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