net/mlx4: Add mlx4_bitmap zone allocator
[cascardo/linux.git] / drivers / net / ethernet / mellanox / mlx4 / alloc.c
index b0297da..963dd7e 100644 (file)
@@ -76,22 +76,53 @@ void mlx4_bitmap_free(struct mlx4_bitmap *bitmap, u32 obj, int use_rr)
        mlx4_bitmap_free_range(bitmap, obj, 1, use_rr);
 }
 
-u32 mlx4_bitmap_alloc_range(struct mlx4_bitmap *bitmap, int cnt, int align)
+static unsigned long find_aligned_range(unsigned long *bitmap,
+                                       u32 start, u32 nbits,
+                                       int len, int align, u32 skip_mask)
+{
+       unsigned long end, i;
+
+again:
+       start = ALIGN(start, align);
+
+       while ((start < nbits) && (test_bit(start, bitmap) ||
+                                  (start & skip_mask)))
+               start += align;
+
+       if (start >= nbits)
+               return -1;
+
+       end = start+len;
+       if (end > nbits)
+               return -1;
+
+       for (i = start + 1; i < end; i++) {
+               if (test_bit(i, bitmap) || ((u32)i & skip_mask)) {
+                       start = i + 1;
+                       goto again;
+               }
+       }
+
+       return start;
+}
+
+u32 mlx4_bitmap_alloc_range(struct mlx4_bitmap *bitmap, int cnt,
+                           int align, u32 skip_mask)
 {
        u32 obj;
 
-       if (likely(cnt == 1 && align == 1))
+       if (likely(cnt == 1 && align == 1 && !skip_mask))
                return mlx4_bitmap_alloc(bitmap);
 
        spin_lock(&bitmap->lock);
 
-       obj = bitmap_find_next_zero_area(bitmap->table, bitmap->max,
-                               bitmap->last, cnt, align - 1);
+       obj = find_aligned_range(bitmap->table, bitmap->last,
+                                bitmap->max, cnt, align, skip_mask);
        if (obj >= bitmap->max) {
                bitmap->top = (bitmap->top + bitmap->max + bitmap->reserved_top)
                                & bitmap->mask;
-               obj = bitmap_find_next_zero_area(bitmap->table, bitmap->max,
-                                               0, cnt, align - 1);
+               obj = find_aligned_range(bitmap->table, 0, bitmap->max,
+                                        cnt, align, skip_mask);
        }
 
        if (obj < bitmap->max) {
@@ -118,6 +149,11 @@ u32 mlx4_bitmap_avail(struct mlx4_bitmap *bitmap)
        return bitmap->avail;
 }
 
+static u32 mlx4_bitmap_masked_value(struct mlx4_bitmap *bitmap, u32 obj)
+{
+       return obj & (bitmap->max + bitmap->reserved_top - 1);
+}
+
 void mlx4_bitmap_free_range(struct mlx4_bitmap *bitmap, u32 obj, int cnt,
                            int use_rr)
 {
@@ -147,6 +183,7 @@ int mlx4_bitmap_init(struct mlx4_bitmap *bitmap, u32 num, u32 mask,
        bitmap->mask = mask;
        bitmap->reserved_top = reserved_top;
        bitmap->avail = num - reserved_top - reserved_bot;
+       bitmap->effective_len = bitmap->avail;
        spin_lock_init(&bitmap->lock);
        bitmap->table = kzalloc(BITS_TO_LONGS(bitmap->max) *
                                sizeof (long), GFP_KERNEL);
@@ -163,6 +200,382 @@ void mlx4_bitmap_cleanup(struct mlx4_bitmap *bitmap)
        kfree(bitmap->table);
 }
 
