Merge branch 'devel' of git.alsa-project.org:alsa-kernel into topic/misc
[linux-2.6.git] / sound / core / memalloc.c
1 /*
2  *  Copyright (c) by Jaroslav Kysela <perex@perex.cz>
3  *                   Takashi Iwai <tiwai@suse.de>
4  * 
5  *  Generic memory allocators
6  *
7  *
8  *   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
10  *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
11  *   (at your option) any later version.
12  *
13  *   This program is distributed in the hope that it will be useful,
14  *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16  *   GNU General Public License for more details.
17  *
18  *   You should have received a copy of the GNU General Public License
19  *   along with this program; if not, write to the Free Software
20  *   Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
21  *
22  */
23
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/proc_fs.h>
26 #include <linux/init.h>
27 #include <linux/pci.h>
28 #include <linux/slab.h>
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/seq_file.h>
31 #include <asm/uaccess.h>
32 #include <linux/dma-mapping.h>
33 #include <linux/moduleparam.h>
34 #include <linux/mutex.h>
35 #include <sound/memalloc.h>
36
37
38 MODULE_AUTHOR("Takashi Iwai <tiwai@suse.de>, Jaroslav Kysela <perex@perex.cz>");
39 MODULE_DESCRIPTION("Memory allocator for ALSA system.");
40 MODULE_LICENSE("GPL");
41
42
43 /*
44  */
45
46 static DEFINE_MUTEX(list_mutex);
47 static LIST_HEAD(mem_list_head);
48
49 /* buffer preservation list */
50 struct snd_mem_list {
51         struct snd_dma_buffer buffer;
52         unsigned int id;
53         struct list_head list;
54 };
55
56 /* id for pre-allocated buffers */
57 #define SNDRV_DMA_DEVICE_UNUSED (unsigned int)-1
58
59 /*
60  *
61  *  Generic memory allocators
62  *
63  */
64
65 static long snd_allocated_pages; /* holding the number of allocated pages */
66
67 static inline void inc_snd_pages(int order)
68 {
69         snd_allocated_pages += 1 << order;
70 }
71
72 static inline void dec_snd_pages(int order)
73 {
74         snd_allocated_pages -= 1 << order;
75 }
76
77 /**
78  * snd_malloc_pages - allocate pages with the given size
79  * @size: the size to allocate in bytes
80  * @gfp_flags: the allocation conditions, GFP_XXX
81  *
82  * Allocates the physically contiguous pages with the given size.
83  *
84  * Returns the pointer of the buffer, or NULL if no enoguh memory.
85  */
86 void *snd_malloc_pages(size_t size, gfp_t gfp_flags)
87 {
88         int pg;
89         void *res;
90
91         if (WARN_ON(!size))
92                 return NULL;
93         if (WARN_ON(!gfp_flags))
94                 return NULL;
95         gfp_flags |= __GFP_COMP;        /* compound page lets parts be mapped */
96         pg = get_order(size);
97         if ((res = (void *) __get_free_pages(gfp_flags, pg)) != NULL)
98                 inc_snd_pages(pg);
99         return res;
100 }
101
102 /**
103  * snd_free_pages - release the pages
104  * @ptr: the buffer pointer to release
105  * @size: the allocated buffer size
106  *
107  * Releases the buffer allocated via snd_malloc_pages().
