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 #include <linux/bitmap.h>
  36
  37 #include "mthca_dev.h"
  38
  39 /* Trivial bitmap-based allocator */
  40 u32 mthca_alloc(struct mthca_alloc *alloc)
  41 {
  42         unsigned long flags;
  43         u32 obj;
  44
  45         spin_lock_irqsave(&alloc->lock, flags);
  46
  47         obj = find_next_zero_bit(alloc->table, alloc->max, alloc->last);
  48         if (obj >= alloc->max) {
  49                 alloc->top = (alloc->top + alloc->max) & alloc->mask;
  50                 obj = find_first_zero_bit(alloc->table, alloc->max);
  51         }
  52
  53         if (obj < alloc->max) {
  54                 __set_bit(obj, alloc->table);
  55                 obj |= alloc->top;
  56         } else
  57                 obj = -1;
  58
  59         spin_unlock_irqrestore(&alloc->lock, flags);
  60
  61         return obj;
  62 }
  63
  64 void mthca_free(struct mthca_alloc *alloc, u32 obj)
  65 {
  66         unsigned long flags;
  67
  68         obj &= alloc->max - 1;
  69
  70         spin_lock_irqsave(&alloc->lock, flags);
  71
  72         __clear_bit(obj, alloc->table);
  73         alloc->last = min(alloc->last, obj);
  74         alloc->top = (alloc->top + alloc->max) & alloc->mask;
  75
  76         spin_unlock_irqrestore(&alloc->lock, flags);
  77 }
  78
  79 int mthca_alloc_init(struct mthca_alloc *alloc, u32 num, u32 mask,
  80                      u32 reserved)
  81 {
  82         /* num must be a power of 2 */
  83         if (num != 1 << (ffs(num) - 1))
  84                 return -EINVAL;
  85
  86         alloc->last = 0;
  87         alloc->top  = 0;
  88         alloc->max  = num;
  89         alloc->mask = mask;
  90         spin_lock_init(&alloc->lock);
  91         alloc->table = bitmap_zalloc(num, GFP_KERNEL);
  92         if (!alloc->table)
  93                 return -ENOMEM;
  94
  95         bitmap_set(alloc->table, 0, reserved);
  96
  97         return 0;
  98 }
  99
 100 void mthca_alloc_cleanup(struct mthca_alloc *alloc)
 101 {
 102         bitmap_free(alloc->table);
 103 }
 104
 105 /*
 106  * Array of pointers with lazy allocation of leaf pages.  Callers of
 107  * _get, _set and _clear methods must use a lock or otherwise
 108  * serialize access to the array.
 109  */
 110
 111 #define MTHCA_ARRAY_MASK (PAGE_SIZE / sizeof (void *) - 1)
 112
 113 void *mthca_array_get(struct mthca_array *array, int index)
 114 {
 115         int p = (index * sizeof (void *)) >> PAGE_SHIFT;
 116
 117         if (array->page_list[p].page)
 118                 return array->page_list[p].page[index & MTHCA_ARRAY_MASK];
 119         else
 120                 return NULL;
 121 }
 122
 123 int mthca_array_set(struct mthca_array *array, int index, void *value)
 124 {
 125         int p = (index * sizeof (void *)) >> PAGE_SHIFT;
 126
 127         /* Allocate with GFP_ATOMIC because we'll be called with locks held. */
 128         if (!array->page_list[p].page)
 129                 array->page_list[p].page = (void **) get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
 130
 131         if (!array->page_list[p].page)
 132                 return -ENOMEM;
 133
 134         array->page_list[p].page[index & MTHCA_ARRAY_MASK] = value;
 135         ++array->page_list[p].used;
 136
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 void mthca_array_clear(struct mthca_array *array, int index)
 141 {
 142         int p = (index * sizeof (void *)) >> PAGE_SHIFT;
 143
 144         if (--array->page_list[p].used == 0) {
 145                 free_page((unsigned long) array->page_list[p].page);
 146                 array->page_list[p].page = NULL;
 147         } else
 148                 array->page_list[p].page[index & MTHCA_ARRAY_MASK] = NULL;
 149
 150         if (array->page_list[p].used < 0)
 151                 pr_debug("Array %p index %d page %d with ref count %d < 0\n",
 152                          array, index, p, array->page_list[p].used);
 153 }
 154
 155 int mthca_array_init(struct mthca_array *array, int nent)
 156 {
 157         int npage = (nent * sizeof (void *) + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 158         int i;
 159
 160         array->page_list = kmalloc_array(npage, sizeof(*array->page_list),
 161                                          GFP_KERNEL);
 162         if (!array->page_list)
 163                 return -ENOMEM;
 164
 165         for (i = 0; i < npage; ++i) {
 166                 array->page_list[i].page = NULL;
 167                 array->page_list[i].used = 0;
 168         }
 169
 170         return 0;
 171 }
 172
 173 void mthca_array_cleanup(struct mthca_array *array, int nent)
 174 {
 175         int i;
 176
 177         for (i = 0; i < (nent * sizeof (void *) + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE; ++i)
 178                 free_page((unsigned long) array->page_list[i].page);
 179
 180         kfree(array->page_list);
 181 }
 182
 183 /*
 184  * Handling for queue buffers -- we allocate a bunch of memory and
 185  * register it in a memory region at HCA virtual address 0.  If the
 186  * requested size is > max_direct, we split the allocation into
 187  * multiple pages, so we don't require too much contiguous memory.