+struct mlx4_zone_allocator {
+       struct list_head                entries;
+       struct list_head                prios;
+       u32                             last_uid;
+       u32                             mask;
+       /* protect the zone_allocator from concurrent accesses */
+       spinlock_t                      lock;
+       enum mlx4_zone_alloc_flags      flags;
+};
+
+struct mlx4_zone_entry {
+       struct list_head                list;
+       struct list_head                prio_list;
+       u32                             uid;
+       struct mlx4_zone_allocator      *allocator;
+       struct mlx4_bitmap              *bitmap;
+       int                             use_rr;
+       int                             priority;
+       int                             offset;
+       enum mlx4_zone_flags            flags;
+};
+
+struct mlx4_zone_allocator *mlx4_zone_allocator_create(enum mlx4_zone_alloc_flags flags)
+{
+       struct mlx4_zone_allocator *zones = kmalloc(sizeof(*zones), GFP_KERNEL);
+
+       if (NULL == zones)
+               return NULL;
+
+       INIT_LIST_HEAD(&zones->entries);
+       INIT_LIST_HEAD(&zones->prios);
+       spin_lock_init(&zones->lock);
+       zones->last_uid = 0;
+       zones->mask = 0;
+       zones->flags = flags;
+
+       return zones;
+}
+
+int mlx4_zone_add_one(struct mlx4_zone_allocator *zone_alloc,
+                     struct mlx4_bitmap *bitmap,
+                     u32 flags,
+                     int priority,
+                     int offset,
+                     u32 *puid)
+{
+       u32 mask = mlx4_bitmap_masked_value(bitmap, (u32)-1);
+       struct mlx4_zone_entry *it;
+       struct mlx4_zone_entry *zone = kmalloc(sizeof(*zone), GFP_KERNEL);
+
+       if (NULL == zone)
+               return -ENOMEM;
+
+       zone->flags = flags;
+       zone->bitmap = bitmap;
+       zone->use_rr = (flags & MLX4_ZONE_USE_RR) ? MLX4_USE_RR : 0;
+       zone->priority = priority;
+       zone->offset = offset;
+
+       spin_lock(&zone_alloc->lock);
+
+       zone->uid = zone_alloc->last_uid++;
+       zone->allocator = zone_alloc;
+
+       if (zone_alloc->mask < mask)
+               zone_alloc->mask = mask;
+
+       list_for_each_entry(it, &zone_alloc->prios, prio_list)
+               if (it->priority >= priority)
+                       break;
+
+       if (&it->prio_list == &zone_alloc->prios || it->priority > priority)
+               list_add_tail(&zone->prio_list, &it->prio_list);
+       list_add_tail(&zone->list, &it->list);
+
+       spin_unlock(&zone_alloc->lock);
+
+       *puid = zone->uid;
+
+       return 0;
+}
+
+/* Should be called under a lock */
+static int __mlx4_zone_remove_one_entry(struct mlx4_zone_entry *entry)
+{
+       struct mlx4_zone_allocator *zone_alloc = entry->allocator;
+
+       if (!list_empty(&entry->prio_list)) {
+               /* Check if we need to add an alternative node to the prio list */
+               if (!list_is_last(&entry->list, &zone_alloc->entries)) {
+                       struct mlx4_zone_entry *next = list_first_entry(&entry->list,
+                                                                       typeof(*next),
+                                                                       list);
+
+                       if (next->priority == entry->priority)
+                               list_add_tail(&next->prio_list, &entry->prio_list);
+               }
+
+               list_del(&entry->prio_list);
+       }
+
+       list_del(&entry->list);
+
+       if (zone_alloc->flags & MLX4_ZONE_ALLOC_FLAGS_NO_OVERLAP) {
+               u32 mask = 0;
+               struct mlx4_zone_entry *it;
+
+               list_for_each_entry(it, &zone_alloc->prios, prio_list) {
+                       u32 cur_mask = mlx4_bitmap_masked_value(it->bitmap, (u32)-1);
+
+                       if (mask < cur_mask)
+                               mask = cur_mask;
+               }