108  */
109 void snd_free_pages(void *ptr, size_t size)
110 {
111         int pg;
112
113         if (ptr == NULL)
114                 return;
115         pg = get_order(size);
116         dec_snd_pages(pg);
117         free_pages((unsigned long) ptr, pg);
118 }
119
120 /*
121  *
122  *  Bus-specific memory allocators
123  *
124  */
125
126 #ifdef CONFIG_HAS_DMA
127 /* allocate the coherent DMA pages */
128 static void *snd_malloc_dev_pages(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma)
129 {
130         int pg;
131         void *res;
132         gfp_t gfp_flags;
133
134         if (WARN_ON(!dma))
135                 return NULL;
136         pg = get_order(size);
137         gfp_flags = GFP_KERNEL
138                 | __GFP_COMP    /* compound page lets parts be mapped */
139                 | __GFP_NORETRY /* don't trigger OOM-killer */
140                 | __GFP_NOWARN; /* no stack trace print - this call is non-critical */
141         res = dma_alloc_coherent(dev, PAGE_SIZE << pg, dma, gfp_flags);
142         if (res != NULL)
143                 inc_snd_pages(pg);
144
145         return res;
146 }
147
148 /* free the coherent DMA pages */
149 static void snd_free_dev_pages(struct device *dev, size_t size, void *ptr,
150                                dma_addr_t dma)
151 {
152         int pg;
153
154         if (ptr == NULL)
155                 return;
156         pg = get_order(size);
157         dec_snd_pages(pg);
158         dma_free_coherent(dev, PAGE_SIZE << pg, ptr, dma);
159 }
160 #endif /* CONFIG_HAS_DMA */
161
162 /*
163  *
164  *  ALSA generic memory management
165  *
166  */
167
168
169 /**
170  * snd_dma_alloc_pages - allocate the buffer area according to the given type
171  * @type: the DMA buffer type
172  * @device: the device pointer
173  * @size: the buffer size to allocate
174  * @dmab: buffer allocation record to store the allocated data
175  *
176  * Calls the memory-allocator function for the corresponding
177  * buffer type.
178  * 
179  * Returns zero if the buffer with the given size is allocated successfuly,
180  * other a negative value at error.
181  */
182 int snd_dma_alloc_pages(int type, struct device *device, size_t size,
183                         struct snd_dma_buffer *dmab)
184 {
185         if (WARN_ON(!size))
186                 return -ENXIO;
187         if (WARN_ON(!dmab))
188                 return -ENXIO;
189
190         dmab->dev.type = type;
191         dmab->dev.dev = device;
192         dmab->bytes = 0;
193         switch (type) {
194         case SNDRV_DMA_TYPE_CONTINUOUS:
195                 dmab->area = snd_malloc_pages(size, (unsigned long)device);
196                 dmab->addr = 0;
197                 break;
198 #ifdef CONFIG_HAS_DMA
199         case SNDRV_DMA_TYPE_DEV:
200                 dmab->area = snd_malloc_dev_pages(device, size, &dmab->addr);
201                 break;
202 #endif
203 #ifdef CONFIG_SND_DMA_SGBUF
204         case SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG:
205                 snd_malloc_sgbuf_pages(device, size, dmab, NULL);
206                 break;
207 #endif
208         default:
209                 printk(KERN_ERR "snd-malloc: invalid device type %d\n", type);
210                 dmab->area = NULL;
211                 dmab->addr = 0;
212                 return -ENXIO;
213         }
214         if (! dmab->area)
215                 return -ENOMEM;
216         dmab->bytes = size;
217         return 0;
218 }
219
220 /**
221  * snd_dma_alloc_pages_fallback - allocate the buffer area according to the given type with fallback
222  * @type: the DMA buffer type
223  * @device: the device pointer
224  * @size: the buffer size to allocate
225  * @dmab: buffer allocation record to store the allocated data
226  *
227  * Calls the memory-allocator function for the corresponding
228  * buffer type.  When no space is left, this function reduces the size and
229  * tries to allocate again.  The size actually allocated is stored in
230  * res_size argument.
231  * 
232  * Returns zero if the buffer with the given size is allocated successfuly,
233  * other a negative value at error.
