Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/roland...
[linux-2.6.git] / 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         spin_unlock(&bitmap->lock);
66
67         return obj;
68 }
69
70 void mlx4_bitmap_free(struct mlx4_bitmap *bitmap, u32 obj)
71 {
72         mlx4_bitmap_free_range(bitmap, obj, 1);
73 }
74
75 static unsigned long find_aligned_range(unsigned long *bitmap,
76                                         u32 start, u32 nbits,
77                                         int len, int align)
78 {
79         unsigned long end, i;
80
81 again:
82         start = ALIGN(start, align);
83
84         while ((start < nbits) && test_bit(start, bitmap))
85                 start += align;
86
87         if (start >= nbits)
88                 return -1;
89
90         end = start+len;
91         if (end > nbits)
92                 return -1;
93
94         for (i = start + 1; i < end; i++) {
95                 if (test_bit(i, bitmap)) {
96                         start = i + 1;
97                         goto again;
98                 }
99         }
100
101         return start;
102 }
103
104 u32 mlx4_bitmap_alloc_range(struct mlx4_bitmap *bitmap, int cnt, int align)
105 {
106         u32 obj, i;
107
108         if (likely(cnt == 1 && align == 1))
109                 return mlx4_bitmap_alloc(bitmap);
110
111         spin_lock(&bitmap->lock);
112
113         obj = find_aligned_range(bitmap->table, bitmap->last,
114                                  bitmap->max, cnt, align);
115         if (obj >= bitmap->max) {
116                 bitmap->top = (bitmap->top + bitmap->max + bitmap->reserved_top)
117                                 & bitmap->mask;
118                 obj = find_aligned_range(bitmap->table, 0, bitmap->max,
119                                          cnt, align);
120         }
121
122         if (obj < bitmap->max) {
123                 for (i = 0; i < cnt; i++)
124                         set_bit(obj + i, bitmap->table);
125                 if (obj == bitmap->last) {
126                         bitmap->last = (obj + cnt);
127                         if (bitmap->last >= bitmap->max)
128                                 bitmap->last = 0;
129                 }
130                 obj |= bitmap->top;
131         } else
132                 obj = -1;
133
134         spin_unlock(&bitmap->lock);
135
136         return obj;
137 }
138
139 void mlx4_bitmap_free_range(struct mlx4_bitmap *bitmap, u32 obj, int cnt)
140 {
141         u32 i;
142
143         obj &= bitmap->max + bitmap->reserved_top - 1;
144
145         spin_lock(&bitmap->lock);
146         for (i = 0; i < cnt; i++)
147                 clear_bit(obj + i, bitmap->table);
148         bitmap->last = min(bitmap->last, obj);
149         bitmap->top = (bitmap->top + bitmap->max + bitmap->reserved_top)
150                         & bitmap->mask;
151         spin_unlock(&bitmap->lock);
152 }
153
154 int mlx4_bitmap_init(struct mlx4_bitmap *bitmap, u32 num, u32 mask,
155                      u32 reserved_bot, u32 reserved_top)
156 {
157         int i;
158
159         /* num must be a power of 2 */
160         if (num != roundup_pow_of_two(num))
161                 return -EINVAL;
162
163         bitmap->last = 0;
164         bitmap->top  = 0;
165         bitmap->max  = num - reserved_top;
166         bitmap->mask = mask;
167         bitmap->reserved_top = reserved_top;
168         spin_lock_init(&bitmap->lock);
169         bitmap->table = kzalloc(BITS_TO_LONGS(bitmap->max) *
170                                 sizeof (long), GFP_KERNEL);
171         if (!bitmap->table)
172                 return -ENOMEM;
173
174         for (i = 0; i < reserved_bot; ++i)
175                 set_bit(i, bitmap->table);
176
177         return 0;
178 }
179
180 void mlx4_bitmap_cleanup(struct mlx4_bitmap *bitmap)
181 {
182         kfree(bitmap->table);
183 }
184
185 /*
186  * Handling for queue buffers -- we allocate a bunch of memory and
187  * register it in a memory region at HCA virtual address 0.  If the
188  * requested size is > max_direct, we split the allocation into
189  * multiple pages, so we don't require too much contiguous memory.