+               zone_alloc->mask = mask;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+void mlx4_zone_allocator_destroy(struct mlx4_zone_allocator *zone_alloc)
+{
+       struct mlx4_zone_entry *zone, *tmp;
+
+       spin_lock(&zone_alloc->lock);
+
+       list_for_each_entry_safe(zone, tmp, &zone_alloc->entries, list) {
+               list_del(&zone->list);
+               list_del(&zone->prio_list);
+               kfree(zone);
+       }
+
+       spin_unlock(&zone_alloc->lock);
+       kfree(zone_alloc);
+}
+
+/* Should be called under a lock */
+static u32 __mlx4_alloc_from_zone(struct mlx4_zone_entry *zone, int count,
+                                 int align, u32 skip_mask, u32 *puid)
+{
+       u32 uid;
+       u32 res;
+       struct mlx4_zone_allocator *zone_alloc = zone->allocator;
+       struct mlx4_zone_entry *curr_node;
+
+       res = mlx4_bitmap_alloc_range(zone->bitmap, count,
+                                     align, skip_mask);
+
+       if (res != (u32)-1) {
+               res += zone->offset;
+               uid = zone->uid;
+               goto out;
+       }
+
+       list_for_each_entry(curr_node, &zone_alloc->prios, prio_list) {
+               if (unlikely(curr_node->priority == zone->priority))
+                       break;
+       }
+
+       if (zone->flags & MLX4_ZONE_ALLOW_ALLOC_FROM_LOWER_PRIO) {
+               struct mlx4_zone_entry *it = curr_node;
+
+               list_for_each_entry_continue_reverse(it, &zone_alloc->entries, list) {
+                       res = mlx4_bitmap_alloc_range(it->bitmap, count,
+                                                     align, skip_mask);
+                       if (res != (u32)-1) {
+                               res += it->offset;
+                               uid = it->uid;
+                               goto out;
+                       }
+               }
+       }
+
+       if (zone->flags & MLX4_ZONE_ALLOW_ALLOC_FROM_EQ_PRIO) {
+               struct mlx4_zone_entry *it = curr_node;
+
+               list_for_each_entry_from(it, &zone_alloc->entries, list) {
+                       if (unlikely(it == zone))
+                               continue;
+
+                       if (unlikely(it->priority != curr_node->priority))
+                               break;
+
+                       res = mlx4_bitmap_alloc_range(it->bitmap, count,
+                                                     align, skip_mask);
+                       if (res != (u32)-1) {
+                               res += it->offset;
+                               uid = it->uid;
+                               goto out;
+                       }
+               }
+       }
+
+       if (zone->flags & MLX4_ZONE_FALLBACK_TO_HIGHER_PRIO) {
+               if (list_is_last(&curr_node->prio_list, &zone_alloc->prios))
+                       goto out;
+
+               curr_node = list_first_entry(&curr_node->prio_list,
+                                            typeof(*curr_node),
+                                            prio_list);
+
+               list_for_each_entry_from(curr_node, &zone_alloc->entries, list) {
+                       res = mlx4_bitmap_alloc_range(curr_node->bitmap, count,
+                                                     align, skip_mask);
+                       if (res != (u32)-1) {
+                               res += curr_node->offset;
+                               uid = curr_node->uid;
+                               goto out;
+                       }
+               }
+       }
+
+out:
+       if (NULL != puid && res != (u32)-1)
+               *puid = uid;
+       return res;
+}
+
+/* Should be called under a lock */
+static void __mlx4_free_from_zone(struct mlx4_zone_entry *zone, u32 obj,
+                                 u32 count)
+{
+       mlx4_bitmap_free_range(zone->bitmap, obj - zone->offset, count, zone->use_rr);
+}
+
+/* Should be called under a lock */
+static struct mlx4_zone_entry *__mlx4_find_zone_by_uid(
