]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - net/sunrpc/xprtrdma/xprt_rdma.h
xprtrdma: Update obsolete comment
[linux.git] / net / sunrpc / xprtrdma / xprt_rdma.h
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2 /*
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18  *
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39  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
40  */
41
42 #ifndef _LINUX_SUNRPC_XPRT_RDMA_H
43 #define _LINUX_SUNRPC_XPRT_RDMA_H
44
45 #include <linux/wait.h>                 /* wait_queue_head_t, etc */
46 #include <linux/spinlock.h>             /* spinlock_t, etc */
47 #include <linux/atomic.h>               /* atomic_t, etc */
48 #include <linux/kref.h>                 /* struct kref */
49 #include <linux/workqueue.h>            /* struct work_struct */
50
51 #include <rdma/rdma_cm.h>               /* RDMA connection api */
52 #include <rdma/ib_verbs.h>              /* RDMA verbs api */
53
54 #include <linux/sunrpc/clnt.h>          /* rpc_xprt */
55 #include <linux/sunrpc/rpc_rdma.h>      /* RPC/RDMA protocol */
56 #include <linux/sunrpc/xprtrdma.h>      /* xprt parameters */
57
58 #define RDMA_RESOLVE_TIMEOUT    (5000)  /* 5 seconds */
59 #define RDMA_CONNECT_RETRY_MAX  (2)     /* retries if no listener backlog */
60
61 #define RPCRDMA_BIND_TO         (60U * HZ)
62 #define RPCRDMA_INIT_REEST_TO   (5U * HZ)
63 #define RPCRDMA_MAX_REEST_TO    (30U * HZ)
64 #define RPCRDMA_IDLE_DISC_TO    (5U * 60 * HZ)
65
66 /*
67  * Interface Adapter -- one per transport instance
68  */
69 struct rpcrdma_ia {
70         struct rdma_cm_id       *ri_id;
71         struct ib_pd            *ri_pd;
72         int                     ri_async_rc;
73         unsigned int            ri_max_segs;
74         unsigned int            ri_max_frwr_depth;
75         unsigned int            ri_max_send_sges;
76         bool                    ri_implicit_roundup;
77         enum ib_mr_type         ri_mrtype;
78         unsigned long           ri_flags;
79         struct completion       ri_done;
80         struct completion       ri_remove_done;
81 };
82
83 enum {
84         RPCRDMA_IAF_REMOVING = 0,
85 };
86
87 /*
88  * RDMA Endpoint -- one per transport instance
89  */
90
91 struct rpcrdma_ep {
92         unsigned int            rep_send_count;
93         unsigned int            rep_send_batch;
94         unsigned int            rep_max_inline_send;
95         unsigned int            rep_max_inline_recv;
96         int                     rep_connected;
97         struct ib_qp_init_attr  rep_attr;
98         wait_queue_head_t       rep_connect_wait;
99         struct rpcrdma_connect_private  rep_cm_private;
100         struct rdma_conn_param  rep_remote_cma;
101         unsigned int            rep_max_requests;       /* set by /proc */
102         unsigned int            rep_inline_send;        /* negotiated */
103         unsigned int            rep_inline_recv;        /* negotiated */
104         int                     rep_receive_count;
105 };
106
107 /* Pre-allocate extra Work Requests for handling backward receives
108  * and sends. This is a fixed value because the Work Queues are
109  * allocated when the forward channel is set up, long before the
110  * backchannel is provisioned. This value is two times
111  * NFS4_DEF_CB_SLOT_TABLE_SIZE.
