sys/ofed/drivers/infiniband/hw/mthca/mthca_allocator.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2004 Topspin Communications.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This software is available to you under a choice of one of two
   5  * licenses.  You may choose to be licensed under the terms of the GNU
   6  * General Public License (GPL) Version 2, available from the file
   7  * COPYING in the main directory of this source tree, or the
   8  * OpenIB.org BSD license below:
   9  *
  10  *     Redistribution and use in source and binary forms, with or
  11  *     without modification, are permitted provided that the following
  12  *     conditions are met:
  13  *
  14  *      - Redistributions of source code must retain the above
  15  *        copyright notice, this list of conditions and the following
  16  *        disclaimer.
  17  *
  18  *      - Redistributions in binary form must reproduce the above
  19  *        copyright notice, this list of conditions and the following
  20  *        disclaimer in the documentation and/or other materials
  21  *        provided with the distribution.
  22  *
  23  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  24  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  25  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  26  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
  27  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
  28  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
  29  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  30  * SOFTWARE.
  31  */
  32
  33 #include <linux/errno.h>
  34 #include <linux/slab.h>
  35
  36 #include "mthca_dev.h"
  37
  38 /* Trivial bitmap-based allocator */
  39 u32 mthca_alloc(struct mthca_alloc *alloc)
  40 {
  41         unsigned long flags;
  42         u32 obj;
  43
  44         spin_lock_irqsave(&alloc->lock, flags);
  45
  46         obj = find_next_zero_bit(alloc->table, alloc->max, alloc->last);
  47         if (obj >= alloc->max) {
  48                 alloc->top = (alloc->top + alloc->max) & alloc->mask;
  49                 obj = find_first_zero_bit(alloc->table, alloc->max);
  50         }
  51
  52         if (obj < alloc->max) {
  53                 set_bit(obj, alloc->table);
  54                 obj |= alloc->top;
  55         } else
  56                 obj = -1;
  57
  58         spin_unlock_irqrestore(&alloc->lock, flags);
  59
  60         return obj;
  61 }
  62
  63 void mthca_free(struct mthca_alloc *alloc, u32 obj)
  64 {
  65         unsigned long flags;
  66
  67         obj &= alloc->max - 1;
  68
  69         spin_lock_irqsave(&alloc->lock, flags);
  70
  71         clear_bit(obj, alloc->table);
  72         alloc->last = min(alloc->last, obj);
  73         alloc->top = (alloc->top + alloc->max) & alloc->mask;
  74
  75         spin_unlock_irqrestore(&alloc->lock, flags);
  76 }
  77
  78 int mthca_alloc_init(struct mthca_alloc *alloc, u32 num, u32 mask,
  79                      u32 reserved)
  80 {
  81         int i;
  82
  83         /* num must be a power of 2 */
  84         if (num != 1 << (ffs(num) - 1))
  85                 return -EINVAL;
  86
  87         alloc->last = 0;
  88         alloc->top  = 0;
  89         alloc->max  = num;
  90         alloc->mask = mask;
  91         spin_lock_init(&alloc->lock);
  92         alloc->table = kmalloc(BITS_TO_LONGS(num) * sizeof (long),
  93                                GFP_KERNEL);
  94         if (!alloc->table)
  95                 return -ENOMEM;
  96
  97         bitmap_zero(alloc->table, num);
  98         for (i = 0; i < reserved; ++i)
  99                 set_bit(i, alloc->table);
 100
 101         return 0;
 102 }
 103
 104 void mthca_alloc_cleanup(struct mthca_alloc *alloc)
 105 {
 106         kfree(alloc->table);
 107 }
 108
 109 /*
 110  * Array of pointers with lazy allocation of leaf pages.  Callers of
 111  * _get, _set and _clear methods must use a lock or otherwise
 112  * serialize access to the array.
 113  */
 114
 115 #define MTHCA_ARRAY_MASK (PAGE_SIZE / sizeof (void *) - 1)
 116
 117 void *mthca_array_get(struct mthca_array *array, int index)
 118 {
 119         int p = (index * sizeof (void *)) >> PAGE_SHIFT;
 120
 121         if (array->page_list[p].page)
 122                 return array->page_list[p].page[index & MTHCA_ARRAY_MASK];
 123         else
 124                 return NULL;
 125 }
 126
 127 int mthca_array_set(struct mthca_array *array, int index, void *value)
 128 {
 129         int p = (index * sizeof (void *)) >> PAGE_SHIFT;
 130
 131         /* Allocate with GFP_ATOMIC because we'll be called with locks held. */
 132         if (!array->page_list[p].page)
 133                 array->page_list[p].page = (void **) get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
 134
 135         if (!array->page_list[p].page)
 136                 return -ENOMEM;
 137
 138         array->page_list[p].page[index & MTHCA_ARRAY_MASK] = value;
 139         ++array->page_list[p].used;
 140
 141         return 0;
 142 }
 143
 144 void mthca_array_clear(struct mthca_array *array, int index)
 145 {
 146         int p = (index * sizeof (void *)) >> PAGE_SHIFT;
 147
 148         if (--array->page_list[p].used == 0) {
 149                 free_page((unsigned long) array->page_list[p].page);
 150                 array->page_list[p].page = NULL;
 151         } else
 152                 array->page_list[p].page[index & MTHCA_ARRAY_MASK] = NULL;
 153
 154         if (array->page_list[p].used < 0)
 155                 pr_debug("Array %p index %d page %d with ref count %d < 0\n",
 156                          array, index, p, array->page_list[p].used);
 157 }
 158
 159 int mthca_array_init(struct mthca_array *array, int nent)
 160 {
 161         int npage = (nent * sizeof (void *) + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 162         int i;
 163
 164         array->page_list = kmalloc(npage * sizeof *array->page_list, GFP_KERNEL);
 165         if (!array->page_list)
 166                 return -ENOMEM;
 167
 168         for (i = 0; i < npage; ++i) {
 169                 array->page_list[i].page = NULL;
 170                 array->page_list[i].used = 0;
 171         }
 172
 173         return 0;
 174 }
 175
 176 void mthca_array_cleanup(struct mthca_array *array, int nent)
 177 {
 178         int i;
 179
 180         for (i = 0; i < (nent * sizeof (void *) + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE; ++i)
 181                 free_page((unsigned long) array->page_list[i].page);
 182
 183         kfree(array->page_list);
 184 }
 185
 186 /*
 187  * Handling for queue buffers -- we allocate a bunch of memory and
 188  * register it in a memory region at HCA virtual address 0.  If the
 189  * requested size is > max_direct, we split the allocation into
 190  * multiple pages, so we don't require too much contiguous memory.
