sys/ofed/drivers/net/mlx4/alloc.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2006, 2007 Cisco Systems, Inc.  All rights reserved.
   3  * Copyright (c) 2007, 2008, 2014 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/mm.h>
  37 #include <linux/module.h>
  38 #include <linux/dma-mapping.h>
  39 #include <linux/vmalloc.h>
  40
  41 #include "mlx4.h"
  42
  43 u32 mlx4_bitmap_alloc(struct mlx4_bitmap *bitmap)
  44 {
  45         u32 obj;
  46
  47         spin_lock(&bitmap->lock);
  48
  49         obj = find_next_zero_bit(bitmap->table, bitmap->max, bitmap->last);
  50         if (obj >= bitmap->max) {
  51                 bitmap->top = (bitmap->top + bitmap->max + bitmap->reserved_top)
  52                                 & bitmap->mask;
  53                 obj = find_first_zero_bit(bitmap->table, bitmap->max);
  54         }
  55
  56         if (obj < bitmap->max) {
  57                 set_bit(obj, bitmap->table);
  58                 bitmap->last = (obj + 1);
  59                 if (bitmap->last == bitmap->max)
  60                         bitmap->last = 0;
  61                 obj |= bitmap->top;
  62         } else
  63                 obj = -1;
  64
  65         if (obj != -1)
  66                 --bitmap->avail;
  67
  68         spin_unlock(&bitmap->lock);
  69
  70         return obj;
  71 }
  72
  73 void mlx4_bitmap_free(struct mlx4_bitmap *bitmap, u32 obj, int use_rr)
  74 {
  75         mlx4_bitmap_free_range(bitmap, obj, 1, use_rr);
  76 }
  77
  78 static unsigned long find_aligned_range(unsigned long *bitmap,
  79                                         u32 start, u32 nbits,
  80                                         int len, int align, u32 skip_mask)
  81 {
  82         unsigned long end, i;
  83
  84 again:
  85         start = ALIGN(start, align);
  86
  87         while ((start < nbits) && (test_bit(start, bitmap) ||
  88                                    (start & skip_mask)))
  89                 start += align;
  90
  91         if (start >= nbits)
  92                 return -1;
  93
  94         end = start+len;
  95         if (end > nbits)
  96                 return -1;
  97
  98         for (i = start + 1; i < end; i++) {
  99                 if (test_bit(i, bitmap) || ((u32)i & skip_mask)) {
 100                         start = i + 1;
 101                         goto again;
 102                 }
 103         }
 104
 105         return start;
 106 }
 107
 108 u32 mlx4_bitmap_alloc_range(struct mlx4_bitmap *bitmap, int cnt,
 109                             int align, u32 skip_mask)
 110 {
 111         u32 obj;
 112
 113         if (likely(cnt == 1 && align == 1 && !skip_mask))
 114                 return mlx4_bitmap_alloc(bitmap);
 115
 116         spin_lock(&bitmap->lock);
 117
 118         obj = find_aligned_range(bitmap->table, bitmap->last,
 119                                 bitmap->max, cnt, align, skip_mask);
 120         if (obj >= bitmap->max) {
 121                 bitmap->top = (bitmap->top + bitmap->max + bitmap->reserved_top)
 122                                 & bitmap->mask;
 123                 obj = find_aligned_range(bitmap->table, 0, bitmap->max,
 124                                                 cnt, align, skip_mask);
 125         }
 126
 127         if (obj < bitmap->max) {
 128                 bitmap_set(bitmap->table, obj, cnt);
 129                 if (obj == bitmap->last) {
 130                         bitmap->last = (obj + cnt);
 131                         if (bitmap->last >= bitmap->max)
 132                                 bitmap->last = 0;
 133                 }
 134                 obj |= bitmap->top;
 135         } else
 136                 obj = -1;
 137
 138         if (obj != -1)
 139                 bitmap->avail -= cnt;
