net/rds/page.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2006 Oracle.  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/highmem.h>
  34 #include <linux/gfp.h>
  35
  36 #include "rds.h"
  37
  38 struct rds_page_remainder {
  39         struct page     *r_page;
  40         unsigned long   r_offset;
  41 };
  42
  43 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rds_page_remainder,
  44                                      rds_page_remainders);
  45
  46 /*
  47  * returns 0 on success or -errno on failure.
  48  *
  49  * We don't have to worry about flush_dcache_page() as this only works
  50  * with private pages.  If, say, we were to do directed receive to pinned
  51  * user pages we'd have to worry more about cache coherence.  (Though
  52  * the flush_dcache_page() in get_user_pages() would probably be enough).
  53  */
  54 int rds_page_copy_user(struct page *page, unsigned long offset,
  55                        void __user *ptr, unsigned long bytes,
  56                        int to_user)
  57 {
  58         unsigned long ret;
  59         void *addr;
  60
  61         if (to_user)
  62                 rds_stats_add(s_copy_to_user, bytes);
  63         else
  64                 rds_stats_add(s_copy_from_user, bytes);
  65
  66         addr = kmap_atomic(page, KM_USER0);
  67         if (to_user)
  68                 ret = __copy_to_user_inatomic(ptr, addr + offset, bytes);
  69         else
  70                 ret = __copy_from_user_inatomic(addr + offset, ptr, bytes);
  71         kunmap_atomic(addr, KM_USER0);
  72
  73         if (ret) {
  74                 addr = kmap(page);
  75                 if (to_user)
  76                         ret = copy_to_user(ptr, addr + offset, bytes);
  77                 else
  78                         ret = copy_from_user(addr + offset, ptr, bytes);
  79                 kunmap(page);
  80                 if (ret)
  81                         return -EFAULT;
  82         }
  83
  84         return 0;
  85 }
  86 EXPORT_SYMBOL_GPL(rds_page_copy_user);
  87
  88 /*
  89  * Message allocation uses this to build up regions of a message.
  90  *
  91  * @bytes - the number of bytes needed.
  92  * @gfp - the waiting behaviour of the allocation
  93  *
  94  * @gfp is always ored with __GFP_HIGHMEM.  Callers must be prepared to
  95  * kmap the pages, etc.
  96  *
  97  * If @bytes is at least a full page then this just returns a page from
  98  * alloc_page().
  99  *
 100  * If @bytes is a partial page then this stores the unused region of the
 101  * page in a per-cpu structure.  Future partial-page allocations may be
 102  * satisfied from that cached region.  This lets us waste less memory on
 103  * small allocations with minimal complexity.  It works because the transmit
 104  * path passes read-only page regions down to devices.  They hold a page
 105  * reference until they are done with the region.
 106  */
 107 int rds_page_remainder_alloc(struct scatterlist *scat, unsigned long bytes,
 108                              gfp_t gfp)
 109 {
 110         struct rds_page_remainder *rem;
 111         unsigned long flags;
 112         struct page *page;
 113         int ret;
 114
 115         gfp |= __GFP_HIGHMEM;
 116
 117         /* jump straight to allocation if we're trying for a huge page */
 118         if (bytes >= PAGE_SIZE) {
 119                 page = alloc_page(gfp);
 120                 if (!page) {
 121                         ret = -ENOMEM;
 122                 } else {
 123                         sg_set_page(scat, page, PAGE_SIZE, 0);
 124                         ret = 0;
 125                 }
 126                 goto out;
 127         }
 128
 129         rem = &per_cpu(rds_page_remainders, get_cpu());
 130         local_irq_save(flags);
 131
 132         while (1) {
 133                 /* avoid a tiny region getting stuck by tossing it */
 134                 if (rem->r_page && bytes > (PAGE_SIZE - rem->r_offset)) {
 135                         rds_stats_inc(s_page_remainder_miss);
 136                         __free_page(rem->r_page);
 137                         rem->r_page = NULL;
 138                 }
 139
 140                 /* hand out a fragment from the cached page */
 141                 if (rem->r_page && bytes <= (PAGE_SIZE - rem->r_offset)) {
 142                         sg_set_page(scat, rem->r_page, bytes, rem->r_offset);
 143                         get_page(sg_page(scat));
 144
 145                         if (rem->r_offset != 0)
 146                                 rds_stats_inc(s_page_remainder_hit);
 147
 148                         rem->r_offset += bytes;
 149                         if (rem->r_offset == PAGE_SIZE) {
 150                                 __free_page(rem->r_page);
 151                                 rem->r_page = NULL;
 152                         }
 153                         ret = 0;
 154                         break;
 155                 }
 156
 157                 /* alloc if there is nothing for us to use */
 158                 local_irq_restore(flags);
 159                 put_cpu();
 160
 161                 page = alloc_page(gfp);
 162
 163                 rem = &per_cpu(rds_page_remainders, get_cpu());
 164                 local_irq_save(flags);
 165
 166                 if (!page) {
 167                         ret = -ENOMEM;
 168                         break;
 169                 }
 170
 171                 /* did someone race to fill the remainder before us? */
 172                 if (rem->r_page) {
 173                         __free_page(page);
 174                         continue;
 175                 }
 176
 177                 /* otherwise install our page and loop around to alloc */
 178                 rem->r_page = page;
 179                 rem->r_offset = 0;
 180         }
 181
 182         local_irq_restore(flags);
 183         put_cpu();
 184 out:
 185         rdsdebug("bytes %lu ret %d %p %u %u\n", bytes, ret,
 186                  ret ? NULL : sg_page(scat), ret ? 0 : scat->offset,
 187                  ret ? 0 : scat->length);
 188         return ret;
 189 }
 190 EXPORT_SYMBOL_GPL(rds_page_remainder_alloc);
 191
 192 static int rds_page_remainder_cpu_notify(struct notifier_block *self,
 193                                          unsigned long action, void *hcpu)
 194 {
 195         struct rds_page_remainder *rem;
 196         long cpu = (long)hcpu;
 197
 198         rem = &per_cpu(rds_page_remainders, cpu);
 199
 200         rdsdebug("cpu %ld action 0x%lx\n", cpu, action);
 201
 202         switch (action) {
 203         case CPU_DEAD:
 204                 if (rem->r_page)
 205                         __free_page(rem->r_page);
 206                 rem->r_page = NULL;
 207                 break;
 208         }
 209
 210         return 0;
 211 }
 212
 213 static struct notifier_block rds_page_remainder_nb = {
 214         .notifier_call = rds_page_remainder_cpu_notify,
 215 };
 216
 217 void rds_page_exit(void)
 218 {
 219         int i;
 220
 221         for_each_possible_cpu(i)
 222                 rds_page_remainder_cpu_notify(&rds_page_remainder_nb,
 223                                               (unsigned long)CPU_DEAD,
 224                                               (void *)(long)i);
 225 }