sound/core/memalloc.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *  Copyright (c) by Jaroslav Kysela <perex@perex.cz>
   4  *                   Takashi Iwai <tiwai@suse.de>
   5  *
   6  *  Generic memory allocators
   7  */
   8
   9 #include <linux/slab.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/dma-mapping.h>
  12 #include <linux/dma-map-ops.h>
  13 #include <linux/genalloc.h>
  14 #include <linux/highmem.h>
  15 #include <linux/vmalloc.h>
  16 #ifdef CONFIG_X86
  17 #include <asm/set_memory.h>
  18 #endif
  19 #include <sound/memalloc.h>
  20 #include "memalloc_local.h"
  21
  22 #define DEFAULT_GFP \
  23         (GFP_KERNEL | \
  24          __GFP_COMP |    /* compound page lets parts be mapped */ \
  25          __GFP_RETRY_MAYFAIL | /* don't trigger OOM-killer */ \
  26          __GFP_NOWARN)   /* no stack trace print - this call is non-critical */
  27
  28 static const struct snd_malloc_ops *snd_dma_get_ops(struct snd_dma_buffer *dmab);
  29
  30 #ifdef CONFIG_SND_DMA_SGBUF
  31 static void *snd_dma_sg_fallback_alloc(struct snd_dma_buffer *dmab, size_t size);
  32 #endif
  33
  34 static void *__snd_dma_alloc_pages(struct snd_dma_buffer *dmab, size_t size)
  35 {
  36         const struct snd_malloc_ops *ops = snd_dma_get_ops(dmab);
  37
  38         if (WARN_ON_ONCE(!ops || !ops->alloc))
  39                 return NULL;
  40         return ops->alloc(dmab, size);
  41 }
  42
  43 /**
  44  * snd_dma_alloc_dir_pages - allocate the buffer area according to the given
  45  *      type and direction
  46  * @type: the DMA buffer type
  47  * @device: the device pointer
  48  * @dir: DMA direction
  49  * @size: the buffer size to allocate
  50  * @dmab: buffer allocation record to store the allocated data
  51  *
  52  * Calls the memory-allocator function for the corresponding
  53  * buffer type.
  54  *
  55  * Return: Zero if the buffer with the given size is allocated successfully,
  56  * otherwise a negative value on error.
  57  */
  58 int snd_dma_alloc_dir_pages(int type, struct device *device,
  59                             enum dma_data_direction dir, size_t size,
  60                             struct snd_dma_buffer *dmab)
  61 {
  62         if (WARN_ON(!size))
  63                 return -ENXIO;
  64         if (WARN_ON(!dmab))
  65                 return -ENXIO;
  66
  67         size = PAGE_ALIGN(size);
  68         dmab->dev.type = type;
  69         dmab->dev.dev = device;
  70         dmab->dev.dir = dir;
  71         dmab->bytes = 0;
  72         dmab->addr = 0;
  73         dmab->private_data = NULL;
  74         dmab->area = __snd_dma_alloc_pages(dmab, size);
  75         if (!dmab->area)
  76                 return -ENOMEM;
  77         dmab->bytes = size;
  78         return 0;
  79 }
  80 EXPORT_SYMBOL(snd_dma_alloc_dir_pages);
  81
  82 /**
  83  * snd_dma_alloc_pages_fallback - allocate the buffer area according to the given type with fallback
  84  * @type: the DMA buffer type
  85  * @device: the device pointer
  86  * @size: the buffer size to allocate
  87  * @dmab: buffer allocation record to store the allocated data
  88  *
  89  * Calls the memory-allocator function for the corresponding
  90  * buffer type.  When no space is left, this function reduces the size and
  91  * tries to allocate again.  The size actually allocated is stored in
  92  * res_size argument.
  93  *
  94  * Return: Zero if the buffer with the given size is allocated successfully,
  95  * otherwise a negative value on error.
  96  */
  97 int snd_dma_alloc_pages_fallback(int type, struct device *device, size_t size,
  98                                  struct snd_dma_buffer *dmab)
  99 {
 100         int err;
 101
 102         while ((err = snd_dma_alloc_pages(type, device, size, dmab)) < 0) {
 103                 if (err != -ENOMEM)
 104                         return err;
 105                 if (size <= PAGE_SIZE)
 106                         return -ENOMEM;
 107                 size >>= 1;
 108                 size = PAGE_SIZE << get_order(size);
 109         }
 110         if (! dmab->area)
 111                 return -ENOMEM;
 112         return 0;
 113 }
 114 EXPORT_SYMBOL(snd_dma_alloc_pages_fallback);
 115
 116 /**
 117  * snd_dma_free_pages - release the allocated buffer
 118  * @dmab: the buffer allocation record to release
 119  *
 120  * Releases the allocated buffer via snd_dma_alloc_pages().
