  * Closure of any registration transaction will automatically abort any open
472  * transactions using the related linkids.  Closure can be initiated
473  * voluntarily from either side with either end issuing a DELETE, or they
474  * can be ABORTed.
475  *
476  * Status updates are performed via the open transaction.
477  *
478  * --
479  *
480  * A registration identifies a node and its various PFS parameters including
481  * the PFS_TYPE.  For example, a diskless HAMMER2 client typically identifies
482  * itself as PFSTYPE_CLIENT.
483  *
484  * Any node may serve as a cluster controller, aggregating and passing
485  * on received registrations, but end-points do not have to implement this
486  * ability.  Most end-points typically implement a single client-style or
487  * server-style PFS_TYPE and rendezvous at a cluster controller.
488  *
489  * The cluster controller does not aggregate/pass-on all received
490  * registrations.  It typically filters what gets passed on based on what it
491  * receives, passing on only the best candidates.
492  *
493  * If a symmetric spanning tree is desired additional candidates whos
494  * {dist, rnss} fields match the last best candidate must also be propagated.
495  * This feature is not currently enabled.
496  *
497  * STATUS UPDATES: Status updates use the same structure but typically
498  *                 only contain incremental changes to e.g. pfs_type, with
499  *                 a text description sent as out-of-band data.
500  */
501 struct dmsg_lnk_span {
502         dmsg_hdr_t      head;
503         uuid_t          pfs_clid;       /* rendezvous pfs uuid */
504         uuid_t          pfs_fsid;       /* unique pfs id (differentiate node) */
505         uint8_t         pfs_type;       /* PFS type */
506         uint8_t         peer_type;      /* PEER type */
507         uint16_t        proto_version;  /* high level protocol support */
508         uint32_t        status;         /* status flags */
509         uint8_t         reserved02[8];
510         uint32_t        dist;           /* span distance */
511         uint32_t        rnss;           /* random number sub-sort */
512         union {
513                 uint32_t        reserved03[14];
514                 dmsg_media_block_t block;
515         } media;
516
517         /*
518          * NOTE: for PEER_HAMMER2 cl_label is typically empty and fs_label
519          *       is the superroot directory name.
520          *
521          *       for PEER_BLOCK cl_label is typically host/device and
522          *       fs_label is typically the serial number string.
523          */
524         char            cl_label[DMSG_LABEL_SIZE]; /* cluster label */
525         char            fs_label[DMSG_LABEL_SIZE]; /* PFS label */
526 };
527
528 typedef struct dmsg_lnk_span dmsg_lnk_span_t;
529
530 #define DMSG_SPAN_PROTO_1       1
531
532 /*
533  * Debug layer ops operate on any link
534  *
535  * SHELL        - Persist stream, access the debug shell on the target
536  *                registration.  Multiple shells can be operational.
537  */
538 #define DMSG_DBG_SHELL          DMSG_DBG(0x001, dmsg_dbg_shell)
539
540 struct dmsg_dbg_shell {
541         dmsg_hdr_t      head;
542 };
543 typedef struct dmsg_dbg_shell dmsg_dbg_shell_t;
544
545 /*
546  * Hammer2 layer ops (low-level chain manipulation used by cluster code)
547  *
548  * HM2_OPENPFS  - Attach a PFS
549  * HM2_FLUSHPFS - Flush a PFS
550  *
551  * HM2_LOOKUP   - Lookup chain (parent-relative transaction)
552  *                (can request multiple chains)
553  * HM2_NEXT     - Lookup next chain (parent-relative transaction)
554  *                (can request multiple chains)
555  * HM2_LOCK     - [Re]lock a chain (chain-relative) (non-recursive)
556  * HM2_UNLOCK   - Unlock a chain (chain-relative) (non-recursive)
557  * HM2_RESIZE   - Resize a chain (chain-relative)
558  * HM2_MODIFY   - Modify a chain (chain-relative)
559  * HM2_CREATE   - Create a chain (parent-relative)
560  * HM2_DUPLICATE- Duplicate a chain (target-parent-relative)
561  * HM2_DELDUP   - Delete-Duplicate a chain (chain-relative)
562  * HM2_DELETE   - Delete a chain (chain-relative)
563  * HM2_SNAPSHOT - Create a snapshot (snapshot-root-relative, w/clid override)
564  */
565 #define DMSG_HM2_OPENPFS        DMSG_HM2(0x001, dmsg_hm2_openpfs)
566
567 /*
568  * DMSG_PROTO_BLK Protocol
569  *
570  * BLK_OPEN     - Open device.  This transaction must be left open for the
571  *                duration and the returned keyid passed in all associated
572  *                BLK commands.  Multiple OPENs can be issued within the
573  *                transaction.