112  */
113 #if defined(CONFIG_SUNRPC_BACKCHANNEL)
114 #define RPCRDMA_BACKWARD_WRS (32)
115 #else
116 #define RPCRDMA_BACKWARD_WRS (0)
117 #endif
118
119 /* Registered buffer -- registered kmalloc'd memory for RDMA SEND/RECV
120  */
121
122 struct rpcrdma_regbuf {
123         struct ib_sge           rg_iov;
124         struct ib_device        *rg_device;
125         enum dma_data_direction rg_direction;
126         void                    *rg_data;
127 };
128
129 static inline u64 rdmab_addr(struct rpcrdma_regbuf *rb)
130 {
131         return rb->rg_iov.addr;
132 }
133
134 static inline u32 rdmab_length(struct rpcrdma_regbuf *rb)
135 {
136         return rb->rg_iov.length;
137 }
138
139 static inline u32 rdmab_lkey(struct rpcrdma_regbuf *rb)
140 {
141         return rb->rg_iov.lkey;
142 }
143
144 static inline struct ib_device *rdmab_device(struct rpcrdma_regbuf *rb)
145 {
146         return rb->rg_device;
147 }
148
149 static inline void *rdmab_data(const struct rpcrdma_regbuf *rb)
150 {
151         return rb->rg_data;
152 }
153
154 #define RPCRDMA_DEF_GFP         (GFP_NOIO | __GFP_NOWARN)
155
156 /* To ensure a transport can always make forward progress,
157  * the number of RDMA segments allowed in header chunk lists
158  * is capped at 8. This prevents less-capable devices and
159  * memory registrations from overrunning the Send buffer
160  * while building chunk lists.
161  *
162  * Elements of the Read list take up more room than the
163  * Write list or Reply chunk. 8 read segments means the Read
164  * list (or Write list or Reply chunk) cannot consume more
165  * than
166  *
167  * ((8 + 2) * read segment size) + 1 XDR words, or 244 bytes.
168  *
169  * And the fixed part of the header is another 24 bytes.
170  *
171  * The smallest inline threshold is 1024 bytes, ensuring that
172  * at least 750 bytes are available for RPC messages.
173  */
174 enum {
175         RPCRDMA_MAX_HDR_SEGS = 8,
176         RPCRDMA_HDRBUF_SIZE = 256,
177 };
178
179 /*
180  * struct rpcrdma_rep -- this structure encapsulates state required
181  * to receive and complete an RPC Reply, asychronously. It needs
182  * several pieces of state:
183  *
184  *   o receive buffer and ib_sge (donated to provider)
185  *   o status of receive (success or not, length, inv rkey)
186  *   o bookkeeping state to get run by reply handler (XDR stream)
187  *
188  * These structures are allocated during transport initialization.
189  * N of these are associated with a transport instance, managed by
190  * struct rpcrdma_buffer. N is the max number of outstanding RPCs.
191  */
192
193 struct rpcrdma_rep {
194         struct ib_cqe           rr_cqe;
195         __be32                  rr_xid;
196         __be32                  rr_vers;
197         __be32                  rr_proc;
198         int                     rr_wc_flags;
199         u32                     rr_inv_rkey;
200         bool                    rr_temp;
201         struct rpcrdma_regbuf   *rr_rdmabuf;
202         struct rpcrdma_xprt     *rr_rxprt;
203         struct rpc_rqst         *rr_rqst;
204         struct xdr_buf          rr_hdrbuf;
205         struct xdr_stream       rr_stream;
206         struct list_head        rr_list;
207         struct ib_recv_wr       rr_recv_wr;
208 };
209
210 /* To reduce the rate at which a transport invokes ib_post_recv
211  * (and thus the hardware doorbell rate), xprtrdma posts Receive
212  * WRs in batches.
213  *
214  * Setting this to zero disables Receive post batching.
215  */
216 enum {
217         RPCRDMA_MAX_RECV_BATCH = 7,
218 };
219
220 /* struct rpcrdma_sendctx - DMA mapped SGEs to unmap after Send completes
221  */
222 struct rpcrdma_req;
223 struct rpcrdma_xprt;
224 struct rpcrdma_sendctx {
225         struct ib_send_wr       sc_wr;
226         struct ib_cqe           sc_cqe;
227         struct ib_device        *sc_device;
228         struct rpcrdma_xprt     *sc_xprt;
229         struct rpcrdma_req      *sc_req;
230         unsigned int            sc_unmap_count;
231         struct ib_sge           sc_sges[];
232 };
233
234 /*
235  * struct rpcrdma_mr - external memory region metadata
236  *
237  * An external memory region is any buffer or page that is registered
238  * on the fly (ie, not pre-registered).