234  */
235 int snd_dma_alloc_pages_fallback(int type, struct device *device, size_t size,
236                                  struct snd_dma_buffer *dmab)
237 {
238         int err;
239
240         while ((err = snd_dma_alloc_pages(type, device, size, dmab)) < 0) {
241                 size_t aligned_size;
242                 if (err != -ENOMEM)
243                         return err;
244                 if (size <= PAGE_SIZE)
245                         return -ENOMEM;
246                 aligned_size = PAGE_SIZE << get_order(size);
247                 if (size != aligned_size)
248                         size = aligned_size;
249                 else
250                         size >>= 1;
251         }
252         if (! dmab->area)
253                 return -ENOMEM;
254         return 0;
255 }
256
257
258 /**
259  * snd_dma_free_pages - release the allocated buffer
260  * @dmab: the buffer allocation record to release
261  *
262  * Releases the allocated buffer via snd_dma_alloc_pages().
263  */
264 void snd_dma_free_pages(struct snd_dma_buffer *dmab)
265 {
266         switch (dmab->dev.type) {
267         case SNDRV_DMA_TYPE_CONTINUOUS:
268                 snd_free_pages(dmab->area, dmab->bytes);
269                 break;
270 #ifdef CONFIG_HAS_DMA
271         case SNDRV_DMA_TYPE_DEV:
272                 snd_free_dev_pages(dmab->dev.dev, dmab->bytes, dmab->area, dmab->addr);
273                 break;
274 #endif
275 #ifdef CONFIG_SND_DMA_SGBUF
276         case SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG:
277                 snd_free_sgbuf_pages(dmab);
278                 break;
279 #endif
280         default:
281                 printk(KERN_ERR "snd-malloc: invalid device type %d\n", dmab->dev.type);
282         }
283 }
284
285
286 /**
287  * snd_dma_get_reserved - get the reserved buffer for the given device
288  * @dmab: the buffer allocation record to store
289  * @id: the buffer id
290  *
291  * Looks for the reserved-buffer list and re-uses if the same buffer
292  * is found in the list.  When the buffer is found, it's removed from the free list.
293  *
294  * Returns the size of buffer if the buffer is found, or zero if not found.
295  */
296 size_t snd_dma_get_reserved_buf(struct snd_dma_buffer *dmab, unsigned int id)
297 {
298         struct snd_mem_list *mem;
299
300         if (WARN_ON(!dmab))
301                 return 0;
302
303         mutex_lock(&list_mutex);
304         list_for_each_entry(mem, &mem_list_head, list) {
305                 if (mem->id == id &&
306                     (mem->buffer.dev.dev == NULL || dmab->dev.dev == NULL ||
307                      ! memcmp(&mem->buffer.dev, &dmab->dev, sizeof(dmab->dev)))) {
308                         struct device *dev = dmab->dev.dev;
309                         list_del(&mem->list);
310                         *dmab = mem->buffer;
311                         if (dmab->dev.dev == NULL)
312                                 dmab->dev.dev = dev;
313                         kfree(mem);
314                         mutex_unlock(&list_mutex);
315                         return dmab->bytes;
316                 }
317         }
318         mutex_unlock(&list_mutex);
319         return 0;
320 }
321
322 /**
323  * snd_dma_reserve_buf - reserve the buffer
324  * @dmab: the buffer to reserve
325  * @id: the buffer id
326  *
327  * Reserves the given buffer as a reserved buffer.
328  * 
329  * Returns zero if successful, or a negative code at error.