 191  */
 192
 193 int mthca_buf_alloc(struct mthca_dev *dev, int size, int max_direct,
 194                     union mthca_buf *buf, int *is_direct, struct mthca_pd *pd,
 195                     int hca_write, struct mthca_mr *mr)
 196 {
 197         int err = -ENOMEM;
 198         int npages, shift;
 199         u64 *dma_list = NULL;
 200         dma_addr_t t;
 201         int i;
 202
 203         if (size <= max_direct) {
 204                 *is_direct = 1;
 205                 npages     = 1;
 206                 shift      = get_order(size) + PAGE_SHIFT;
 207
 208                 buf->direct.buf = dma_alloc_coherent(&dev->pdev->dev,
 209                                                      size, &t, GFP_KERNEL);
 210                 if (!buf->direct.buf)
 211                         return -ENOMEM;
 212
 213                 pci_unmap_addr_set(&buf->direct, mapping, t);
 214
 215                 memset(buf->direct.buf, 0, size);
 216
 217                 while (t & ((1 << shift) - 1)) {
 218                         --shift;
 219                         npages *= 2;
 220                 }
 221
 222                 dma_list = kmalloc(npages * sizeof *dma_list, GFP_KERNEL);
 223                 if (!dma_list)
 224                         goto err_free;
 225
 226                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 227                         dma_list[i] = t + i * (1 << shift);
 228         } else {
 229                 *is_direct = 0;
 230                 npages     = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 231                 shift      = PAGE_SHIFT;
 232
 233                 dma_list = kmalloc(npages * sizeof *dma_list, GFP_KERNEL);
 234                 if (!dma_list)
 235                         return -ENOMEM;
 236
 237                 buf->page_list = kmalloc(npages * sizeof *buf->page_list,
 238                                          GFP_KERNEL);
 239                 if (!buf->page_list)
 240                         goto err_out;
 241
 242                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 243                         buf->page_list[i].buf = NULL;
 244
 245                 for (i = 0; i < npages; ++i) {
 246                         buf->page_list[i].buf =
 247                                 dma_alloc_coherent(&dev->pdev->dev, PAGE_SIZE,
 248                                                    &t, GFP_KERNEL);
 249                         if (!buf->page_list[i].buf)
 250                                 goto err_free;
 251
 252                         dma_list[i] = t;
 253                         pci_unmap_addr_set(&buf->page_list[i], mapping, t);
 254
 255                         clear_page(buf->page_list[i].buf);
 256                 }
 257         }
 258
 259         err = mthca_mr_alloc_phys(dev, pd->pd_num,
 260                                   dma_list, shift, npages,
 261                                   0, size,
 262                                   MTHCA_MPT_FLAG_LOCAL_READ |
 263                                   (hca_write ? MTHCA_MPT_FLAG_LOCAL_WRITE : 0),
 264                                   mr);
 265         if (err)
 266                 goto err_free;
 267
 268         kfree(dma_list);
 269
 270         return 0;
 271
 272 err_free:
 273         mthca_buf_free(dev, size, buf, *is_direct, NULL);
 274
 275 err_out:
 276         kfree(dma_list);
 277
 278         return err;
 279 }
 280
 281 void mthca_buf_free(struct mthca_dev *dev, int size, union mthca_buf *buf,
 282                     int is_direct, struct mthca_mr *mr)
 283 {
 284         int i;
 285
 286         if (mr)
 287                 mthca_free_mr(dev, mr);
 288
 289         if (is_direct)
 290                 dma_free_coherent(&dev->pdev->dev, size, buf->direct.buf,
 291                                   pci_unmap_addr(&buf->direct, mapping));
 292         else {
 293                 for (i = 0; i < (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE; ++i)
 294                         dma_free_coherent(&dev->pdev->dev, PAGE_SIZE,
 295                                           buf->page_list[i].buf,
 296                                           pci_unmap_addr(&buf->page_list[i],
 297                                                          mapping));
 298                 kfree(buf->page_list);
 299         }
 300 }