239  */
240 struct rpcrdma_req;
241 struct rpcrdma_frwr {
242         struct ib_mr                    *fr_mr;
243         struct ib_cqe                   fr_cqe;
244         struct completion               fr_linv_done;
245         struct rpcrdma_req              *fr_req;
246         union {
247                 struct ib_reg_wr        fr_regwr;
248                 struct ib_send_wr       fr_invwr;
249         };
250 };
251
252 struct rpcrdma_mr {
253         struct list_head        mr_list;
254         struct scatterlist      *mr_sg;
255         int                     mr_nents;
256         enum dma_data_direction mr_dir;
257         struct rpcrdma_frwr     frwr;
258         struct rpcrdma_xprt     *mr_xprt;
259         u32                     mr_handle;
260         u32                     mr_length;
261         u64                     mr_offset;
262         struct work_struct      mr_recycle;
263         struct list_head        mr_all;
264 };
265
266 /*
267  * struct rpcrdma_req -- structure central to the request/reply sequence.
268  *
269  * N of these are associated with a transport instance, and stored in
270  * struct rpcrdma_buffer. N is the max number of outstanding requests.
271  *
272  * It includes pre-registered buffer memory for send AND recv.
273  * The recv buffer, however, is not owned by this structure, and
274  * is "donated" to the hardware when a recv is posted. When a
275  * reply is handled, the recv buffer used is given back to the
276  * struct rpcrdma_req associated with the request.
277  *
278  * In addition to the basic memory, this structure includes an array
279  * of iovs for send operations. The reason is that the iovs passed to
280  * ib_post_{send,recv} must not be modified until the work request
281  * completes.
282  */
283
284 /* Maximum number of page-sized "segments" per chunk list to be
285  * registered or invalidated. Must handle a Reply chunk:
286  */
287 enum {
288         RPCRDMA_MAX_IOV_SEGS    = 3,
289         RPCRDMA_MAX_DATA_SEGS   = ((1 * 1024 * 1024) / PAGE_SIZE) + 1,
290         RPCRDMA_MAX_SEGS        = RPCRDMA_MAX_DATA_SEGS +
291                                   RPCRDMA_MAX_IOV_SEGS,
292 };
293
294 struct rpcrdma_mr_seg {         /* chunk descriptors */
295         u32             mr_len;         /* length of chunk or segment */
296         struct page     *mr_page;       /* owning page, if any */
297         char            *mr_offset;     /* kva if no page, else offset */
298 };
299
300 /* The Send SGE array is provisioned to send a maximum size
301  * inline request:
302  * - RPC-over-RDMA header
303  * - xdr_buf head iovec
304  * - RPCRDMA_MAX_INLINE bytes, in pages
305  * - xdr_buf tail iovec
306  *
307  * The actual number of array elements consumed by each RPC
308  * depends on the device's max_sge limit.
309  */
310 enum {
311         RPCRDMA_MIN_SEND_SGES = 3,
312         RPCRDMA_MAX_PAGE_SGES = RPCRDMA_MAX_INLINE >> PAGE_SHIFT,
313         RPCRDMA_MAX_SEND_SGES = 1 + 1 + RPCRDMA_MAX_PAGE_SGES + 1,
314 };
315
316 struct rpcrdma_buffer;
317 struct rpcrdma_req {
318         struct list_head        rl_list;
319         struct rpc_rqst         rl_slot;
320         struct rpcrdma_rep      *rl_reply;
321         struct xdr_stream       rl_stream;
322         struct xdr_buf          rl_hdrbuf;
323         struct rpcrdma_sendctx  *rl_sendctx;
324         struct rpcrdma_regbuf   *rl_rdmabuf;    /* xprt header */
325         struct rpcrdma_regbuf   *rl_sendbuf;    /* rq_snd_buf */
326         struct rpcrdma_regbuf   *rl_recvbuf;    /* rq_rcv_buf */
327
328         struct list_head        rl_all;
329         struct kref             rl_kref;
330
331         struct list_head        rl_registered;  /* registered segments */
332         struct rpcrdma_mr_seg   rl_segments[RPCRDMA_MAX_SEGS];
333 };
334
335 static inline struct rpcrdma_req *
336 rpcr_to_rdmar(const struct rpc_rqst *rqst)
337 {
338         return container_of(rqst, struct rpcrdma_req, rl_slot);
339 }
340
341 static inline void
342 rpcrdma_mr_push(struct rpcrdma_mr *mr, struct list_head *list)
343 {
344         list_add_tail(&mr->mr_list, list);
345 }
346
347 static inline struct rpcrdma_mr *
348 rpcrdma_mr_pop(struct list_head *list)
349 {
350         struct rpcrdma_mr *mr;
351
352         mr = list_first_entry(list, struct rpcrdma_mr, mr_list);
353         list_del_init(&mr->mr_list);
354         return mr;
355 }
356
357 /*
358  * struct rpcrdma_buffer -- holds list/queue of pre-registered memory for
359  * inline requests/replies, and client/server credits.
