[ALSA] Removed unneeded page-reserve
[linux-2.6.git] / sound / core / memalloc.c
1 /*
2  *  Copyright (c) by Jaroslav Kysela <perex@suse.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/config.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/proc_fs.h>
27 #include <linux/init.h>
28 #include <linux/pci.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/mm.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 #ifdef CONFIG_SBUS
37 #include <asm/sbus.h>
38 #endif
39
40
41 MODULE_AUTHOR("Takashi Iwai <tiwai@suse.de>, Jaroslav Kysela <perex@suse.cz>");
42 MODULE_DESCRIPTION("Memory allocator for ALSA system.");
43 MODULE_LICENSE("GPL");
44
45
46 /*
47  */
48
49 void *snd_malloc_sgbuf_pages(struct device *device,
50                              size_t size, struct snd_dma_buffer *dmab,
51                              size_t *res_size);
52 int snd_free_sgbuf_pages(struct snd_dma_buffer *dmab);
53
54 /*
55  */
56
57 static DEFINE_MUTEX(list_mutex);
58 static LIST_HEAD(mem_list_head);
59
60 /* buffer preservation list */
61 struct snd_mem_list {
62         struct snd_dma_buffer buffer;
63         unsigned int id;
64         struct list_head list;
65 };
66
67 /* id for pre-allocated buffers */
68 #define SNDRV_DMA_DEVICE_UNUSED (unsigned int)-1
69
70 #ifdef CONFIG_SND_DEBUG
71 #define __ASTRING__(x) #x
72 #define snd_assert(expr, args...) do {\
73         if (!(expr)) {\
74                 printk(KERN_ERR "snd-malloc: BUG? (%s) (called from %p)\n", __ASTRING__(expr), __builtin_return_address(0));\
75                 args;\
76         }\
77 } while (0)
78 #else
79 #define snd_assert(expr, args...) /**/
80 #endif
81
82 /*
83  *  Hacks
84  */
85
86 #if defined(__i386__)
87 /*
88  * A hack to allocate large buffers via dma_alloc_coherent()
89  *
90  * since dma_alloc_coherent always tries GFP_DMA when the requested
91  * pci memory region is below 32bit, it happens quite often that even
92  * 2 order of pages cannot be allocated.
93  *
94  * so in the following, we allocate at first without dma_mask, so that
95  * allocation will be done without GFP_DMA.  if the area doesn't match
96  * with the requested region, then realloate with the original dma_mask
97  * again.
98  *
99  * Really, we want to move this type of thing into dma_alloc_coherent()
100  * so dma_mask doesn't have to be messed with.
101  */
102
103 static void *snd_dma_hack_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
104                                          dma_addr_t *dma_handle,
105                                          gfp_t flags)
106 {
107         void *ret;
108         u64 dma_mask, coherent_dma_mask;
109
110         if (dev == NULL || !dev->dma_mask)
111                 return dma_alloc_coherent(dev, size, dma_handle, flags);
112         dma_mask = *dev->dma_mask;
113         coherent_dma_mask = dev->coherent_dma_mask;
114         *dev->dma_mask = 0xffffffff;    /* do without masking */
115         dev->coherent_dma_mask = 0xffffffff;    /* do without masking */
116         ret = dma_alloc_coherent(dev, size, dma_handle, flags);
117         *dev->dma_mask = dma_mask;      /* restore */
118         dev->coherent_dma_mask = coherent_dma_mask;     /* restore */
119         if (ret) {
120                 /* obtained address is out of range? */
121                 if (((unsigned long)*dma_handle + size - 1) & ~dma_mask) {
122                         /* reallocate with the proper mask */
123                         dma_free_coherent(dev, size, ret, *dma_handle);
124                         ret = dma_alloc_coherent(dev, size, dma_handle, flags);
125                 }
126         } else {