 121  */
 122 void snd_dma_free_pages(struct snd_dma_buffer *dmab)
 123 {
 124         const struct snd_malloc_ops *ops = snd_dma_get_ops(dmab);
 125
 126         if (ops && ops->free)
 127                 ops->free(dmab);
 128 }
 129 EXPORT_SYMBOL(snd_dma_free_pages);
 130
 131 /* called by devres */
 132 static void __snd_release_pages(struct device *dev, void *res)
 133 {
 134         snd_dma_free_pages(res);
 135 }
 136
 137 /**
 138  * snd_devm_alloc_dir_pages - allocate the buffer and manage with devres
 139  * @dev: the device pointer
 140  * @type: the DMA buffer type
 141  * @dir: DMA direction
 142  * @size: the buffer size to allocate
 143  *
 144  * Allocate buffer pages depending on the given type and manage using devres.
 145  * The pages will be released automatically at the device removal.
 146  *
 147  * Unlike snd_dma_alloc_pages(), this function requires the real device pointer,
 148  * hence it can't work with SNDRV_DMA_TYPE_CONTINUOUS or
 149  * SNDRV_DMA_TYPE_VMALLOC type.
 150  *
 151  * Return: the snd_dma_buffer object at success, or NULL if failed
 152  */
 153 struct snd_dma_buffer *
 154 snd_devm_alloc_dir_pages(struct device *dev, int type,
 155                          enum dma_data_direction dir, size_t size)
 156 {
 157         struct snd_dma_buffer *dmab;
 158         int err;
 159
 160         if (WARN_ON(type == SNDRV_DMA_TYPE_CONTINUOUS ||
 161                     type == SNDRV_DMA_TYPE_VMALLOC))
 162                 return NULL;
 163
 164         dmab = devres_alloc(__snd_release_pages, sizeof(*dmab), GFP_KERNEL);
 165         if (!dmab)
 166                 return NULL;
 167
 168         err = snd_dma_alloc_dir_pages(type, dev, dir, size, dmab);
 169         if (err < 0) {
 170                 devres_free(dmab);
 171                 return NULL;
 172         }
 173
 174         devres_add(dev, dmab);
 175         return dmab;
 176 }
 177 EXPORT_SYMBOL_GPL(snd_devm_alloc_dir_pages);
 178
 179 /**
 180  * snd_dma_buffer_mmap - perform mmap of the given DMA buffer
 181  * @dmab: buffer allocation information
 182  * @area: VM area information
 183  *
 184  * Return: zero if successful, or a negative error code
 185  */
 186 int snd_dma_buffer_mmap(struct snd_dma_buffer *dmab,
 187                         struct vm_area_struct *area)
 188 {
 189         const struct snd_malloc_ops *ops;
 190
 191         if (!dmab)
 192                 return -ENOENT;
 193         ops = snd_dma_get_ops(dmab);
 194         if (ops && ops->mmap)
 195                 return ops->mmap(dmab, area);
 196         else
 197                 return -ENOENT;
 198 }
 199 EXPORT_SYMBOL(snd_dma_buffer_mmap);
 200
 201 #ifdef CONFIG_HAS_DMA
 202 /**
 203  * snd_dma_buffer_sync - sync DMA buffer between CPU and device
 204  * @dmab: buffer allocation information
 205  * @mode: sync mode
 206  */
 207 void snd_dma_buffer_sync(struct snd_dma_buffer *dmab,
 208                          enum snd_dma_sync_mode mode)
 209 {
 210         const struct snd_malloc_ops *ops;
 211
 212         if (!dmab || !dmab->dev.need_sync)
 213                 return;
 214         ops = snd_dma_get_ops(dmab);
 215         if (ops && ops->sync)
 216                 ops->sync(dmab, mode);
 217 }
 218 EXPORT_SYMBOL_GPL(snd_dma_buffer_sync);
 219 #endif /* CONFIG_HAS_DMA */
 220
 221 /**
 222  * snd_sgbuf_get_addr - return the physical address at the corresponding offset
 223  * @dmab: buffer allocation information
 224  * @offset: offset in the ring buffer
 225  *
 226  * Return: the physical address
 227  */
 228 dma_addr_t snd_sgbuf_get_addr(struct snd_dma_buffer *dmab, size_t offset)
 229 {
 230         const struct snd_malloc_ops *ops = snd_dma_get_ops(dmab);
 231
 232         if (ops && ops->get_addr)
 233                 return ops->get_addr(dmab, offset);
 234         else
 235                 return dmab->addr + offset;
 236 }
 237 EXPORT_SYMBOL(snd_sgbuf_get_addr);
 238
 239 /**
 240  * snd_sgbuf_get_page - return the physical page at the corresponding offset
 241  * @dmab: buffer allocation information