574  *
575  * BLK_CLOSE    - Close device.  This can be used to close one of the opens
576  *                within a BLK_OPEN transaction.  It may NOT initiate a
577  *                transaction.  Note that a termination of the transaction
578  *                (e.g. with LNK_ERROR or BLK_ERROR) closes all active OPENs
579  *                for that transaction.  XXX not well defined atm.
580  *
581  * BLK_READ     - Strategy read.  Not typically streaming.
582  *
583  * BLK_WRITE    - Strategy write.  Not typically streaming.
584  *
585  * BLK_FLUSH    - Strategy flush.  Not typically streaming.
586  *
587  * BLK_FREEBLKS - Strategy freeblks.  Not typically streaming.
588  */
589 #define DMSG_BLK_OPEN           DMSG_BLK(0x001, dmsg_blk_open)
590 #define DMSG_BLK_CLOSE          DMSG_BLK(0x002, dmsg_blk_open)
591 #define DMSG_BLK_READ           DMSG_BLK(0x003, dmsg_blk_read)
592 #define DMSG_BLK_WRITE          DMSG_BLK(0x004, dmsg_blk_write)
593 #define DMSG_BLK_FLUSH          DMSG_BLK(0x005, dmsg_blk_flush)
594 #define DMSG_BLK_FREEBLKS       DMSG_BLK(0x006, dmsg_blk_freeblks)
595 #define DMSG_BLK_ERROR          DMSG_BLK(0xFFF, dmsg_blk_error)
596
597 struct dmsg_blk_open {
598         dmsg_hdr_t      head;
599         uint32_t        modes;
600         uint32_t        reserved01;
601 };
602
603 #define DMSG_BLKOPEN_RD         0x0001
604 #define DMSG_BLKOPEN_WR         0x0002
605
606 /*
607  * DMSG_LNK_ERROR is returned for simple results,
608  * DMSG_BLK_ERROR is returned for extended results.
609  */
610 struct dmsg_blk_error {
611         dmsg_hdr_t      head;
612         uint64_t        keyid;
613         uint32_t        resid;
614         uint32_t        reserved02;
615         char            buf[64];
616 };
617
618 struct dmsg_blk_read {
619         dmsg_hdr_t      head;
620         uint64_t        keyid;
621         uint64_t        offset;
622         uint32_t        bytes;
623         uint32_t        flags;
624         uint32_t        reserved01;
625         uint32_t        reserved02;
626 };
627
628 struct dmsg_blk_write {
629         dmsg_hdr_t      head;
630         uint64_t        keyid;
631         uint64_t        offset;
632         uint32_t        bytes;
633         uint32_t        flags;
634         uint32_t        reserved01;
635         uint32_t        reserved02;
636 };
637
638 struct dmsg_blk_flush {
639         dmsg_hdr_t      head;
640         uint64_t        keyid;
641         uint64_t        offset;
642         uint32_t        bytes;
643         uint32_t        flags;
644         uint32_t        reserved01;
645         uint32_t        reserved02;
646 };
647
648 struct dmsg_blk_freeblks {
649         dmsg_hdr_t      head;
650         uint64_t        keyid;
651         uint64_t        offset;
652         uint32_t        bytes;
653         uint32_t        flags;
654         uint32_t        reserved01;
655         uint32_t        reserved02;
656 };
657
658 typedef struct dmsg_blk_open            dmsg_blk_open_t;
659 typedef struct dmsg_blk_read            dmsg_blk_read_t;
660 typedef struct dmsg_blk_write           dmsg_blk_write_t;
661 typedef struct dmsg_blk_flush           dmsg_blk_flush_t;
662 typedef struct dmsg_blk_freeblks        dmsg_blk_freeblks_t;
663 typedef struct dmsg_blk_error           dmsg_blk_error_t;
664
665 /*
666  * NOTE!!!! ALL EXTENDED HEADER STRUCTURES MUST BE 64-BYTE ALIGNED!!!
