drivers/net/mlx4/alloc.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2006, 2007 Cisco Systems, Inc.  All rights reserved.
   3  * Copyright (c) 2007, 2008 Mellanox Technologies. All rights reserved.
   4  *
   5  * This software is available to you under a choice of one of two
   6  * licenses.  You may choose to be licensed under the terms of the GNU
   7  * General Public License (GPL) Version 2, available from the file
   8  * COPYING in the main directory of this source tree, or the
   9  * OpenIB.org BSD license below:
  10  *
  11  *     Redistribution and use in source and binary forms, with or
  12  *     without modification, are permitted provided that the following
  13  *     conditions are met:
  14  *
  15  *      - Redistributions of source code must retain the above
  16  *        copyright notice, this list of conditions and the following
  17  *        disclaimer.
  18  *
  19  *      - Redistributions in binary form must reproduce the above
  20  *        copyright notice, this list of conditions and the following
  21  *        disclaimer in the documentation and/or other materials
  22  *        provided with the distribution.
  23  *
  24  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  25  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  26  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  27  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
  28  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
  29  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
  30  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  31  * SOFTWARE.
  32  */
  33
  34 #include <linux/errno.h>
  35 #include <linux/slab.h>
  36 #include <linux/bitmap.h>
  37 #include <linux/dma-mapping.h>
  38 #include <linux/vmalloc.h>
  39
  40 #include "mlx4.h"
  41
  42 u32 mlx4_bitmap_alloc(struct mlx4_bitmap *bitmap)
  43 {
  44         u32 obj;
  45
  46         spin_lock(&bitmap->lock);
  47
  48         obj = find_next_zero_bit(bitmap->table, bitmap->max, bitmap->last);
  49         if (obj >= bitmap->max) {
  50                 bitmap->top = (bitmap->top + bitmap->max + bitmap->reserved_top)
  51                                 & bitmap->mask;
  52                 obj = find_first_zero_bit(bitmap->table, bitmap->max);
  53         }
  54
  55         if (obj < bitmap->max) {
  56                 set_bit(obj, bitmap->table);
  57                 bitmap->last = (obj + 1);
  58                 if (bitmap->last == bitmap->max)
  59                         bitmap->last = 0;
  60                 obj |= bitmap->top;
  61         } else
  62                 obj = -1;
  63
  64         spin_unlock(&bitmap->lock);
  65
  66         return obj;
  67 }
  68
  69 void mlx4_bitmap_free(struct mlx4_bitmap *bitmap, u32 obj)
  70 {
  71         mlx4_bitmap_free_range(bitmap, obj, 1);
  72 }
  73
  74 static unsigned long find_aligned_range(unsigned long *bitmap,
  75                                         u32 start, u32 nbits,
  76                                         int len, int align)
  77 {
  78         unsigned long end, i;
  79
  80 again:
  81         start = ALIGN(start, align);
  82
  83         while ((start < nbits) && test_bit(start, bitmap))
  84                 start += align;
  85
  86         if (start >= nbits)
  87                 return -1;
  88
  89         end = start+len;
  90         if (end > nbits)
  91                 return -1;
