drivers/net/ethernet/mellanox/mlx5/core/alloc.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2013-2015, Mellanox Technologies. 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/mm.h>
  36 #include <linux/export.h>
  37 #include <linux/bitmap.h>
  38 #include <linux/dma-mapping.h>
  39 #include <linux/vmalloc.h>
  40 #include <linux/mlx5/driver.h>
  41
  42 #include "mlx5_core.h"
  43
  44 struct mlx5_db_pgdir {
  45         struct list_head        list;
  46         unsigned long          *bitmap;
  47         __be32                 *db_page;
  48         dma_addr_t              db_dma;
  49 };
  50
  51 /* Handling for queue buffers -- we allocate a bunch of memory and
  52  * register it in a memory region at HCA virtual address 0.
  53  */
  54
  55 static void *mlx5_dma_zalloc_coherent_node(struct mlx5_core_dev *dev,
  56                                            size_t size, dma_addr_t *dma_handle,
  57                                            int node)
  58 {
  59         struct mlx5_priv *priv = &dev->priv;
  60         int original_node;
  61         void *cpu_handle;
  62
  63         mutex_lock(&priv->alloc_mutex);
  64         original_node = dev_to_node(&dev->pdev->dev);
  65         set_dev_node(&dev->pdev->dev, node);
  66         cpu_handle = dma_zalloc_coherent(&dev->pdev->dev, size,
  67                                          dma_handle, GFP_KERNEL);
  68         set_dev_node(&dev->pdev->dev, original_node);
  69         mutex_unlock(&priv->alloc_mutex);
  70         return cpu_handle;
  71 }
  72
  73 int mlx5_buf_alloc_node(struct mlx5_core_dev *dev, int size,
  74                         struct mlx5_frag_buf *buf, int node)
  75 {
  76         dma_addr_t t;
  77
  78         buf->size = size;
  79         buf->npages       = 1;
  80         buf->page_shift   = (u8)get_order(size) + PAGE_SHIFT;
  81
  82         buf->frags = kzalloc(sizeof(*buf->frags), GFP_KERNEL);
  83         if (!buf->frags)
  84                 return -ENOMEM;
  85
  86         buf->frags->buf   = mlx5_dma_zalloc_coherent_node(dev, size,
  87                                                           &t, node);
  88         if (!buf->frags->buf)
  89                 goto err_out;
  90
  91         buf->frags->map = t;
  92
  93         while (t & ((1 << buf->page_shift) - 1)) {
  94                 --buf->page_shift;
  95                 buf->npages *= 2;
  96         }
  97
  98         return 0;
  99 err_out:
 100         kfree(buf->frags);
 101         return -ENOMEM;
 102 }
 103
 104 int mlx5_buf_alloc(struct mlx5_core_dev *dev,
 105                    int size, struct mlx5_frag_buf *buf)
 106 {
 107         return mlx5_buf_alloc_node(dev, size, buf, dev->priv.numa_node);
 108 }
 109 EXPORT_SYMBOL(mlx5_buf_alloc);
 110
 111 void mlx5_buf_free(struct mlx5_core_dev *dev, struct mlx5_frag_buf *buf)
 112 {
 113         dma_free_coherent(&dev->pdev->dev, buf->size, buf->frags->buf,
 114                           buf->frags->map);
 115
 116         kfree(buf->frags);
 117 }
 118 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx5_buf_free);
 119
 120 int mlx5_frag_buf_alloc_node(struct mlx5_core_dev *dev, int size,
 121                              struct mlx5_frag_buf *buf, int node)
 122 {
 123         int i;
 124
 125         buf->size = size;
 126         buf->npages = DIV_ROUND_UP(size, PAGE_SIZE);
 127         buf->page_shift = PAGE_SHIFT;
 128         buf->frags = kcalloc(buf->npages, sizeof(struct mlx5_buf_list),
 129                              GFP_KERNEL);
 130         if (!buf->frags)
 131                 goto err_out;
 132
 133         for (i = 0; i < buf->npages; i++) {
 134                 struct mlx5_buf_list *frag = &buf->frags[i];
 135                 int frag_sz = min_t(int, size, PAGE_SIZE);
 136
 137                 frag->buf = mlx5_dma_zalloc_coherent_node(dev, frag_sz,
 138                                                           &frag->map, node);
 139                 if (!frag->buf)
 140                         goto err_free_buf;
 141                 if (frag->map & ((1 << buf->page_shift) - 1)) {
 142                         dma_free_coherent(&dev->pdev->dev, frag_sz,
 143                                           buf->frags[i].buf, buf->frags[i].map);
 144                         mlx5_core_warn(dev, "unexpected map alignment: %pad, page_shift=%d\n",
 145                                        &frag->map, buf->page_shift);
 146                         goto err_free_buf;
 147                 }
 148                 size -= frag_sz;
 149         }
 150
 151         return 0;
 152
 153 err_free_buf:
 154         while (i--)
 155                 dma_free_coherent(&dev->pdev->dev, PAGE_SIZE, buf->frags[i].buf,
 156                                   buf->frags[i].map);
 157         kfree(buf->frags);
 158 err_out:
 159         return -ENOMEM;
 160 }
 161 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx5_frag_buf_alloc_node);
 162
 163 void mlx5_frag_buf_free(struct mlx5_core_dev *dev, struct mlx5_frag_buf *buf)