 242  * @offset: offset in the ring buffer
 243  *
 244  * Return: the page pointer
 245  */
 246 struct page *snd_sgbuf_get_page(struct snd_dma_buffer *dmab, size_t offset)
 247 {
 248         const struct snd_malloc_ops *ops = snd_dma_get_ops(dmab);
 249
 250         if (ops && ops->get_page)
 251                 return ops->get_page(dmab, offset);
 252         else
 253                 return virt_to_page(dmab->area + offset);
 254 }
 255 EXPORT_SYMBOL(snd_sgbuf_get_page);
 256
 257 /**
 258  * snd_sgbuf_get_chunk_size - compute the max chunk size with continuous pages
 259  *      on sg-buffer
 260  * @dmab: buffer allocation information
 261  * @ofs: offset in the ring buffer
 262  * @size: the requested size
 263  *
 264  * Return: the chunk size
 265  */
 266 unsigned int snd_sgbuf_get_chunk_size(struct snd_dma_buffer *dmab,
 267                                       unsigned int ofs, unsigned int size)
 268 {
 269         const struct snd_malloc_ops *ops = snd_dma_get_ops(dmab);
 270
 271         if (ops && ops->get_chunk_size)
 272                 return ops->get_chunk_size(dmab, ofs, size);
 273         else
 274                 return size;
 275 }
 276 EXPORT_SYMBOL(snd_sgbuf_get_chunk_size);
 277
 278 /*
 279  * Continuous pages allocator
 280  */
 281 static void *do_alloc_pages(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *addr,
 282                             bool wc)
 283 {
 284         void *p;
 285         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOWARN;
 286
 287  again:
 288         p = alloc_pages_exact(size, gfp);
 289         if (!p)
 290                 return NULL;
 291         *addr = page_to_phys(virt_to_page(p));
 292         if (!dev)
 293                 return p;
 294         if ((*addr + size - 1) & ~dev->coherent_dma_mask) {
 295                 if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA32) && !(gfp & GFP_DMA32)) {
 296                         gfp |= GFP_DMA32;
 297                         goto again;
 298                 }
 299                 if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA) && !(gfp & GFP_DMA)) {
 300                         gfp = (gfp & ~GFP_DMA32) | GFP_DMA;
 301                         goto again;
 302                 }
 303         }
 304 #ifdef CONFIG_X86
 305         if (wc)
 306                 set_memory_wc((unsigned long)(p), size >> PAGE_SHIFT);
 307 #endif
 308         return p;
 309 }
 310
 311 static void do_free_pages(void *p, size_t size, bool wc)
 312 {
 313 #ifdef CONFIG_X86
 314         if (wc)
 315                 set_memory_wb((unsigned long)(p), size >> PAGE_SHIFT);
 316 #endif
 317         free_pages_exact(p, size);
 318 }
 319
 320
 321 static void *snd_dma_continuous_alloc(struct snd_dma_buffer *dmab, size_t size)
 322 {
 323         return do_alloc_pages(dmab->dev.dev, size, &dmab->addr, false);
 324 }
 325
 326 static void snd_dma_continuous_free(struct snd_dma_buffer *dmab)
 327 {
 328         do_free_pages(dmab->area, dmab->bytes, false);
 329 }
 330
 331 static int snd_dma_continuous_mmap(struct snd_dma_buffer *dmab,
 332                                    struct vm_area_struct *area)
 333 {
 334         return remap_pfn_range(area, area->vm_start,
 335                                dmab->addr >> PAGE_SHIFT,
 336                                area->vm_end - area->vm_start,
 337                                area->vm_page_prot);
 338 }
 339
 340 static const struct snd_malloc_ops snd_dma_continuous_ops = {
 341         .alloc = snd_dma_continuous_alloc,
 342         .free = snd_dma_continuous_free,
 343         .mmap = snd_dma_continuous_mmap,
 344 };
 345
 346 /*
 347  * VMALLOC allocator
 348  */
 349 static void *snd_dma_vmalloc_alloc(struct snd_dma_buffer *dmab, size_t size)
 350 {
 351         return vmalloc(size);
 352 }
 353
 354 static void snd_dma_vmalloc_free(struct snd_dma_buffer *dmab)
 355 {
 356         vfree(dmab->area);
 357 }
 358
 359 static int snd_dma_vmalloc_mmap(struct snd_dma_buffer *dmab,