  92
  93         for (i = start + 1; i < end; i++) {
  94                 if (test_bit(i, bitmap)) {
  95                         start = i + 1;
  96                         goto again;
  97                 }
  98         }
  99
 100         return start;
 101 }
 102
 103 u32 mlx4_bitmap_alloc_range(struct mlx4_bitmap *bitmap, int cnt, int align)
 104 {
 105         u32 obj, i;
 106
 107         if (likely(cnt == 1 && align == 1))
 108                 return mlx4_bitmap_alloc(bitmap);
 109
 110         spin_lock(&bitmap->lock);
 111
 112         obj = find_aligned_range(bitmap->table, bitmap->last,
 113                                  bitmap->max, cnt, align);
 114         if (obj >= bitmap->max) {
 115                 bitmap->top = (bitmap->top + bitmap->max + bitmap->reserved_top)
 116                                 & bitmap->mask;
 117                 obj = find_aligned_range(bitmap->table, 0, bitmap->max,
 118                                          cnt, align);
 119         }
 120
 121         if (obj < bitmap->max) {
 122                 for (i = 0; i < cnt; i++)
 123                         set_bit(obj + i, bitmap->table);
 124                 if (obj == bitmap->last) {
 125                         bitmap->last = (obj + cnt);
 126                         if (bitmap->last >= bitmap->max)
 127                                 bitmap->last = 0;
 128                 }
 129                 obj |= bitmap->top;
 130         } else
 131                 obj = -1;
 132
 133         spin_unlock(&bitmap->lock);
 134
 135         return obj;
 136 }
 137
 138 void mlx4_bitmap_free_range(struct mlx4_bitmap *bitmap, u32 obj, int cnt)
 139 {
 140         u32 i;
 141
 142         obj &= bitmap->max + bitmap->reserved_top - 1;
 143
 144         spin_lock(&bitmap->lock);
 145         for (i = 0; i < cnt; i++)
 146                 clear_bit(obj + i, bitmap->table);
 147         bitmap->last = min(bitmap->last, obj);
 148         bitmap->top = (bitmap->top + bitmap->max + bitmap->reserved_top)
 149                         & bitmap->mask;
 150         spin_unlock(&bitmap->lock);
 151 }
 152
 153 int mlx4_bitmap_init(struct mlx4_bitmap *bitmap, u32 num, u32 mask,
 154                      u32 reserved_bot, u32 reserved_top)
 155 {
 156         int i;
 157
 158         /* num must be a power of 2 */
 159         if (num != roundup_pow_of_two(num))
 160                 return -EINVAL;
 161
 162         bitmap->last = 0;
 163         bitmap->top  = 0;
 164         bitmap->max  = num - reserved_top;
 165         bitmap->mask = mask;
 166         bitmap->reserved_top = reserved_top;
 167         spin_lock_init(&bitmap->lock);
 168         bitmap->table = kzalloc(BITS_TO_LONGS(bitmap->max) *
 169                                 sizeof (long), GFP_KERNEL);
 170         if (!bitmap->table)
 171                 return -ENOMEM;
 172
 173         for (i = 0; i < reserved_bot; ++i)
 174                 set_bit(i, bitmap->table);
 175
 176         return 0;
 177 }
 178
 179 void mlx4_bitmap_cleanup(struct mlx4_bitmap *bitmap)
 180 {
 181         kfree(bitmap->table);
 182 }
 183
 184 /*
 185  * Handling for queue buffers -- we allocate a bunch of memory and
 186  * register it in a memory region at HCA virtual address 0.  If the
 187  * requested size is > max_direct, we split the allocation into
 188  * multiple pages, so we don't require too much contiguous memory.