190  */
191
192 int mlx4_buf_alloc(struct mlx4_dev *dev, int size, int max_direct,
193                    struct mlx4_buf *buf)
194 {
195         dma_addr_t t;
196
197         if (size <= max_direct) {
198                 buf->nbufs        = 1;
199                 buf->npages       = 1;
200                 buf->page_shift   = get_order(size) + PAGE_SHIFT;
201                 buf->direct.buf   = dma_alloc_coherent(&dev->pdev->dev,
202                                                        size, &t, GFP_KERNEL);
203                 if (!buf->direct.buf)
204                         return -ENOMEM;
205
206                 buf->direct.map = t;
207
208                 while (t & ((1 << buf->page_shift) - 1)) {
209                         --buf->page_shift;
210                         buf->npages *= 2;
211                 }
212
213                 memset(buf->direct.buf, 0, size);
214         } else {
215                 int i;
216
217                 buf->nbufs       = (size + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
218                 buf->npages      = buf->nbufs;
219                 buf->page_shift  = PAGE_SHIFT;
220                 buf->page_list   = kzalloc(buf->nbufs * sizeof *buf->page_list,
221                                            GFP_KERNEL);
222                 if (!buf->page_list)
223                         return -ENOMEM;
224
225                 for (i = 0; i < buf->nbufs; ++i) {
226                         buf->page_list[i].buf =
227                                 dma_alloc_coherent(&dev->pdev->dev, PAGE_SIZE,
228                                                    &t, GFP_KERNEL);
229                         if (!buf->page_list[i].buf)
230                                 goto err_free;
231
232                         buf->page_list[i].map = t;
233
234                         memset(buf->page_list[i].buf, 0, PAGE_SIZE);
235                 }
236
237                 if (BITS_PER_LONG == 64) {
238                         struct page **pages;
239                         pages = kmalloc(sizeof *pages * buf->nbufs, GFP_KERNEL);
240                         if (!pages)
241                                 goto err_free;
242                         for (i = 0; i < buf->nbufs; ++i)
243                                 pages[i] = virt_to_page(buf->page_list[i].buf);
244                         buf->direct.buf = vmap(pages, buf->nbufs, VM_MAP, PAGE_KERNEL);
245                         kfree(pages);
246                         if (!buf->direct.buf)
247                                 goto err_free;
248                 }
249         }
250
251         return 0;
252
253 err_free:
254         mlx4_buf_free(dev, size, buf);
255
256         return -ENOMEM;
257 }
258 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_buf_alloc);
259
260 void mlx4_buf_free(struct mlx4_dev *dev, int size, struct mlx4_buf *buf)
261 {
262         int i;
263
264         if (buf->nbufs == 1)
265                 dma_free_coherent(&dev->pdev->dev, size, buf->direct.buf,
266                                   buf->direct.map);
267         else {
268                 if (BITS_PER_LONG == 64)
269                         vunmap(buf->direct.buf);
270
271                 for (i = 0; i < buf->nbufs; ++i)
272                         if (buf->page_list[i].buf)
273                                 dma_free_coherent(&dev->pdev->dev, PAGE_SIZE,
274                                                   buf->page_list[i].buf,
275                                                   buf->page_list[i].map);
276                 kfree(buf->page_list);
277         }
278 }
279 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_buf_free);
280
281 static struct mlx4_db_pgdir *mlx4_alloc_db_pgdir(struct device *dma_device)
282 {
283         struct mlx4_db_pgdir *pgdir;
284
285         pgdir = kzalloc(sizeof *pgdir, GFP_KERNEL);
286         if (!pgdir)
287                 return NULL;
288
289         bitmap_fill(pgdir->order1, MLX4_DB_PER_PAGE / 2);
290         pgdir->bits[0] = pgdir->order0;
291         pgdir->bits[1] = pgdir->order1;
292         pgdir->db_page = dma_alloc_coherent(dma_device, PAGE_SIZE,
293                                             &pgdir->db_dma, GFP_KERNEL);
294         if (!pgdir->db_page) {
295                 kfree(pgdir);
296                 return NULL;
297         }