127                 /* wish to success now with the proper mask... */
128                 if (dma_mask != 0xffffffffUL) {
129                         /* allocation with GFP_ATOMIC to avoid the long stall */
130                         flags &= ~GFP_KERNEL;
131                         flags |= GFP_ATOMIC;
132                         ret = dma_alloc_coherent(dev, size, dma_handle, flags);
133                 }
134         }
135         return ret;
136 }
137
138 /* redefine dma_alloc_coherent for some architectures */
139 #undef dma_alloc_coherent
140 #define dma_alloc_coherent snd_dma_hack_alloc_coherent
141
142 #endif /* arch */
143
144 /*
145  *
146  *  Generic memory allocators
147  *
148  */
149
150 static long snd_allocated_pages; /* holding the number of allocated pages */
151
152 static inline void inc_snd_pages(int order)
153 {
154         snd_allocated_pages += 1 << order;
155 }
156
157 static inline void dec_snd_pages(int order)
158 {
159         snd_allocated_pages -= 1 << order;
160 }
161
162 /**
163  * snd_malloc_pages - allocate pages with the given size
164  * @size: the size to allocate in bytes
165  * @gfp_flags: the allocation conditions, GFP_XXX
166  *
167  * Allocates the physically contiguous pages with the given size.
168  *
169  * Returns the pointer of the buffer, or NULL if no enoguh memory.
170  */
171 void *snd_malloc_pages(size_t size, gfp_t gfp_flags)
172 {
173         int pg;
174         void *res;
175
176         snd_assert(size > 0, return NULL);
177         snd_assert(gfp_flags != 0, return NULL);
178         gfp_flags |= __GFP_COMP;        /* compound page lets parts be mapped */
179         pg = get_order(size);
180         if ((res = (void *) __get_free_pages(gfp_flags, pg)) != NULL)
181                 inc_snd_pages(pg);
182         return res;
183 }
184
185 /**
186  * snd_free_pages - release the pages
187  * @ptr: the buffer pointer to release
188  * @size: the allocated buffer size
189  *
190  * Releases the buffer allocated via snd_malloc_pages().
191  */
192 void snd_free_pages(void *ptr, size_t size)
193 {
194         int pg;
195
196         if (ptr == NULL)
197                 return;
198         pg = get_order(size);
199         dec_snd_pages(pg);
200         free_pages((unsigned long) ptr, pg);
201 }
202
203 /*
204  *
205  *  Bus-specific memory allocators
206  *
207  */
208
209 /* allocate the coherent DMA pages */
210 static void *snd_malloc_dev_pages(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma)
211 {
212         int pg;
213         void *res;
214         gfp_t gfp_flags;
215
216         snd_assert(size > 0, return NULL);
217         snd_assert(dma != NULL, return NULL);
218         pg = get_order(size);
219         gfp_flags = GFP_KERNEL
220                 | __GFP_COMP    /* compound page lets parts be mapped */
221                 | __GFP_NORETRY /* don't trigger OOM-killer */
222                 | __GFP_NOWARN; /* no stack trace print - this call is non-critical */
223         res = dma_alloc_coherent(dev, PAGE_SIZE << pg, dma, gfp_flags);
224         if (res != NULL)
225                 inc_snd_pages(pg);
226
227         return res;
228 }
229
230 /* free the coherent DMA pages */
231 static void snd_free_dev_pages(struct device *dev, size_t size, void *ptr,
232                                dma_addr_t dma)
233 {
234         int pg;
235
236         if (ptr == NULL)
237                 return;
238         pg = get_order(size);
239         dec_snd_pages(pg);
240         dma_free_coherent(dev, PAGE_SIZE << pg, ptr, dma);
241 }
242
243 #ifdef CONFIG_SBUS
244
245 static void *snd_malloc_sbus_pages(struct device *dev, size_t size,
