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