 140
 141         spin_unlock(&bitmap->lock);
 142
 143         return obj;
 144 }
 145
 146 u32 mlx4_bitmap_avail(struct mlx4_bitmap *bitmap)
 147 {
 148         return bitmap->avail;
 149 }
 150
 151 void mlx4_bitmap_free_range(struct mlx4_bitmap *bitmap, u32 obj, int cnt,
 152                             int use_rr)
 153 {
 154         obj &= bitmap->max + bitmap->reserved_top - 1;
 155
 156         spin_lock(&bitmap->lock);
 157         if (!use_rr) {
 158                 bitmap->last = min(bitmap->last, obj);
 159                 bitmap->top = (bitmap->top + bitmap->max + bitmap->reserved_top)
 160                                 & bitmap->mask;
 161         }
 162         bitmap_clear(bitmap->table, obj, cnt);
 163         bitmap->avail += cnt;
 164         spin_unlock(&bitmap->lock);
 165 }
 166
 167 int mlx4_bitmap_init(struct mlx4_bitmap *bitmap, u32 num, u32 mask,
 168                      u32 reserved_bot, u32 reserved_top)
 169 {
 170         /* sanity check */
 171         if (num <= (u64)reserved_top + reserved_bot)
 172                 return -EINVAL;
 173
 174         /* num must be a power of 2 */
 175         if (num != roundup_pow_of_two(num))
 176                 return -EINVAL;
 177
 178         if (reserved_bot + reserved_top >= num)
 179                 return -EINVAL;
 180
 181         bitmap->last = 0;
 182         bitmap->top  = 0;
 183         bitmap->max  = num - reserved_top;
 184         bitmap->mask = mask;
 185         bitmap->reserved_top = reserved_top;
 186         bitmap->avail = num - reserved_top - reserved_bot;
 187         spin_lock_init(&bitmap->lock);
 188         bitmap->table = kzalloc(BITS_TO_LONGS(bitmap->max) *
 189                                 sizeof (long), GFP_KERNEL);
 190         if (!bitmap->table)
 191                 return -ENOMEM;
 192
 193         bitmap_set(bitmap->table, 0, reserved_bot);
 194
 195         return 0;
 196 }
 197
 198 void mlx4_bitmap_cleanup(struct mlx4_bitmap *bitmap)
 199 {
 200         kfree(bitmap->table);
 201 }
 202
 203 /*
 204  * Handling for queue buffers -- we allocate a bunch of memory and
 205  * register it in a memory region at HCA virtual address 0.  If the
 206  * requested size is > max_direct, we split the allocation into
 207  * multiple pages, so we don't require too much contiguous memory.
 208  */
 209
 210 int mlx4_buf_alloc(struct mlx4_dev *dev, int size, int max_direct,
 211                    struct mlx4_buf *buf)
 212 {
 213         dma_addr_t t;
 214
 215         if (size <= max_direct) {
 216                 buf->nbufs        = 1;
 217                 buf->npages       = 1;
 218                 buf->page_shift   = get_order(size) + PAGE_SHIFT;
 219                 buf->direct.buf   = dma_alloc_coherent(&dev->pdev->dev,
 220                                                        size, &t, GFP_KERNEL);
 221                 if (!buf->direct.buf)
 222                         return -ENOMEM;
 223
 224                 buf->direct.map = t;
 225
 226                 while (t & ((1 << buf->page_shift) - 1)) {
 227                         --buf->page_shift;
 228                         buf->npages *= 2;
 229                 }
 230
 231                 memset(buf->direct.buf, 0, size);
 232         } else {
 233                 int i;
 234
 235                 buf->direct.buf  = NULL;
 236                 buf->nbufs       = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 237                 buf->npages      = buf->nbufs;
 238                 buf->page_shift  = PAGE_SHIFT;
 239                 buf->page_list   = kcalloc(buf->nbufs, sizeof(*buf->page_list),
 240                                            GFP_KERNEL);
 241                 if (!buf->page_list)
 242                         return -ENOMEM;
