net/mlx5: Fix QP fragmented buffer allocation
[sfrench/cifs-2.6.git] / 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);