360  *
361  * One of these is associated with a transport instance
362  */
363 struct rpcrdma_buffer {
364         spinlock_t              rb_mrlock;      /* protect rb_mrs list */
365         struct list_head        rb_mrs;
366         struct list_head        rb_all;
367
368         unsigned long           rb_sc_head;
369         unsigned long           rb_sc_tail;
370         unsigned long           rb_sc_last;
371         struct rpcrdma_sendctx  **rb_sc_ctxs;
372
373         spinlock_t              rb_lock;        /* protect buf lists */
374         struct list_head        rb_send_bufs;
375         struct list_head        rb_recv_bufs;
376         struct list_head        rb_allreqs;
377
378         u32                     rb_max_requests;
379         u32                     rb_credits;     /* most recent credit grant */
380
381         u32                     rb_bc_srv_max_requests;
382         u32                     rb_bc_max_requests;
383
384         struct delayed_work     rb_refresh_worker;
385 };
386
387 /*
388  * Statistics for RPCRDMA
389  */
390 struct rpcrdma_stats {
391         /* accessed when sending a call */
392         unsigned long           read_chunk_count;
393         unsigned long           write_chunk_count;
394         unsigned long           reply_chunk_count;
395         unsigned long long      total_rdma_request;
396
397         /* rarely accessed error counters */
398         unsigned long long      pullup_copy_count;
399         unsigned long           hardway_register_count;
400         unsigned long           failed_marshal_count;
401         unsigned long           bad_reply_count;
402         unsigned long           mrs_recycled;
403         unsigned long           mrs_orphaned;
404         unsigned long           mrs_allocated;
405         unsigned long           empty_sendctx_q;
406
407         /* accessed when receiving a reply */
408         unsigned long long      total_rdma_reply;
409         unsigned long long      fixup_copy_count;
410         unsigned long           reply_waits_for_send;
411         unsigned long           local_inv_needed;
412         unsigned long           nomsg_call_count;
413         unsigned long           bcall_count;
414 };
415
416 /*
417  * RPCRDMA transport -- encapsulates the structures above for
418  * integration with RPC.
419  *
420  * The contained structures are embedded, not pointers,
421  * for convenience. This structure need not be visible externally.
422  *
423  * It is allocated and initialized during mount, and released
424  * during unmount.
425  */
426 struct rpcrdma_xprt {
427         struct rpc_xprt         rx_xprt;
428         struct rpcrdma_ia       rx_ia;
429         struct rpcrdma_ep       rx_ep;
430         struct rpcrdma_buffer   rx_buf;
431         struct delayed_work     rx_connect_worker;
432         struct rpc_timeout      rx_timeout;
433         struct rpcrdma_stats    rx_stats;
434 };
435
436 #define rpcx_to_rdmax(x) container_of(x, struct rpcrdma_xprt, rx_xprt)
437
438 static inline const char *
439 rpcrdma_addrstr(const struct rpcrdma_xprt *r_xprt)
440 {
441         return r_xprt->rx_xprt.address_strings[RPC_DISPLAY_ADDR];
442 }
443
444 static inline const char *
445 rpcrdma_portstr(const struct rpcrdma_xprt *r_xprt)
446 {
447         return r_xprt->rx_xprt.address_strings[RPC_DISPLAY_PORT];
448 }
449
450 /* Setting this to 0 ensures interoperability with early servers.
451  * Setting this to 1 enhances certain unaligned read/write performance.
452  * Default is 0, see sysctl entry and rpc_rdma.c rpcrdma_convert_iovs() */
453 extern int xprt_rdma_pad_optimize;
454
455 /* This setting controls the hunt for a supported memory
456  * registration strategy.