246                                    dma_addr_t *dma_addr)
247 {
248         struct sbus_dev *sdev = (struct sbus_dev *)dev;
249         int pg;
250         void *res;
251
252         snd_assert(size > 0, return NULL);
253         snd_assert(dma_addr != NULL, return NULL);
254         pg = get_order(size);
255         res = sbus_alloc_consistent(sdev, PAGE_SIZE * (1 << pg), dma_addr);
256         if (res != NULL)
257                 inc_snd_pages(pg);
258         return res;
259 }
260
261 static void snd_free_sbus_pages(struct device *dev, size_t size,
262                                 void *ptr, dma_addr_t dma_addr)
263 {
264         struct sbus_dev *sdev = (struct sbus_dev *)dev;
265         int pg;
266
267         if (ptr == NULL)
268                 return;
269         pg = get_order(size);
270         dec_snd_pages(pg);
271         sbus_free_consistent(sdev, PAGE_SIZE * (1 << pg), ptr, dma_addr);
272 }
273
274 #endif /* CONFIG_SBUS */
275
276 /*
277  *
278  *  ALSA generic memory management
279  *
280  */
281
282
283 /**
284  * snd_dma_alloc_pages - allocate the buffer area according to the given type
285  * @type: the DMA buffer type
286  * @device: the device pointer
287  * @size: the buffer size to allocate
288  * @dmab: buffer allocation record to store the allocated data
289  *
290  * Calls the memory-allocator function for the corresponding
291  * buffer type.
292  * 
293  * Returns zero if the buffer with the given size is allocated successfuly,
294  * other a negative value at error.
295  */
296 int snd_dma_alloc_pages(int type, struct device *device, size_t size,
297                         struct snd_dma_buffer *dmab)
298 {
299         snd_assert(size > 0, return -ENXIO);
300         snd_assert(dmab != NULL, return -ENXIO);
301
302         dmab->dev.type = type;
303         dmab->dev.dev = device;
304         dmab->bytes = 0;
305         switch (type) {
306         case SNDRV_DMA_TYPE_CONTINUOUS:
307                 dmab->area = snd_malloc_pages(size, (unsigned long)device);
308                 dmab->addr = 0;
309                 break;
310 #ifdef CONFIG_SBUS
311         case SNDRV_DMA_TYPE_SBUS:
312                 dmab->area = snd_malloc_sbus_pages(device, size, &dmab->addr);
313                 break;
314 #endif
315         case SNDRV_DMA_TYPE_DEV:
316                 dmab->area = snd_malloc_dev_pages(device, size, &dmab->addr);
317                 break;
318         case SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG:
319                 snd_malloc_sgbuf_pages(device, size, dmab, NULL);
320                 break;
321         default:
322                 printk(KERN_ERR "snd-malloc: invalid device type %d\n", type);
323                 dmab->area = NULL;
324                 dmab->addr = 0;
325                 return -ENXIO;
326         }
327         if (! dmab->area)
328                 return -ENOMEM;
329         dmab->bytes = size;
330         return 0;
331 }
332
333 /**
334  * snd_dma_alloc_pages_fallback - allocate the buffer area according to the given type with fallback
335  * @type: the DMA buffer type
336  * @device: the device pointer
337  * @size: the buffer size to allocate
338  * @dmab: buffer allocation record to store the allocated data
339  *
340  * Calls the memory-allocator function for the corresponding
341  * buffer type.  When no space is left, this function reduces the size and
342  * tries to allocate again.  The size actually allocated is stored in
343  * res_size argument.
344  * 
345  * Returns zero if the buffer with the given size is allocated successfuly,
346  * other a negative value at error.