 164 {
 165         int size = buf->size;
 166         int i;
 167
 168         for (i = 0; i < buf->npages; i++) {
 169                 int frag_sz = min_t(int, size, PAGE_SIZE);
 170
 171                 dma_free_coherent(&dev->pdev->dev, frag_sz, buf->frags[i].buf,
 172                                   buf->frags[i].map);
 173                 size -= frag_sz;
 174         }
 175         kfree(buf->frags);
 176 }
 177 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx5_frag_buf_free);
 178
 179 static struct mlx5_db_pgdir *mlx5_alloc_db_pgdir(struct mlx5_core_dev *dev,
 180                                                  int node)
 181 {
 182         u32 db_per_page = PAGE_SIZE / cache_line_size();
 183         struct mlx5_db_pgdir *pgdir;
 184
 185         pgdir = kzalloc(sizeof(*pgdir), GFP_KERNEL);
 186         if (!pgdir)
 187                 return NULL;
 188
 189         pgdir->bitmap = kcalloc(BITS_TO_LONGS(db_per_page),
 190                                 sizeof(unsigned long),
 191                                 GFP_KERNEL);
 192
 193         if (!pgdir->bitmap) {
 194                 kfree(pgdir);
 195                 return NULL;
 196         }
 197
 198         bitmap_fill(pgdir->bitmap, db_per_page);
 199
 200         pgdir->db_page = mlx5_dma_zalloc_coherent_node(dev, PAGE_SIZE,
 201                                                        &pgdir->db_dma, node);
 202         if (!pgdir->db_page) {
 203                 kfree(pgdir->bitmap);
 204                 kfree(pgdir);
 205                 return NULL;
 206         }
 207
 208         return pgdir;
 209 }
 210
 211 static int mlx5_alloc_db_from_pgdir(struct mlx5_db_pgdir *pgdir,
 212                                     struct mlx5_db *db)
 213 {
 214         u32 db_per_page = PAGE_SIZE / cache_line_size();
 215         int offset;
 216         int i;
 217
 218         i = find_first_bit(pgdir->bitmap, db_per_page);
 219         if (i >= db_per_page)
 220                 return -ENOMEM;
 221
 222         __clear_bit(i, pgdir->bitmap);
 223
 224         db->u.pgdir = pgdir;
 225         db->index   = i;
 226         offset = db->index * cache_line_size();
 227         db->db      = pgdir->db_page + offset / sizeof(*pgdir->db_page);
 228         db->dma     = pgdir->db_dma  + offset;
 229
 230         db->db[0] = 0;
 231         db->db[1] = 0;
 232
 233         return 0;
 234 }
 235
 236 int mlx5_db_alloc_node(struct mlx5_core_dev *dev, struct mlx5_db *db, int node)
 237 {
 238         struct mlx5_db_pgdir *pgdir;
 239         int ret = 0;
 240
 241         mutex_lock(&dev->priv.pgdir_mutex);
 242
 243         list_for_each_entry(pgdir, &dev->priv.pgdir_list, list)
 244                 if (!mlx5_alloc_db_from_pgdir(pgdir, db))
 245                         goto out;
 246
 247         pgdir = mlx5_alloc_db_pgdir(dev, node);
 248         if (!pgdir) {
 249                 ret = -ENOMEM;
 250                 goto out;
 251         }
 252
 253         list_add(&pgdir->list, &dev->priv.pgdir_list);
 254
 255         /* This should never fail -- we just allocated an empty page: */
 256         WARN_ON(mlx5_alloc_db_from_pgdir(pgdir, db));
 257
 258 out:
 259         mutex_unlock(&dev->priv.pgdir_mutex);
 260
 261         return ret;
 262 }
 263 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx5_db_alloc_node);
 264
 265 int mlx5_db_alloc(struct mlx5_core_dev *dev, struct mlx5_db *db)
 266 {
 267         return mlx5_db_alloc_node(dev, db, dev->priv.numa_node);
 268 }
 269 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx5_db_alloc);
 270
 271 void mlx5_db_free(struct mlx5_core_dev *dev, struct mlx5_db *db)
 272 {
 273         u32 db_per_page = PAGE_SIZE / cache_line_size();
 274
 275         mutex_lock(&dev->priv.pgdir_mutex);
 276
 277         __set_bit(db->index, db->u.pgdir->bitmap);
 278
 279         if (bitmap_full(db->u.pgdir->bitmap, db_per_page)) {
 280                 dma_free_coherent(&(dev->pdev->dev), PAGE_SIZE,
 281                                   db->u.pgdir->db_page, db->u.pgdir->db_dma);
 282                 list_del(&db->u.pgdir->list);
 283                 kfree(db->u.pgdir->bitmap);
 284                 kfree(db->u.pgdir);
 285         }
 286
 287         mutex_unlock(&dev->priv.pgdir_mutex);
 288 }
 289 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx5_db_free);
 290
 291 void mlx5_fill_page_array(struct mlx5_frag_buf *buf, __be64 *pas)
 292 {
 293         u64 addr;
 294         int i;
 295
 296         for (i = 0; i < buf->npages; i++) {
 297                 addr = buf->frags->map + (i << buf->page_shift);
 298
 299                 pas[i] = cpu_to_be64(addr);
 300         }
 301 }
 302 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx5_fill_page_array);
 303
 304 void mlx5_fill_page_frag_array(struct mlx5_frag_buf *buf, __be64 *pas)
 305 {
 306         int i;
 307
 308         for (i = 0; i < buf->npages; i++)
 309                 pas[i] = cpu_to_be64(buf->frags[i].map);
 310 }
 311 EXPORT_SYMBOL_GPL(mlx5_fill_page_frag_array);