 243
 244                 for (i = 0; i < buf->nbufs; ++i) {
 245                         buf->page_list[i].buf =
 246                                 dma_alloc_coherent(&dev->pdev->dev, PAGE_SIZE,
 247                                                    &t, GFP_KERNEL);
 248                         if (!buf->page_list[i].buf)
 249                                 goto err_free;
 250
 251                         buf->page_list[i].map = t;
 252
 253                         memset(buf->page_list[i].buf, 0, PAGE_SIZE);
 254                 }
 255
 256                 if (BITS_PER_LONG == 64) {
 257                         struct page **pages;
 258                         pages = kmalloc(sizeof *pages * buf->nbufs, GFP_KERNEL);
 259                         if (!pages)
 260                                 goto err_free;
 261                         for (i = 0; i < buf->nbufs; ++i)
 262                                 pages[i] = virt_to_page(buf->page_list[i].buf);
 263                         buf->direct.buf = vmap(pages, buf->nbufs, VM_MAP, PAGE_KERNEL);
 264                         kfree(pages);
 265                         if (!buf->direct.buf)
 266                                 goto err_free;
 267                 }
 268         }
 269
 270         return 0;
 271
 272 err_free:
 273         mlx4_buf_free(dev, size, buf);
 274
 275         return -ENOMEM;
 276 }
 277 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_buf_alloc);
 278
 279 void mlx4_buf_free(struct mlx4_dev *dev, int size, struct mlx4_buf *buf)
 280 {
 281         int i;
 282
 283         if (buf->nbufs == 1)
 284                 dma_free_coherent(&dev->pdev->dev, size, buf->direct.buf,
 285                                   buf->direct.map);
 286         else {
 287                 if (BITS_PER_LONG == 64 && buf->direct.buf)
 288                         vunmap(buf->direct.buf);
 289
 290                 for (i = 0; i < buf->nbufs; ++i)
 291                         if (buf->page_list[i].buf)
 292                                 dma_free_coherent(&dev->pdev->dev, PAGE_SIZE,
 293                                                   buf->page_list[i].buf,
 294                                                   buf->page_list[i].map);
 295                 kfree(buf->page_list);
 296         }
 297 }
 298 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_buf_free);
 299
 300 static struct mlx4_db_pgdir *mlx4_alloc_db_pgdir(struct device *dma_device)
 301 {
 302         struct mlx4_db_pgdir *pgdir;
 303
 304         pgdir = kzalloc(sizeof *pgdir, GFP_KERNEL);
 305         if (!pgdir)
 306                 return NULL;
 307
 308         bitmap_fill(pgdir->order1, MLX4_DB_PER_PAGE / 2);
 309         pgdir->bits[0] = pgdir->order0;
 310         pgdir->bits[1] = pgdir->order1;
 311         pgdir->db_page = dma_alloc_coherent(dma_device, PAGE_SIZE,
 312                                             &pgdir->db_dma, GFP_KERNEL);
 313         if (!pgdir->db_page) {
 314                 kfree(pgdir);
 315                 return NULL;
 316         }
 317
 318         return pgdir;
 319 }
 320
 321 static int mlx4_alloc_db_from_pgdir(struct mlx4_db_pgdir *pgdir,
 322                                     struct mlx4_db *db, int order)
 323 {
 324         int o;
 325         int i;
 326
 327         for (o = order; o <= 1; ++o) {
 328                 i = find_first_bit(pgdir->bits[o], MLX4_DB_PER_PAGE >> o);
 329                 if (i < MLX4_DB_PER_PAGE >> o)
 330                         goto found;
 331         }
 332
 333         return -ENOMEM;
 334
 335 found:
 336         clear_bit(i, pgdir->bits[o]);
 337
 338         i <<= o;
 339
 340         if (o > order)
 341                 set_bit(i ^ 1, pgdir->bits[order]);
 342
 343         db->u.pgdir = pgdir;
