drivers/usb/core/buffer.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * DMA memory management for framework level HCD code (hc_driver)
   4  *
   5  * This implementation plugs in through generic "usb_bus" level methods,
   6  * and should work with all USB controllers, regardless of bus type.
   7  *
   8  * Released under the GPLv2 only.
   9  */
  10
  11 #include <linux/module.h>
  12 #include <linux/kernel.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14 #include <linux/device.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/io.h>
  17 #include <linux/dma-mapping.h>
  18 #include <linux/dmapool.h>
  19 #include <linux/genalloc.h>
  20 #include <linux/usb.h>
  21 #include <linux/usb/hcd.h>
  22
  23
  24 /*
  25  * DMA-Coherent Buffers
  26  */
  27
  28 /* FIXME tune these based on pool statistics ... */
  29 static size_t pool_max[HCD_BUFFER_POOLS] = {
  30         32, 128, 512, 2048,
  31 };
  32
  33 void __init usb_init_pool_max(void)
  34 {
  35         /*
  36          * The pool_max values must never be smaller than
  37          * ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
  38          */
  39         if (ARCH_KMALLOC_MINALIGN <= 32)
  40                 ;                       /* Original value is okay */
  41         else if (ARCH_KMALLOC_MINALIGN <= 64)
  42                 pool_max[0] = 64;
  43         else if (ARCH_KMALLOC_MINALIGN <= 128)
  44                 pool_max[0] = 0;        /* Don't use this pool */
  45         else
  46                 BUILD_BUG();            /* We don't allow this */
  47 }
  48
  49 /* SETUP primitives */
  50
  51 /**
  52  * hcd_buffer_create - initialize buffer pools
  53  * @hcd: the bus whose buffer pools are to be initialized
  54  * Context: !in_interrupt()
  55  *
  56  * Call this as part of initializing a host controller that uses the dma
  57  * memory allocators.  It initializes some pools of dma-coherent memory that
  58  * will be shared by all drivers using that controller.
  59  *
  60  * Call hcd_buffer_destroy() to clean up after using those pools.
  61  *
  62  * Return: 0 if successful. A negative errno value otherwise.
  63  */
  64 int hcd_buffer_create(struct usb_hcd *hcd)
  65 {
  66         char            name[16];
  67         int             i, size;
  68
  69         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAS_DMA) ||
  70             (!is_device_dma_capable(hcd->self.sysdev) &&
  71              !hcd->localmem_pool))
  72                 return 0;
  73
  74         for (i = 0; i < HCD_BUFFER_POOLS; i++) {
  75                 size = pool_max[i];
  76                 if (!size)
  77                         continue;
  78                 snprintf(name, sizeof(name), "buffer-%d", size);
  79                 hcd->pool[i] = dma_pool_create(name, hcd->self.sysdev,
  80                                 size, size, 0);
  81                 if (!hcd->pool[i]) {
  82                         hcd_buffer_destroy(hcd);
  83                         return -ENOMEM;
  84                 }
  85         }
  86         return 0;
  87 }
  88
  89
  90 /**
  91  * hcd_buffer_destroy - deallocate buffer pools
  92  * @hcd: the bus whose buffer pools are to be destroyed
  93  * Context: !in_interrupt()
  94  *
  95  * This frees the buffer pools created by hcd_buffer_create().
  96  */
  97 void hcd_buffer_destroy(struct usb_hcd *hcd)
  98 {
  99         int i;
 100
 101         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAS_DMA))
 102                 return;
 103
 104         for (i = 0; i < HCD_BUFFER_POOLS; i++) {
 105                 dma_pool_destroy(hcd->pool[i]);
 106                 hcd->pool[i] = NULL;
 107         }
 108 }
 109
 110
 111 /* sometimes alloc/free could use kmalloc with GFP_DMA, for
 112  * better sharing and to leverage mm/slab.c intelligence.
 113  */
 114
 115 void *hcd_buffer_alloc(
 116         struct usb_bus          *bus,
 117         size_t                  size,
 118         gfp_t                   mem_flags,
 119         dma_addr_t              *dma
 120 )
 121 {
 122         struct usb_hcd          *hcd = bus_to_hcd(bus);
 123         int                     i;
 124
 125         if (size == 0)
 126                 return NULL;
 127
 128         if (hcd->localmem_pool)
 129                 return gen_pool_dma_alloc(hcd->localmem_pool, size, dma);
 130
 131         /* some USB hosts just use PIO */
 132         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAS_DMA) ||
 133             !is_device_dma_capable(bus->sysdev)) {
 134                 *dma = ~(dma_addr_t) 0;
 135                 return kmalloc(size, mem_flags);
 136         }
 137
 138         for (i = 0; i < HCD_BUFFER_POOLS; i++) {
 139                 if (size <= pool_max[i])
 140                         return dma_pool_alloc(hcd->pool[i], mem_flags, dma);
 141         }
 142         return dma_alloc_coherent(hcd->self.sysdev, size, dma, mem_flags);
 143 }
 144
 145 void hcd_buffer_free(
 146         struct usb_bus          *bus,
 147         size_t                  size,
 148         void                    *addr,
 149         dma_addr_t              dma
 150 )
 151 {
 152         struct usb_hcd          *hcd = bus_to_hcd(bus);
 153         int                     i;
 154
 155         if (!addr)
 156                 return;
 157
 158         if (hcd->localmem_pool) {
 159                 gen_pool_free(hcd->localmem_pool, (unsigned long)addr, size);
 160                 return;
 161         }
 162
 163         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAS_DMA) ||
 164             !is_device_dma_capable(bus->sysdev)) {
 165                 kfree(addr);
 166                 return;
 167         }
 168
 169         for (i = 0; i < HCD_BUFFER_POOLS; i++) {
 170                 if (size <= pool_max[i]) {
 171                         dma_pool_free(hcd->pool[i], addr, dma);
 172                         return;
 173                 }
 174         }
 175         dma_free_coherent(hcd->self.sysdev, size, addr, dma);
 176 }