 189  */
 190
 191 int mlx4_buf_alloc(struct mlx4_dev *dev, int size, int max_direct,
 192                    struct mlx4_buf *buf)
 193 {
 194         dma_addr_t t;
 195
 196         if (size <= max_direct) {
 197                 buf->nbufs        = 1;
 198                 buf->npages       = 1;
 199                 buf->page_shift   = get_order(size) + PAGE_SHIFT;
 200                 buf->direct.buf   = dma_alloc_coherent(&dev->pdev->dev,
 201                                                        size, &t, GFP_KERNEL);
 202                 if (!buf->direct.buf)
 203                         return -ENOMEM;
 204
 205                 buf->direct.map = t;
 206
 207                 while (t & ((1 << buf->page_shift) - 1)) {
 208                         --buf->page_shift;
 209                         buf->npages *= 2;
 210                 }
 211
 212                 memset(buf->direct.buf, 0, size);
 213         } else {
 214                 int i;
 215
 216                 buf->nbufs       = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 217                 buf->npages      = buf->nbufs;
 218                 buf->page_shift  = PAGE_SHIFT;
 219                 buf->page_list   = kzalloc(buf->nbufs * sizeof *buf->page_list,
 220                                            GFP_KERNEL);
 221                 if (!buf->page_list)
 222                         return -ENOMEM;
 223
 224                 for (i = 0; i < buf->nbufs; ++i) {
 225                         buf->page_list[i].buf =
 226                                 dma_alloc_coherent(&dev->pdev->dev, PAGE_SIZE,
 227                                                    &t, GFP_KERNEL);
 228                         if (!buf->page_list[i].buf)
 229                                 goto err_free;
 230
 231                         buf->page_list[i].map = t;
 232
 233                         memset(buf->page_list[i].buf, 0, PAGE_SIZE);
 234                 }
 235
 236                 if (BITS_PER_LONG == 64) {
 237                         struct page **pages;
 238                         pages = kmalloc(sizeof *pages * buf->nbufs, GFP_KERNEL);
 239                         if (!pages)
 240                                 goto err_free;
 241                         for (i = 0; i < buf->nbufs; ++i)
 242                                 pages[i] = virt_to_page(buf->page_list[i].buf);
 243                         buf->direct.buf = vmap(pages, buf->nbufs, VM_MAP, PAGE_KERNEL);
 244                         kfree(pages);
 245                         if (!buf->direct.buf)
 246                                 goto err_free;
 247                 }
 248         }
 249
 250         return 0;
 251
 252 err_free:
 253         mlx4_buf_free(dev, size, buf);
 254
 255         return -ENOMEM;
 256 }
 257 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_buf_alloc);
 258
 259 void mlx4_buf_free(struct mlx4_dev *dev, int size, struct mlx4_buf *buf)
 260 {
 261         int i;
 262
 263         if (buf->nbufs == 1)
 264                 dma_free_coherent(&dev->pdev->dev, size, buf->direct.buf,
 265                                   buf->direct.map);
 266         else {
 267                 if (BITS_PER_LONG == 64)
 268                         vunmap(buf->direct.buf);
 269
 270                 for (i = 0; i < buf->nbufs; ++i)
 271                         if (buf->page_list[i].buf)
 272                                 dma_free_coherent(&dev->pdev->dev, PAGE_SIZE,
 273                                                   buf->page_list[i].buf,
 274                                                   buf->page_list[i].map);
 275                 kfree(buf->page_list);
 276         }
 277 }
 278 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_buf_free);
 279
 280 static struct mlx4_db_pgdir *mlx4_alloc_db_pgdir(struct device *dma_device)
 281 {
 282         struct mlx4_db_pgdir *pgdir;
 283
 284         pgdir = kzalloc(sizeof *pgdir, GFP_KERNEL);
 285         if (!pgdir)
 286                 return NULL;
 287
 288         bitmap_fill(pgdir->order1, MLX4_DB_PER_PAGE / 2);
 289         pgdir->bits[0] = pgdir->order0;
 290         pgdir->bits[1] = pgdir->order1;
 291         pgdir->db_page = dma_alloc_coherent(dma_device, PAGE_SIZE,
 292                                             &pgdir->db_dma, GFP_KERNEL);
 293         if (!pgdir->db_page) {
 294                 kfree(pgdir);
 295                 return NULL;
 296         }
 297
 298         return pgdir;