 344         db->index   = i;
 345         db->db      = pgdir->db_page + db->index;
 346         db->dma     = pgdir->db_dma  + db->index * 4;
 347         db->order   = order;
 348
 349         return 0;
 350 }
 351
 352 int mlx4_db_alloc(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_db *db, int order)
 353 {
 354         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
 355         struct mlx4_db_pgdir *pgdir;
 356         int ret = 0;
 357
 358         mutex_lock(&priv->pgdir_mutex);
 359
 360         list_for_each_entry(pgdir, &priv->pgdir_list, list)
 361                 if (!mlx4_alloc_db_from_pgdir(pgdir, db, order))
 362                         goto out;
 363
 364         pgdir = mlx4_alloc_db_pgdir(&(dev->pdev->dev));
 365         if (!pgdir) {
 366                 ret = -ENOMEM;
 367                 goto out;
 368         }
 369
 370         list_add(&pgdir->list, &priv->pgdir_list);
 371
 372         /* This should never fail -- we just allocated an empty page: */
 373         WARN_ON(mlx4_alloc_db_from_pgdir(pgdir, db, order));
 374
 375 out:
 376         mutex_unlock(&priv->pgdir_mutex);
 377
 378         return ret;
 379 }
 380 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_db_alloc);
 381
 382 void mlx4_db_free(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_db *db)
 383 {
 384         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
 385         int o;
 386         int i;
 387
 388         mutex_lock(&priv->pgdir_mutex);
 389
 390         o = db->order;
 391         i = db->index;
 392
 393         if (db->order == 0 && test_bit(i ^ 1, db->u.pgdir->order0)) {
 394                 clear_bit(i ^ 1, db->u.pgdir->order0);
 395                 ++o;
 396         }
 397         i >>= o;
 398         set_bit(i, db->u.pgdir->bits[o]);
 399
 400         if (bitmap_full(db->u.pgdir->order1, MLX4_DB_PER_PAGE / 2)) {
 401                 dma_free_coherent(&(dev->pdev->dev), PAGE_SIZE,
 402                                   db->u.pgdir->db_page, db->u.pgdir->db_dma);
 403                 list_del(&db->u.pgdir->list);
 404                 kfree(db->u.pgdir);
 405         }
 406
 407         mutex_unlock(&priv->pgdir_mutex);
 408 }
 409 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_db_free);
 410
 411 int mlx4_alloc_hwq_res(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_hwq_resources *wqres,
 412                        int size, int max_direct)
 413 {
 414         int err;
 415
 416         err = mlx4_db_alloc(dev, &wqres->db, 1);
 417         if (err)
 418                 return err;
 419
 420         *wqres->db.db = 0;
 421
 422         err = mlx4_buf_alloc(dev, size, max_direct, &wqres->buf);
 423         if (err)
 424                 goto err_db;
 425
 426         err = mlx4_mtt_init(dev, wqres->buf.npages, wqres->buf.page_shift,
 427                             &wqres->mtt);
 428         if (err)
 429                 goto err_buf;
 430
 431         err = mlx4_buf_write_mtt(dev, &wqres->mtt, &wqres->buf);
 432         if (err)
 433                 goto err_mtt;
 434
 435         return 0;
 436
 437 err_mtt:
 438         mlx4_mtt_cleanup(dev, &wqres->mtt);
 439 err_buf:
 440         mlx4_buf_free(dev, size, &wqres->buf);
 441 err_db:
 442         mlx4_db_free(dev, &wqres->db);
 443
 444         return err;
 445 }
 446 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_alloc_hwq_res);
 447
 448 void mlx4_free_hwq_res(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_hwq_resources *wqres,
 449                        int size)
 450 {
 451         mlx4_mtt_cleanup(dev, &wqres->mtt);
 452         mlx4_buf_free(dev, size, &wqres->buf);
 453         mlx4_db_free(dev, &wqres->db);
 454 }
 455 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_free_hwq_res);