457  */
458 extern unsigned int xprt_rdma_memreg_strategy;
459
460 /*
461  * Interface Adapter calls - xprtrdma/verbs.c
462  */
463 int rpcrdma_ia_open(struct rpcrdma_xprt *xprt);
464 void rpcrdma_ia_remove(struct rpcrdma_ia *ia);
465 void rpcrdma_ia_close(struct rpcrdma_ia *);
466
467 /*
468  * Endpoint calls - xprtrdma/verbs.c
469  */
470 int rpcrdma_ep_create(struct rpcrdma_xprt *r_xprt);
471 void rpcrdma_ep_destroy(struct rpcrdma_xprt *r_xprt);
472 int rpcrdma_ep_connect(struct rpcrdma_ep *, struct rpcrdma_ia *);
473 void rpcrdma_ep_disconnect(struct rpcrdma_ep *, struct rpcrdma_ia *);
474
475 int rpcrdma_ep_post(struct rpcrdma_ia *, struct rpcrdma_ep *,
476                                 struct rpcrdma_req *);
477
478 /*
479  * Buffer calls - xprtrdma/verbs.c
480  */
481 struct rpcrdma_req *rpcrdma_req_create(struct rpcrdma_xprt *r_xprt, size_t size,
482                                        gfp_t flags);
483 void rpcrdma_req_destroy(struct rpcrdma_req *req);
484 int rpcrdma_buffer_create(struct rpcrdma_xprt *);
485 void rpcrdma_buffer_destroy(struct rpcrdma_buffer *);
486 struct rpcrdma_sendctx *rpcrdma_sendctx_get_locked(struct rpcrdma_xprt *r_xprt);
487
488 struct rpcrdma_mr *rpcrdma_mr_get(struct rpcrdma_xprt *r_xprt);
489 void rpcrdma_mr_put(struct rpcrdma_mr *mr);
490 void rpcrdma_mr_unmap_and_put(struct rpcrdma_mr *mr);
491
492 static inline void
493 rpcrdma_mr_recycle(struct rpcrdma_mr *mr)
494 {
495         schedule_work(&mr->mr_recycle);
496 }
497
498 struct rpcrdma_req *rpcrdma_buffer_get(struct rpcrdma_buffer *);
499 void rpcrdma_buffer_put(struct rpcrdma_buffer *buffers,
500                         struct rpcrdma_req *req);
501 void rpcrdma_recv_buffer_put(struct rpcrdma_rep *);
502
503 bool rpcrdma_regbuf_realloc(struct rpcrdma_regbuf *rb, size_t size,
504                             gfp_t flags);
505 bool __rpcrdma_regbuf_dma_map(struct rpcrdma_xprt *r_xprt,
506                               struct rpcrdma_regbuf *rb);
507
508 /**
509  * rpcrdma_regbuf_is_mapped - check if buffer is DMA mapped
510  *
511  * Returns true if the buffer is now mapped to rb->rg_device.
512  */
513 static inline bool rpcrdma_regbuf_is_mapped(struct rpcrdma_regbuf *rb)
514 {
515         return rb->rg_device != NULL;
516 }
517
518 /**
519  * rpcrdma_regbuf_dma_map - DMA-map a regbuf
520  * @r_xprt: controlling transport instance
521  * @rb: regbuf to be mapped
522  *
523  * Returns true if the buffer is currently DMA mapped.
524  */
525 static inline bool rpcrdma_regbuf_dma_map(struct rpcrdma_xprt *r_xprt,
526                                           struct rpcrdma_regbuf *rb)
527 {
528         if (likely(rpcrdma_regbuf_is_mapped(rb)))
529                 return true;
530         return __rpcrdma_regbuf_dma_map(r_xprt, rb);
531 }
532
533 /*
534  * Wrappers for chunk registration, shared by read/write chunk code.