347  */
348 int snd_dma_alloc_pages_fallback(int type, struct device *device, size_t size,
349                                  struct snd_dma_buffer *dmab)
350 {
351         int err;
352
353         snd_assert(size > 0, return -ENXIO);
354         snd_assert(dmab != NULL, return -ENXIO);
355
356         while ((err = snd_dma_alloc_pages(type, device, size, dmab)) < 0) {
357                 if (err != -ENOMEM)
358                         return err;
359                 size >>= 1;
360                 if (size <= PAGE_SIZE)
361                         return -ENOMEM;
362         }
363         if (! dmab->area)
364                 return -ENOMEM;
365         return 0;
366 }
367
368
369 /**
370  * snd_dma_free_pages - release the allocated buffer
371  * @dmab: the buffer allocation record to release
372  *
373  * Releases the allocated buffer via snd_dma_alloc_pages().
374  */
375 void snd_dma_free_pages(struct snd_dma_buffer *dmab)
376 {
377         switch (dmab->dev.type) {
378         case SNDRV_DMA_TYPE_CONTINUOUS:
379                 snd_free_pages(dmab->area, dmab->bytes);
380                 break;
381 #ifdef CONFIG_SBUS
382         case SNDRV_DMA_TYPE_SBUS:
383                 snd_free_sbus_pages(dmab->dev.dev, dmab->bytes, dmab->area, dmab->addr);
384                 break;
385 #endif
386         case SNDRV_DMA_TYPE_DEV:
387                 snd_free_dev_pages(dmab->dev.dev, dmab->bytes, dmab->area, dmab->addr);
388                 break;
389         case SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG:
390                 snd_free_sgbuf_pages(dmab);
391                 break;
392         default:
393                 printk(KERN_ERR "snd-malloc: invalid device type %d\n", dmab->dev.type);
394         }
395 }
396
397
398 /**
399  * snd_dma_get_reserved - get the reserved buffer for the given device
400  * @dmab: the buffer allocation record to store
401  * @id: the buffer id
402  *
403  * Looks for the reserved-buffer list and re-uses if the same buffer
404  * is found in the list.  When the buffer is found, it's removed from the free list.
405  *
406  * Returns the size of buffer if the buffer is found, or zero if not found.
407  */
408 size_t snd_dma_get_reserved_buf(struct snd_dma_buffer *dmab, unsigned int id)
409 {
410         struct list_head *p;
411         struct snd_mem_list *mem;
412
413         snd_assert(dmab, return 0);
414
415         mutex_lock(&list_mutex);
416         list_for_each(p, &mem_list_head) {
417                 mem = list_entry(p, struct snd_mem_list, list);
418                 if (mem->id == id &&
419                     (mem->buffer.dev.dev == NULL || dmab->dev.dev == NULL ||
420                      ! memcmp(&mem->buffer.dev, &dmab->dev, sizeof(dmab->dev)))) {
421                         struct device *dev = dmab->dev.dev;
422                         list_del(p);
423                         *dmab = mem->buffer;
424                         if (dmab->dev.dev == NULL)
425                                 dmab->dev.dev = dev;
426                         kfree(mem);
427                         mutex_unlock(&list_mutex);
428                         return dmab->bytes;
429                 }
430         }
431         mutex_unlock(&list_mutex);
432         return 0;
433 }
434
435 /**
436  * snd_dma_reserve_buf - reserve the buffer
437  * @dmab: the buffer to reserve
438  * @id: the buffer id
439  *
440  * Reserves the given buffer as a reserved buffer.
441  * 
442  * Returns zero if successful, or a negative code at error.