330  */
331 int snd_dma_reserve_buf(struct snd_dma_buffer *dmab, unsigned int id)
332 {
333         struct snd_mem_list *mem;
334
335         if (WARN_ON(!dmab))
336                 return -EINVAL;
337         mem = kmalloc(sizeof(*mem), GFP_KERNEL);
338         if (! mem)
339                 return -ENOMEM;
340         mutex_lock(&list_mutex);
341         mem->buffer = *dmab;
342         mem->id = id;
343         list_add_tail(&mem->list, &mem_list_head);
344         mutex_unlock(&list_mutex);
345         return 0;
346 }
347
348 /*
349  * purge all reserved buffers
350  */
351 static void free_all_reserved_pages(void)
352 {
353         struct list_head *p;
354         struct snd_mem_list *mem;
355
356         mutex_lock(&list_mutex);
357         while (! list_empty(&mem_list_head)) {
358                 p = mem_list_head.next;
359                 mem = list_entry(p, struct snd_mem_list, list);
360                 list_del(p);
361                 snd_dma_free_pages(&mem->buffer);
362                 kfree(mem);
363         }
364         mutex_unlock(&list_mutex);
365 }
366
367
368 #ifdef CONFIG_PROC_FS
369 /*
370  * proc file interface
371  */
372 #define SND_MEM_PROC_FILE       "driver/snd-page-alloc"
373 static struct proc_dir_entry *snd_mem_proc;
374
375 static int snd_mem_proc_read(struct seq_file *seq, void *offset)
376 {
377         long pages = snd_allocated_pages >> (PAGE_SHIFT-12);
378         struct snd_mem_list *mem;
379         int devno;
380         static char *types[] = { "UNKNOWN", "CONT", "DEV", "DEV-SG" };
381
382         mutex_lock(&list_mutex);
383         seq_printf(seq, "pages  : %li bytes (%li pages per %likB)\n",
384                    pages * PAGE_SIZE, pages, PAGE_SIZE / 1024);
385         devno = 0;
386         list_for_each_entry(mem, &mem_list_head, list) {
387                 devno++;
388                 seq_printf(seq, "buffer %d : ID %08x : type %s\n",
389                            devno, mem->id, types[mem->buffer.dev.type]);
390                 seq_printf(seq, "  addr = 0x%lx, size = %d bytes\n",
391                            (unsigned long)mem->buffer.addr,
392                            (int)mem->buffer.bytes);
393         }
394         mutex_unlock(&list_mutex);
395         return 0;
396 }
397
398 static int snd_mem_proc_open(struct inode *inode, struct file *file)
399 {
400         return single_open(file, snd_mem_proc_read, NULL);
401 }
402
403 /* FIXME: for pci only - other bus? */
404 #ifdef CONFIG_PCI
405 #define gettoken(bufp) strsep(bufp, " \t\n")
406
407 static ssize_t snd_mem_proc_write(struct file *file, const char __user * buffer,
408                                   size_t count, loff_t * ppos)
409 {
410         char buf[128];
411         char *token, *p;
412
413         if (count > sizeof(buf) - 1)
414                 return -EINVAL;
415         if (copy_from_user(buf, buffer, count))
416                 return -EFAULT;
417         buf[count] = '\0';
418
419         p = buf;
420         token = gettoken(&p);
421         if (! token || *token == '#')
422                 return count;
423         if (strcmp(token, "add") == 0) {
424                 char *endp;
425                 int vendor, device, size, buffers;
426                 long mask;
427                 int i, alloced;
428                 struct pci_dev *pci;
429
430                 if ((token = gettoken(&p)) == NULL ||
431                     (vendor = simple_strtol(token, NULL, 0)) <= 0 ||
432                     (token = gettoken(&p)) == NULL ||
433                     (device = simple_strtol(token, NULL, 0)) <= 0 ||
434                     (token = gettoken(&p)) == NULL ||
435                     (mask = simple_strtol(token, NULL, 0)) < 0 ||
436                     (token = gettoken(&p)) == NULL ||
437                     (size = memparse(token, &endp)) < 64*1024 ||
438                     size > 16*1024*1024 /* too big */ ||
439                     (token = gettoken(&p)) == NULL ||
440                     (buffers = simple_strtol(token, NULL, 0)) <= 0 ||
441                     buffers > 4) {
442                         printk(KERN_ERR "snd-page-alloc: invalid proc write format\n");
443                         return count;
444                 }
445                 vendor &= 0xffff;