535  */
536
537 static inline enum dma_data_direction
538 rpcrdma_data_dir(bool writing)
539 {
540         return writing ? DMA_FROM_DEVICE : DMA_TO_DEVICE;
541 }
542
543 /* Memory registration calls xprtrdma/frwr_ops.c
544  */
545 bool frwr_is_supported(struct ib_device *device);
546 void frwr_reset(struct rpcrdma_req *req);
547 int frwr_open(struct rpcrdma_ia *ia, struct rpcrdma_ep *ep);
548 int frwr_init_mr(struct rpcrdma_ia *ia, struct rpcrdma_mr *mr);
549 void frwr_release_mr(struct rpcrdma_mr *mr);
550 size_t frwr_maxpages(struct rpcrdma_xprt *r_xprt);
551 struct rpcrdma_mr_seg *frwr_map(struct rpcrdma_xprt *r_xprt,
552                                 struct rpcrdma_mr_seg *seg,
553                                 int nsegs, bool writing, __be32 xid,
554                                 struct rpcrdma_mr **mr);
555 int frwr_send(struct rpcrdma_ia *ia, struct rpcrdma_req *req);
556 void frwr_reminv(struct rpcrdma_rep *rep, struct list_head *mrs);
557 void frwr_unmap_sync(struct rpcrdma_xprt *r_xprt, struct rpcrdma_req *req);
558 void frwr_unmap_async(struct rpcrdma_xprt *r_xprt, struct rpcrdma_req *req);
559
560 /*
561  * RPC/RDMA protocol calls - xprtrdma/rpc_rdma.c
562  */
563
564 enum rpcrdma_chunktype {
565         rpcrdma_noch = 0,
566         rpcrdma_readch,
567         rpcrdma_areadch,
568         rpcrdma_writech,
569         rpcrdma_replych
570 };
571
572 int rpcrdma_prepare_send_sges(struct rpcrdma_xprt *r_xprt,
573                               struct rpcrdma_req *req, u32 hdrlen,
574                               struct xdr_buf *xdr,
575                               enum rpcrdma_chunktype rtype);
576 void rpcrdma_sendctx_unmap(struct rpcrdma_sendctx *sc);
577 int rpcrdma_marshal_req(struct rpcrdma_xprt *r_xprt, struct rpc_rqst *rqst);
578 void rpcrdma_set_max_header_sizes(struct rpcrdma_xprt *);
579 void rpcrdma_complete_rqst(struct rpcrdma_rep *rep);
580 void rpcrdma_reply_handler(struct rpcrdma_rep *rep);
581
582 static inline void rpcrdma_set_xdrlen(struct xdr_buf *xdr, size_t len)
583 {
584         xdr->head[0].iov_len = len;
585         xdr->len = len;
586 }
587
588 /* RPC/RDMA module init - xprtrdma/transport.c
589  */
590 extern unsigned int xprt_rdma_slot_table_entries;
591 extern unsigned int xprt_rdma_max_inline_read;
592 extern unsigned int xprt_rdma_max_inline_write;
593 void xprt_rdma_format_addresses(struct rpc_xprt *xprt, struct sockaddr *sap);
594 void xprt_rdma_free_addresses(struct rpc_xprt *xprt);
595 void xprt_rdma_close(struct rpc_xprt *xprt);
596 void xprt_rdma_print_stats(struct rpc_xprt *xprt, struct seq_file *seq);
597 int xprt_rdma_init(void);
598 void xprt_rdma_cleanup(void);
599
600 /* Backchannel calls - xprtrdma/backchannel.c
601  */
602 #if defined(CONFIG_SUNRPC_BACKCHANNEL)
603 int xprt_rdma_bc_setup(struct rpc_xprt *, unsigned int);
604 size_t xprt_rdma_bc_maxpayload(struct rpc_xprt *);
605 unsigned int xprt_rdma_bc_max_slots(struct rpc_xprt *);
606 int rpcrdma_bc_post_recv(struct rpcrdma_xprt *, unsigned int);
607 void rpcrdma_bc_receive_call(struct rpcrdma_xprt *, struct rpcrdma_rep *);
608 int xprt_rdma_bc_send_reply(struct rpc_rqst *rqst);
609 void xprt_rdma_bc_free_rqst(struct rpc_rqst *);
610 void xprt_rdma_bc_destroy(struct rpc_xprt *, unsigned int);
611 #endif  /* CONFIG_SUNRPC_BACKCHANNEL */
612
613 extern struct xprt_class xprt_rdma_bc;
614
615 #endif                          /* _LINUX_SUNRPC_XPRT_RDMA_H */