443  */
444 int snd_dma_reserve_buf(struct snd_dma_buffer *dmab, unsigned int id)
445 {
446         struct snd_mem_list *mem;
447
448         snd_assert(dmab, return -EINVAL);
449         mem = kmalloc(sizeof(*mem), GFP_KERNEL);
450         if (! mem)
451                 return -ENOMEM;
452         mutex_lock(&list_mutex);
453         mem->buffer = *dmab;
454         mem->id = id;
455         list_add_tail(&mem->list, &mem_list_head);
456         mutex_unlock(&list_mutex);
457         return 0;
458 }
459
460 /*
461  * purge all reserved buffers
462  */
463 static void free_all_reserved_pages(void)
464 {
465         struct list_head *p;
466         struct snd_mem_list *mem;
467
468         mutex_lock(&list_mutex);
469         while (! list_empty(&mem_list_head)) {
470                 p = mem_list_head.next;
471                 mem = list_entry(p, struct snd_mem_list, list);
472                 list_del(p);
473                 snd_dma_free_pages(&mem->buffer);
474                 kfree(mem);
475         }
476         mutex_unlock(&list_mutex);
477 }
478
479
480 #ifdef CONFIG_PROC_FS
481 /*
482  * proc file interface
483  */
484 #define SND_MEM_PROC_FILE       "driver/snd-page-alloc"
485 static struct proc_dir_entry *snd_mem_proc;
486
487 static int snd_mem_proc_read(char *page, char **start, off_t off,
488                              int count, int *eof, void *data)
489 {
490         int len = 0;
491         long pages = snd_allocated_pages >> (PAGE_SHIFT-12);
492         struct list_head *p;
493         struct snd_mem_list *mem;
494         int devno;
495         static char *types[] = { "UNKNOWN", "CONT", "DEV", "DEV-SG", "SBUS" };
496
497         mutex_lock(&list_mutex);
498         len += snprintf(page + len, count - len,
499                         "pages  : %li bytes (%li pages per %likB)\n",
500                         pages * PAGE_SIZE, pages, PAGE_SIZE / 1024);
501         devno = 0;
502         list_for_each(p, &mem_list_head) {
503                 mem = list_entry(p, struct snd_mem_list, list);
504                 devno++;
505                 len += snprintf(page + len, count - len,
506                                 "buffer %d : ID %08x : type %s\n",
507                                 devno, mem->id, types[mem->buffer.dev.type]);
508                 len += snprintf(page + len, count - len,
509                                 "  addr = 0x%lx, size = %d bytes\n",
510                                 (unsigned long)mem->buffer.addr, (int)mem->buffer.bytes);
511         }
512         mutex_unlock(&list_mutex);
513         return len;
514 }
515
516 /* FIXME: for pci only - other bus? */
517 #ifdef CONFIG_PCI
518 #define gettoken(bufp) strsep(bufp, " \t\n")
519
520 static int snd_mem_proc_write(struct file *file, const char __user *buffer,
521                               unsigned long count, void *data)
522 {
523         char buf[128];
524         char *token, *p;
525
526         if (count > ARRAY_SIZE(buf) - 1)
527                 count = ARRAY_SIZE(buf) - 1;
528         if (copy_from_user(buf, buffer, count))
529                 return -EFAULT;
530         buf[ARRAY_SIZE(buf) - 1] = '\0';
531
532         p = buf;
533         token = gettoken(&p);
534         if (! token || *token == '#')
535                 return (int)count;
536         if (strcmp(token, "add") == 0) {
537                 char *endp;
538                 int vendor, device, size, buffers;
539                 long mask;
540                 int i, alloced;
541                 struct pci_dev *pci;
542
543                 if ((token = gettoken(&p)) == NULL ||
544                     (vendor = simple_strtol(token, NULL, 0)) <= 0 ||
545                     (token = gettoken(&p)) == NULL ||
546                     (device = simple_strtol(token, NULL, 0)) <= 0 ||
547                     (token = gettoken(&p)) == NULL ||
548                     (mask = simple_strtol(token, NULL, 0)) < 0 ||
549                     (token = gettoken(&p)) == NULL ||
550                     (size = memparse(token, &endp)) < 64*1024 ||
551                     size > 16*1024*1024 /* too big */ ||
552                     (token = gettoken(&p)) == NULL ||
553                     (buffers = simple_strtol(token, NULL, 0)) <= 0 ||