667  *
668  * General message errors
669  *
670  *      0x00 - 0x1F     Local iocomm errors
671  *      0x20 - 0x2F     Global errors
672  */
673 #define DMSG_ERR_NOSUPP         0x20
674 #define DMSG_ERR_LOSTLINK       0x21
675 #define DMSG_ERR_IO             0x22    /* generic */
676 #define DMSG_ERR_PARAM          0x23    /* generic */
677 #define DMSG_ERR_CANTCIRC       0x24    /* (typically means lost span) */
678
679 union dmsg_any {
680         char                    buf[DMSG_HDR_MAX];
681         dmsg_hdr_t              head;
682
683         dmsg_lnk_conn_t         lnk_conn;
684         dmsg_lnk_span_t         lnk_span;
685
686         dmsg_blk_open_t         blk_open;
687         dmsg_blk_error_t        blk_error;
688         dmsg_blk_read_t         blk_read;
689         dmsg_blk_write_t        blk_write;
690         dmsg_blk_flush_t        blk_flush;
691         dmsg_blk_freeblks_t     blk_freeblks;
692 };
693
694 typedef union dmsg_any dmsg_any_t;
695
696 /*
697  * Kernel iocom structures and prototypes for kern/kern_dmsg.c
698  */
699 #if defined(_KERNEL) || defined(_KERNEL_STRUCTURES)
700
701 struct hammer2_mount;
702 struct xa_softc;
703 struct kdmsg_iocom;
704 struct kdmsg_state;
705 struct kdmsg_msg;
706 struct kdmsg_data;
707
708 /*
709  * msg_ctl flags (atomic)
710  */
711 #define KDMSG_CLUSTERCTL_UNUSED01       0x00000001
712 #define KDMSG_CLUSTERCTL_KILLRX         0x00000002 /* staged helper exit */
713 #define KDMSG_CLUSTERCTL_KILLTX         0x00000004 /* staged helper exit */
714 #define KDMSG_CLUSTERCTL_SLEEPING       0x00000008 /* interlocked w/msglk */
715
716 /*
717  * Transactional state structure, representing an open transaction.  The
718  * transaction might represent a cache state (and thus have a chain
719  * association), or a VOP op, LNK_SPAN, or other things.
720  *
721  * NOTE: A non-empty subq represents one ref.
722  *       If we are inserted on a parent's subq, that's one ref (SUBINSERTED).
723  *       If we are inserted on a RB tree, that's one ref (RBINSERTED).
724  *       msg->state represents a ref.
725  *       Other code references may hold refs.
726  *
727  * NOTE: The parent association stays intact as long as a state has a
728  *       non-empty subq.  Otherwise simulated failures might not be able
729  *       to reach the children.
730  */
731 TAILQ_HEAD(kdmsg_state_list, kdmsg_state);
732
733 struct kdmsg_state {
734         RB_ENTRY(kdmsg_state) rbnode;           /* indexed by msgid */
735         struct kdmsg_state      *scan;          /* scan check */
736         struct kdmsg_state_list subq;           /* active stacked states */
737         TAILQ_ENTRY(kdmsg_state) entry;         /* on parent subq */
738         TAILQ_ENTRY(kdmsg_state) user_entry;    /* available to devices */
739         struct kdmsg_iocom *iocom;
740         struct kdmsg_state *parent;
741         int             refs;                   /* refs */
742         uint32_t        icmd;                   /* record cmd creating state */
743         uint32_t        txcmd;                  /* mostly for CMDF flags */
744         uint32_t        rxcmd;                  /* mostly for CMDF flags */
745         uint64_t        msgid;                  /* {parent,msgid} uniq */
746         int             flags;
747         int             error;
748         void            *chain;                 /* (caller's state) */
749         int (*func)(struct kdmsg_state *, struct kdmsg_msg *);
750         union {
751                 void *any;
752                 struct hammer2_mount *hmp;
753                 struct xa_softc *xa_sc;
754         } any;
755 };
756
757 #define KDMSG_STATE_SUBINSERTED 0x0001
758 #define KDMSG_STATE_DYNAMIC     0x0002
759 #define KDMSG_STATE_UNUSED0004  0x0004
760 #define KDMSG_STATE_ABORTING    0x0008          /* avoids recursive abort */
761 #define KDMSG_STATE_OPPOSITE    0x0010          /* opposite direction */
762 #define KDMSG_STATE_DYING       0x0020          /* atomic recursive circ fail */
763 #define KDMSG_STATE_INTERLOCK   0x0040
764 #define KDMSG_STATE_RBINSERTED  0x0080
765 #define KDMSG_STATE_SIGNAL      0x0400
766 #define KDMSG_STATE_NEW         0x0800          /* defer abort processing */
767
768 struct kdmsg_msg {
769         TAILQ_ENTRY(kdmsg_msg) qentry;          /* serialized queue */
770         struct kdmsg_state *state;
771         size_t          hdr_size;
772         size_t          aux_size;
773         char            *aux_data;
774         uint32_t        flags;
775         uint32_t        tcmd;                   /* outer transaction cmd */
776         dmsg_any_t      any;                    /* variable sized */
777 };
778
779 struct kdmsg_data {
780         char            *aux_data;
781         size_t          aux_size;
782         struct kdmsg_iocom *iocom;
783 };
784
785 #define KDMSG_FLAG_AUXALLOC     0x0001
786
787 typedef struct kdmsg_link kdmsg_link_t;
788 typedef struct kdmsg_state kdmsg_state_t;
789 typedef struct kdmsg_msg kdmsg_msg_t;
790 typedef struct kdmsg_data kdmsg_data_t;
791
792 struct kdmsg_state_tree;
793 int kdmsg_state_cmp(kdmsg_state_t *state1, kdmsg_state_t *state2);
794 RB_HEAD(kdmsg_state_tree, kdmsg_state);
795 RB_PROTOTYPE(kdmsg_state_tree, kdmsg_state, rbnode, kdmsg_state_cmp);
796
797 /*
798  * Structure embedded in e.g. mount, master control structure for
799  * DMSG stream handling.