446                 device &= 0xffff;
447
448                 alloced = 0;
449                 pci = NULL;
450                 while ((pci = pci_get_device(vendor, device, pci)) != NULL) {
451                         if (mask > 0 && mask < 0xffffffff) {
452                                 if (pci_set_dma_mask(pci, mask) < 0 ||
453                                     pci_set_consistent_dma_mask(pci, mask) < 0) {
454                                         printk(KERN_ERR "snd-page-alloc: cannot set DMA mask %lx for pci %04x:%04x\n", mask, vendor, device);
455                                         pci_dev_put(pci);
456                                         return count;
457                                 }
458                         }
459                         for (i = 0; i < buffers; i++) {
460                                 struct snd_dma_buffer dmab;
461                                 memset(&dmab, 0, sizeof(dmab));
462                                 if (snd_dma_alloc_pages(SNDRV_DMA_TYPE_DEV, snd_dma_pci_data(pci),
463                                                         size, &dmab) < 0) {
464                                         printk(KERN_ERR "snd-page-alloc: cannot allocate buffer pages (size = %d)\n", size);
465                                         pci_dev_put(pci);
466                                         return count;
467                                 }
468                                 snd_dma_reserve_buf(&dmab, snd_dma_pci_buf_id(pci));
469                         }
470                         alloced++;
471                 }
472                 if (! alloced) {
473                         for (i = 0; i < buffers; i++) {
474                                 struct snd_dma_buffer dmab;
475                                 memset(&dmab, 0, sizeof(dmab));
476                                 /* FIXME: We can allocate only in ZONE_DMA
477                                  * without a device pointer!
478                                  */
479                                 if (snd_dma_alloc_pages(SNDRV_DMA_TYPE_DEV, NULL,
480                                                         size, &dmab) < 0) {
481                                         printk(KERN_ERR "snd-page-alloc: cannot allocate buffer pages (size = %d)\n", size);
482                                         break;
483                                 }
484                                 snd_dma_reserve_buf(&dmab, (unsigned int)((vendor << 16) | device));
485                         }
486                 }
487         } else if (strcmp(token, "erase") == 0)
488                 /* FIXME: need for releasing each buffer chunk? */
489                 free_all_reserved_pages();
490         else
491                 printk(KERN_ERR "snd-page-alloc: invalid proc cmd\n");
492         return count;
493 }
494 #endif /* CONFIG_PCI */
495
496 static const struct file_operations snd_mem_proc_fops = {
497         .owner          = THIS_MODULE,
498         .open           = snd_mem_proc_open,
499         .read           = seq_read,
500 #ifdef CONFIG_PCI
501         .write          = snd_mem_proc_write,
502 #endif
503         .llseek         = seq_lseek,
504         .release        = single_release,
505 };
506
507 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
508
509 /*
510  * module entry
511  */
512
513 static int __init snd_mem_init(void)
514 {
515 #ifdef CONFIG_PROC_FS
516         snd_mem_proc = proc_create(SND_MEM_PROC_FILE, 0644, NULL,
517                                    &snd_mem_proc_fops);
518 #endif
519         return 0;
520 }
521
522 static void __exit snd_mem_exit(void)
523 {
524         remove_proc_entry(SND_MEM_PROC_FILE, NULL);
525         free_all_reserved_pages();
526         if (snd_allocated_pages > 0)
527                 printk(KERN_ERR "snd-malloc: Memory leak?  pages not freed = %li\n", snd_allocated_pages);
528 }
529
530
531 module_init(snd_mem_init)
532 module_exit(snd_mem_exit)
533
534
535 /*
536  * exports
537  */
538 EXPORT_SYMBOL(snd_dma_alloc_pages);
539 EXPORT_SYMBOL(snd_dma_alloc_pages_fallback);
540 EXPORT_SYMBOL(snd_dma_free_pages);
541
542 EXPORT_SYMBOL(snd_dma_get_reserved_buf);
543 EXPORT_SYMBOL(snd_dma_reserve_buf);
544
545 EXPORT_SYMBOL(snd_malloc_pages);
546 EXPORT_SYMBOL(snd_free_pages);