298
299         return pgdir;
300 }
301
302 static int mlx4_alloc_db_from_pgdir(struct mlx4_db_pgdir *pgdir,
303                                     struct mlx4_db *db, int order)
304 {
305         int o;
306         int i;
307
308         for (o = order; o <= 1; ++o) {
309                 i = find_first_bit(pgdir->bits[o], MLX4_DB_PER_PAGE >> o);
310                 if (i < MLX4_DB_PER_PAGE >> o)
311                         goto found;
312         }
313
314         return -ENOMEM;
315
316 found:
317         clear_bit(i, pgdir->bits[o]);
318
319         i <<= o;
320
321         if (o > order)
322                 set_bit(i ^ 1, pgdir->bits[order]);
323
324         db->u.pgdir = pgdir;
325         db->index   = i;
326         db->db      = pgdir->db_page + db->index;
327         db->dma     = pgdir->db_dma  + db->index * 4;
328         db->order   = order;
329
330         return 0;
331 }
332
333 int mlx4_db_alloc(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_db *db, int order)
334 {
335         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
336         struct mlx4_db_pgdir *pgdir;
337         int ret = 0;
338
339         mutex_lock(&priv->pgdir_mutex);
340
341         list_for_each_entry(pgdir, &priv->pgdir_list, list)
342                 if (!mlx4_alloc_db_from_pgdir(pgdir, db, order))
343                         goto out;
344
345         pgdir = mlx4_alloc_db_pgdir(&(dev->pdev->dev));
346         if (!pgdir) {
347                 ret = -ENOMEM;
348                 goto out;
349         }
350
351         list_add(&pgdir->list, &priv->pgdir_list);
352
353         /* This should never fail -- we just allocated an empty page: */
354         WARN_ON(mlx4_alloc_db_from_pgdir(pgdir, db, order));
355
356 out:
357         mutex_unlock(&priv->pgdir_mutex);
358
359         return ret;
360 }
361 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_db_alloc);
362
363 void mlx4_db_free(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_db *db)
364 {
365         struct mlx4_priv *priv = mlx4_priv(dev);
366         int o;
367         int i;
368
369         mutex_lock(&priv->pgdir_mutex);
370
371         o = db->order;
372         i = db->index;
373
374         if (db->order == 0 && test_bit(i ^ 1, db->u.pgdir->order0)) {
375                 clear_bit(i ^ 1, db->u.pgdir->order0);
376                 ++o;
377         }
378         i >>= o;
379         set_bit(i, db->u.pgdir->bits[o]);
380
381         if (bitmap_full(db->u.pgdir->order1, MLX4_DB_PER_PAGE / 2)) {
382                 dma_free_coherent(&(dev->pdev->dev), PAGE_SIZE,
383                                   db->u.pgdir->db_page, db->u.pgdir->db_dma);
384                 list_del(&db->u.pgdir->list);
385                 kfree(db->u.pgdir);
386         }
387
388         mutex_unlock(&priv->pgdir_mutex);
389 }
390 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_db_free);
391
392 int mlx4_alloc_hwq_res(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_hwq_resources *wqres,
393                        int size, int max_direct)
394 {
395         int err;
396
397         err = mlx4_db_alloc(dev, &wqres->db, 1);
398         if (err)
399                 return err;
400
401         *wqres->db.db = 0;
402
403         err = mlx4_buf_alloc(dev, size, max_direct, &wqres->buf);
404         if (err)
405                 goto err_db;
406
407         err = mlx4_mtt_init(dev, wqres->buf.npages, wqres->buf.page_shift,
408                             &wqres->mtt);
409         if (err)
410                 goto err_buf;
411
412         err = mlx4_buf_write_mtt(dev, &wqres->mtt, &wqres->buf);
413         if (err)
414                 goto err_mtt;
415
416         return 0;
417
418 err_mtt:
419         mlx4_mtt_cleanup(dev, &wqres->mtt);
420 err_buf:
421         mlx4_buf_free(dev, size, &wqres->buf);
422 err_db:
423         mlx4_db_free(dev, &wqres->db);
424
425         return err;
426 }
427 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_alloc_hwq_res);
428
429 void mlx4_free_hwq_res(struct mlx4_dev *dev, struct mlx4_hwq_resources *wqres,
430                        int size)
431 {
432         mlx4_mtt_cleanup(dev, &wqres->mtt);
433         mlx4_buf_free(dev, size, &wqres->buf);
434         mlx4_db_free(dev, &wqres->db);
435 }
436 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx4_free_hwq_res);