 299 }
 300
 301 static int mlx4_alloc_db_from_pgdir(struct mlx4_db_pgdir *pgdir,
 302                                     struct mlx4_db *db, int order)
 303 {
 304         int o;
 305         int i;
 306
 307         for (o = order; o <= 1; ++o) {
 308                 i = find_first_bit(pgdir->bits[o], MLX4_DB_PER_PAGE >> o);
 309                 if (i < MLX4_DB_PER_PAGE >> o)
 310                         goto found;
 311         }
 312
 313         return -ENOMEM;
 314
 315 found:
 316         clear_bit(i, pgdir->bits[o]);
 317
 318         i <<= o;
 319
 320         if (o > order)
 321                 set_bit(i ^ 1, pgdir->bits[order]);
 322
 323         db->u.pgdir = pgdir;
 324         db->index   = i;
 325         db->db      = pgdir->db_page + db->index;
 326         db->dma     = pgdir->db_dma  + db->index * 4;
 327         db->order   = order;
 328
 329         return 0;
 330 }
 331
 332 int mlx4_db_alloc(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_db *db, int order)
 333 {
 334         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
 335         struct mlx4_db_pgdir *pgdir;
 336         int ret = 0;
 337
 338         mutex_lock(&priv->pgdir_mutex);
 339
 340         list_for_each_entry(pgdir, &priv->pgdir_list, list)
 341                 if (!mlx4_alloc_db_from_pgdir(pgdir, db, order))
 342                         goto out;
 343
 344         pgdir = mlx4_alloc_db_pgdir(&(dev->pdev->dev));
 345         if (!pgdir) {
 346                 ret = -ENOMEM;
 347                 goto out;
 348         }
 349
 350         list_add(&pgdir->list, &priv->pgdir_list);
 351
 352         /* This should never fail -- we just allocated an empty page: */
 353         WARN_ON(mlx4_alloc_db_from_pgdir(pgdir, db, order));
 354
 355 out:
 356         mutex_unlock(&priv->pgdir_mutex);
 357
 358         return ret;
 359 }
 360 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_db_alloc);
 361
 362 void mlx4_db_free(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_db *db)
 363 {
 364         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
 365         int o;
 366         int i;
 367
 368         mutex_lock(&priv->pgdir_mutex);
 369
 370         o = db->order;
 371         i = db->index;
 372
 373         if (db->order == 0 && test_bit(i ^ 1, db->u.pgdir->order0)) {
 374                 clear_bit(i ^ 1, db->u.pgdir->order0);
 375                 ++o;
 376         }
 377         i >>= o;
 378         set_bit(i, db->u.pgdir->bits[o]);
 379
 380         if (bitmap_full(db->u.pgdir->order1, MLX4_DB_PER_PAGE / 2)) {
 381                 dma_free_coherent(&(dev->pdev->dev), PAGE_SIZE,
 382                                   db->u.pgdir->db_page, db->u.pgdir->db_dma);
 383                 list_del(&db->u.pgdir->list);
 384                 kfree(db->u.pgdir);
 385         }
 386
 387         mutex_unlock(&priv->pgdir_mutex);
 388 }
 389 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_db_free);
 390
 391 int mlx4_alloc_hwq_res(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_hwq_resources *wqres,
 392                        int size, int max_direct)
 393 {
 394         int err;
 395
 396         err = mlx4_db_alloc(dev, &wqres->db, 1);
 397         if (err)
 398                 return err;
 399
 400         *wqres->db.db = 0;
 401
 402         err = mlx4_buf_alloc(dev, size, max_direct, &wqres->buf);
 403         if (err)
 404                 goto err_db;
 405
 406         err = mlx4_mtt_init(dev, wqres->buf.npages, wqres->buf.page_shift,
 407                             &wqres->mtt);
 408         if (err)
 409                 goto err_buf;
 410
 411         err = mlx4_buf_write_mtt(dev, &wqres->mtt, &wqres->buf);
 412         if (err)
 413                 goto err_mtt;
 414
 415         return 0;
 416
 417 err_mtt:
 418         mlx4_mtt_cleanup(dev, &wqres->mtt);
 419 err_buf:
 420         mlx4_buf_free(dev, size, &wqres->buf);
 421 err_db:
 422         mlx4_db_free(dev, &wqres->db);
 423
 424         return err;
 425 }
 426 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_alloc_hwq_res);
 427
 428 void mlx4_free_hwq_res(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_hwq_resources *wqres,
 429                        int size)
 430 {
 431         mlx4_mtt_cleanup(dev, &wqres->mtt);
 432         mlx4_buf_free(dev, size, &wqres->buf);
 433         mlx4_db_free(dev, &wqres->db);
 434 }
 435 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_free_hwq_res);