554                     buffers > 4) {
555                         printk(KERN_ERR "snd-page-alloc: invalid proc write format\n");
556                         return (int)count;
557                 }
558                 vendor &= 0xffff;
559                 device &= 0xffff;
560
561                 alloced = 0;
562                 pci = NULL;
563                 while ((pci = pci_get_device(vendor, device, pci)) != NULL) {
564                         if (mask > 0 && mask < 0xffffffff) {
565                                 if (pci_set_dma_mask(pci, mask) < 0 ||
566                                     pci_set_consistent_dma_mask(pci, mask) < 0) {
567                                         printk(KERN_ERR "snd-page-alloc: cannot set DMA mask %lx for pci %04x:%04x\n", mask, vendor, device);
568                                         return (int)count;
569                                 }
570                         }
571                         for (i = 0; i < buffers; i++) {
572                                 struct snd_dma_buffer dmab;
573                                 memset(&dmab, 0, sizeof(dmab));
574                                 if (snd_dma_alloc_pages(SNDRV_DMA_TYPE_DEV, snd_dma_pci_data(pci),
575                                                         size, &dmab) < 0) {
576                                         printk(KERN_ERR "snd-page-alloc: cannot allocate buffer pages (size = %d)\n", size);
577                                         pci_dev_put(pci);
578                                         return (int)count;
579                                 }
580                                 snd_dma_reserve_buf(&dmab, snd_dma_pci_buf_id(pci));
581                         }
582                         alloced++;
583                 }
584                 if (! alloced) {
585                         for (i = 0; i < buffers; i++) {
586                                 struct snd_dma_buffer dmab;
587                                 memset(&dmab, 0, sizeof(dmab));
588                                 /* FIXME: We can allocate only in ZONE_DMA
589                                  * without a device pointer!
590                                  */
591                                 if (snd_dma_alloc_pages(SNDRV_DMA_TYPE_DEV, NULL,
592                                                         size, &dmab) < 0) {
593                                         printk(KERN_ERR "snd-page-alloc: cannot allocate buffer pages (size = %d)\n", size);
594                                         break;
595                                 }
596                                 snd_dma_reserve_buf(&dmab, (unsigned int)((vendor << 16) | device));
597                         }
598                 }
599         } else if (strcmp(token, "erase") == 0)
600                 /* FIXME: need for releasing each buffer chunk? */
601                 free_all_reserved_pages();
602         else
603                 printk(KERN_ERR "snd-page-alloc: invalid proc cmd\n");
604         return (int)count;
605 }
606 #endif /* CONFIG_PCI */
607 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
608
609 /*
610  * module entry
611  */
612
613 static int __init snd_mem_init(void)
614 {
615 #ifdef CONFIG_PROC_FS
616         snd_mem_proc = create_proc_entry(SND_MEM_PROC_FILE, 0644, NULL);
617         if (snd_mem_proc) {
618                 snd_mem_proc->read_proc = snd_mem_proc_read;
619 #ifdef CONFIG_PCI
620                 snd_mem_proc->write_proc = snd_mem_proc_write;
621 #endif
622         }
623 #endif
624         return 0;
625 }
626
627 static void __exit snd_mem_exit(void)
628 {
629         remove_proc_entry(SND_MEM_PROC_FILE, NULL);
630         free_all_reserved_pages();
631         if (snd_allocated_pages > 0)
632                 printk(KERN_ERR "snd-malloc: Memory leak?  pages not freed = %li\n", snd_allocated_pages);
633 }
634
635
636 module_init(snd_mem_init)
637 module_exit(snd_mem_exit)
638
639
640 /*
641  * exports
642  */
643 EXPORT_SYMBOL(snd_dma_alloc_pages);
644 EXPORT_SYMBOL(snd_dma_alloc_pages_fallback);
645 EXPORT_SYMBOL(snd_dma_free_pages);
646
647 EXPORT_SYMBOL(snd_dma_get_reserved_buf);
648 EXPORT_SYMBOL(snd_dma_reserve_buf);
649
650 EXPORT_SYMBOL(snd_malloc_pages);
651 EXPORT_SYMBOL(snd_free_pages);