 188  */
 189
 190 int mthca_buf_alloc(struct mthca_dev *dev, int size, int max_direct,
 191                     union mthca_buf *buf, int *is_direct, struct mthca_pd *pd,
 192                     int hca_write, struct mthca_mr *mr)
 193 {
 194         int err = -ENOMEM;
 195         int npages, shift;
 196         u64 *dma_list = NULL;
 197         dma_addr_t t;
 198         int i;
 199
 200         if (size <= max_direct) {
 201                 *is_direct = 1;
 202                 npages     = 1;
 203                 shift      = get_order(size) + PAGE_SHIFT;
 204
 205                 buf->direct.buf = dma_alloc_coherent(&dev->pdev->dev,
 206                                                      size, &t, GFP_KERNEL);
 207                 if (!buf->direct.buf)
 208                         return -ENOMEM;
 209
 210                 dma_unmap_addr_set(&buf->direct, mapping, t);
 211
 212                 while (t & ((1 << shift) - 1)) {
 213                         --shift;
 214                         npages *= 2;
 215                 }
 216
 217                 dma_list = kmalloc_array(npages, sizeof(*dma_list),
 218                                          GFP_KERNEL);
 219                 if (!dma_list)
 220                         goto err_free;
 221
 222                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 223                         dma_list[i] = t + i * (1 << shift);
 224         } else {
 225                 *is_direct = 0;
 226                 npages     = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 227                 shift      = PAGE_SHIFT;
 228
 229                 dma_list = kmalloc_array(npages, sizeof(*dma_list),
 230                                          GFP_KERNEL);
 231                 if (!dma_list)
 232                         return -ENOMEM;
 233
 234                 buf->page_list = kmalloc_array(npages,
 235                                                sizeof(*buf->page_list),
 236                                                GFP_KERNEL);
 237                 if (!buf->page_list)
 238                         goto err_out;
 239
 240                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 241                         buf->page_list[i].buf = NULL;
 242
 243                 for (i = 0; i < npages; ++i) {
 244                         buf->page_list[i].buf =
 245                                 dma_alloc_coherent(&dev->pdev->dev, PAGE_SIZE,
 246                                                    &t, GFP_KERNEL);
 247                         if (!buf->page_list[i].buf)
 248                                 goto err_free;
 249
 250                         dma_list[i] = t;
 251                         dma_unmap_addr_set(&buf->page_list[i], mapping, t);
 252
 253                         clear_page(buf->page_list[i].buf);
 254                 }
 255         }
 256
 257         err = mthca_mr_alloc_phys(dev, pd->pd_num,
 258                                   dma_list, shift, npages,
 259                                   0, size,
 260                                   MTHCA_MPT_FLAG_LOCAL_READ |
 261                                   (hca_write ? MTHCA_MPT_FLAG_LOCAL_WRITE : 0),
 262                                   mr);
 263         if (err)
 264                 goto err_free;
 265
 266         kfree(dma_list);
 267
 268         return 0;
 269
 270 err_free:
 271         mthca_buf_free(dev, size, buf, *is_direct, NULL);
 272
 273 err_out:
 274         kfree(dma_list);
 275
 276         return err;
 277 }
 278
 279 void mthca_buf_free(struct mthca_dev *dev, int size, union mthca_buf *buf,
 280                     int is_direct, struct mthca_mr *mr)
 281 {
 282         int i;
 283
 284         if (mr)
 285                 mthca_free_mr(dev, mr);
 286
 287         if (is_direct)
 288                 dma_free_coherent(&dev->pdev->dev, size, buf->direct.buf,
 289                                   dma_unmap_addr(&buf->direct, mapping));
 290         else {
 291                 for (i = 0; i < (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE; ++i)
 292                         dma_free_coherent(&dev->pdev->dev, PAGE_SIZE,
 293                                           buf->page_list[i].buf,
 294                                           dma_unmap_addr(&buf->page_list[i],
 295                                                          mapping));
 296                 kfree(buf->page_list);
 297         }
 298 }