+               struct mlx4_zone_allocator *zones, u32 uid)
+{
+       struct mlx4_zone_entry *zone;
+
+       list_for_each_entry(zone, &zones->entries, list) {
+               if (zone->uid == uid)
+                       return zone;
+       }
+
+       return NULL;
+}
+
+struct mlx4_bitmap *mlx4_zone_get_bitmap(struct mlx4_zone_allocator *zones, u32 uid)
+{
+       struct mlx4_zone_entry *zone;
+       struct mlx4_bitmap *bitmap;
+
+       spin_lock(&zones->lock);
+
+       zone = __mlx4_find_zone_by_uid(zones, uid);
+
+       bitmap = zone == NULL ? NULL : zone->bitmap;
+
+       spin_unlock(&zones->lock);
+
+       return bitmap;
+}
+
+int mlx4_zone_remove_one(struct mlx4_zone_allocator *zones, u32 uid)
+{
+       struct mlx4_zone_entry *zone;
+       int res;
+
+       spin_lock(&zones->lock);
+
+       zone = __mlx4_find_zone_by_uid(zones, uid);
+
+       if (NULL == zone) {
+               res = -1;
+               goto out;
+       }
+
+       res = __mlx4_zone_remove_one_entry(zone);
+
+out:
+       spin_unlock(&zones->lock);
+       kfree(zone);
+
+       return res;
+}
+
+/* Should be called under a lock */
+static struct mlx4_zone_entry *__mlx4_find_zone_by_uid_unique(
+               struct mlx4_zone_allocator *zones, u32 obj)
+{
+       struct mlx4_zone_entry *zone, *zone_candidate = NULL;
+       u32 dist = (u32)-1;
+
+       /* Search for the smallest zone that this obj could be
+        * allocated from. This is done in order to handle
+        * situations when small bitmaps are allocated from bigger
+        * bitmaps (and the allocated space is marked as reserved in
+        * the bigger bitmap.
+        */
+       list_for_each_entry(zone, &zones->entries, list) {
+               if (obj >= zone->offset) {
+                       u32 mobj = (obj - zone->offset) & zones->mask;
+
+                       if (mobj < zone->bitmap->max) {
+                               u32 curr_dist = zone->bitmap->effective_len;
+
+                               if (curr_dist < dist) {
+                                       dist = curr_dist;
+                                       zone_candidate = zone;
+                               }
+                       }
+               }
+       }
+
+       return zone_candidate;
+}
+
+u32 mlx4_zone_alloc_entries(struct mlx4_zone_allocator *zones, u32 uid, int count,
+                           int align, u32 skip_mask, u32 *puid)
+{
+       struct mlx4_zone_entry *zone;
+       int res = -1;
+
+       spin_lock(&zones->lock);
+
+       zone = __mlx4_find_zone_by_uid(zones, uid);
+
+       if (NULL == zone)
+               goto out;
+
+       res = __mlx4_alloc_from_zone(zone, count, align, skip_mask, puid);
+
+out:
+       spin_unlock(&zones->lock);
+
+       return res;
+}
+
+u32 mlx4_zone_free_entries(struct mlx4_zone_allocator *zones, u32 uid, u32 obj, u32 count)
+{
+       struct mlx4_zone_entry *zone;
+       int res = 0;
+
+       spin_lock(&zones->lock);
+
+       zone = __mlx4_find_zone_by_uid(zones, uid);
+
+       if (NULL == zone) {
+               res = -1;
+               goto out;
+       }
+
+       __mlx4_free_from_zone(zone, obj, count);
+
+out:
+       spin_unlock(&zones->lock);
+
+       return res;
+}
+
+u32 mlx4_zone_free_entries_unique(struct mlx4_zone_allocator *zones, u32 obj, u32 count)
+{
+       struct mlx4_zone_entry *zone;
+       int res;
+
+       if (!(zones->flags & MLX4_ZONE_ALLOC_FLAGS_NO_OVERLAP))
+               return -EFAULT;
+
+       spin_lock(&zones->lock);
+
+       zone = __mlx4_find_zone_by_uid_unique(zones, obj);
+
+       if (NULL == zone) {
+               res = -1;
+               goto out;
+       }
+
+       __mlx4_free_from_zone(zone, obj, count);
+       res = 0;
+
+out:
+       spin_unlock(&zones->lock);
+
+       return res;
+}
 /*
  * Handling for queue buffers -- we allocate a bunch of memory and
  * register it in a memory region at HCA virtual address 0.  If the