800  */
801 struct kdmsg_iocom {
802         struct malloc_type      *mmsg;
803         struct file             *msg_fp;        /* cluster pipe->userland */
804         thread_t                msgrd_td;       /* cluster thread */
805         thread_t                msgwr_td;       /* cluster thread */
806         int                     msg_ctl;        /* wakeup flags */
807         int                     msg_seq;        /* cluster msg sequence id */
808         uint32_t                flags;
809         struct lock             msglk;          /* lockmgr lock */
810         TAILQ_HEAD(, kdmsg_msg) msgq;           /* transmit queue */
811         void                    *handle;
812         void                    (*auto_callback)(kdmsg_msg_t *);
813         int                     (*rcvmsg)(kdmsg_msg_t *);
814         void                    (*exit_func)(struct kdmsg_iocom *);
815         struct kdmsg_state      state0;         /* root state for stacking */
816         struct kdmsg_state      *conn_state;    /* active LNK_CONN state */
817         struct kdmsg_state      *freerd_state;  /* allocation cache */
818         struct kdmsg_state      *freewr_state;  /* allocation cache */
819         struct kdmsg_state_tree staterd_tree;   /* active messages */
820         struct kdmsg_state_tree statewr_tree;   /* active messages */
821         dmsg_lnk_conn_t         auto_lnk_conn;
822         dmsg_lnk_span_t         auto_lnk_span;
823 };
824
825 typedef struct kdmsg_iocom      kdmsg_iocom_t;
826
827 #define KDMSG_IOCOMF_AUTOCONN   0x0001  /* handle RX/TX LNK_CONN */
828 #define KDMSG_IOCOMF_AUTORXSPAN 0x0002  /* handle RX LNK_SPAN */
829 #define KDMSG_IOCOMF_AUTOTXSPAN 0x0008  /* handle TX LNK_SPAN */
830 #define KDMSG_IOCOMF_EXITNOACC  0x8000  /* cannot accept writes */
831
832 #define KDMSG_IOCOMF_AUTOANY    (KDMSG_IOCOMF_AUTOCONN |        \
833                                  KDMSG_IOCOMF_AUTORXSPAN |      \
834                                  KDMSG_IOCOMF_AUTOTXSPAN)
835
836 uint32_t kdmsg_icrc32(const void *buf, size_t size);
837 uint32_t kdmsg_icrc32c(const void *buf, size_t size, uint32_t crc);
838
839 /*
840  * kern_dmsg.c
841  */
842 void kdmsg_iocom_init(kdmsg_iocom_t *iocom, void *handle, u_int32_t flags,
843                         struct malloc_type *mmsg,
844                         int (*rcvmsg)(kdmsg_msg_t *msg));
845 void kdmsg_iocom_reconnect(kdmsg_iocom_t *iocom, struct file *fp,
846                         const char *subsysname);
847 void kdmsg_iocom_autoinitiate(kdmsg_iocom_t *iocom,
848                         void (*conn_callback)(kdmsg_msg_t *msg));
849 void kdmsg_iocom_uninit(kdmsg_iocom_t *iocom);
850 void kdmsg_drain_msgq(kdmsg_iocom_t *iocom);
851
852 void kdmsg_msg_free(kdmsg_msg_t *msg);
853 kdmsg_msg_t *kdmsg_msg_alloc(kdmsg_state_t *state, uint32_t cmd,
854                                 int (*func)(kdmsg_state_t *, kdmsg_msg_t *),
855                                 void *data);
856 void kdmsg_msg_write(kdmsg_msg_t *msg);
857 void kdmsg_msg_reply(kdmsg_msg_t *msg, uint32_t error);
858 void kdmsg_msg_result(kdmsg_msg_t *msg, uint32_t error);
859 void kdmsg_state_reply(kdmsg_state_t *state, uint32_t error);
860 void kdmsg_state_result(kdmsg_state_t *state, uint32_t error);
861 void kdmsg_detach_aux_data(kdmsg_msg_t *msg, kdmsg_data_t *data);
862 void kdmsg_free_aux_data(kdmsg_data_t *data);
863
864 #endif
865
866 #endif