 360                                 struct vm_area_struct *area)
 361 {
 362         return remap_vmalloc_range(area, dmab->area, 0);
 363 }
 364
 365 #define get_vmalloc_page_addr(dmab, offset) \
 366         page_to_phys(vmalloc_to_page((dmab)->area + (offset)))
 367
 368 static dma_addr_t snd_dma_vmalloc_get_addr(struct snd_dma_buffer *dmab,
 369                                            size_t offset)
 370 {
 371         return get_vmalloc_page_addr(dmab, offset) + offset % PAGE_SIZE;
 372 }
 373
 374 static struct page *snd_dma_vmalloc_get_page(struct snd_dma_buffer *dmab,
 375                                              size_t offset)
 376 {
 377         return vmalloc_to_page(dmab->area + offset);
 378 }
 379
 380 static unsigned int
 381 snd_dma_vmalloc_get_chunk_size(struct snd_dma_buffer *dmab,
 382                                unsigned int ofs, unsigned int size)
 383 {
 384         unsigned int start, end;
 385         unsigned long addr;
 386
 387         start = ALIGN_DOWN(ofs, PAGE_SIZE);
 388         end = ofs + size - 1; /* the last byte address */
 389         /* check page continuity */
 390         addr = get_vmalloc_page_addr(dmab, start);
 391         for (;;) {
 392                 start += PAGE_SIZE;
 393                 if (start > end)
 394                         break;
 395                 addr += PAGE_SIZE;
 396                 if (get_vmalloc_page_addr(dmab, start) != addr)
 397                         return start - ofs;
 398         }
 399         /* ok, all on continuous pages */
 400         return size;
 401 }
 402
 403 static const struct snd_malloc_ops snd_dma_vmalloc_ops = {
 404         .alloc = snd_dma_vmalloc_alloc,
 405         .free = snd_dma_vmalloc_free,
 406         .mmap = snd_dma_vmalloc_mmap,
 407         .get_addr = snd_dma_vmalloc_get_addr,
 408         .get_page = snd_dma_vmalloc_get_page,
 409         .get_chunk_size = snd_dma_vmalloc_get_chunk_size,
 410 };
 411
 412 #ifdef CONFIG_HAS_DMA
 413 /*
 414  * IRAM allocator
 415  */
 416 #ifdef CONFIG_GENERIC_ALLOCATOR
 417 static void *snd_dma_iram_alloc(struct snd_dma_buffer *dmab, size_t size)
 418 {
 419         struct device *dev = dmab->dev.dev;
 420         struct gen_pool *pool;
 421         void *p;
 422
 423         if (dev->of_node) {
 424                 pool = of_gen_pool_get(dev->of_node, "iram", 0);
 425                 /* Assign the pool into private_data field */
 426                 dmab->private_data = pool;
 427
 428                 p = gen_pool_dma_alloc_align(pool, size, &dmab->addr, PAGE_SIZE);
 429                 if (p)
 430                         return p;
 431         }
 432
 433         /* Internal memory might have limited size and no enough space,
 434          * so if we fail to malloc, try to fetch memory traditionally.
 435          */
 436         dmab->dev.type = SNDRV_DMA_TYPE_DEV;
 437         return __snd_dma_alloc_pages(dmab, size);
 438 }
 439
 440 static void snd_dma_iram_free(struct snd_dma_buffer *dmab)
 441 {
 442         struct gen_pool *pool = dmab->private_data;
 443
 444         if (pool && dmab->area)
 445                 gen_pool_free(pool, (unsigned long)dmab->area, dmab->bytes);
 446 }
 447
 448 static int snd_dma_iram_mmap(struct snd_dma_buffer *dmab,
 449                              struct vm_area_struct *area)
 450 {
 451         area->vm_page_prot = pgprot_writecombine(area->vm_page_prot);
 452         return remap_pfn_range(area, area->vm_start,
 453                                dmab->addr >> PAGE_SHIFT,
 454                                area->vm_end - area->vm_start,
 455                                area->vm_page_prot);
 456 }
 457
 458 static const struct snd_malloc_ops snd_dma_iram_ops = {
 459         .alloc = snd_dma_iram_alloc,
 460         .free = snd_dma_iram_free,
 461         .mmap = snd_dma_iram_mmap,
 462 };
 463 #endif /* CONFIG_GENERIC_ALLOCATOR */
 464
 465 /*
 466  * Coherent device pages allocator
 467  */
 468 static void *snd_dma_dev_alloc(struct snd_dma_buffer *dmab, size_t size)
 469 {
 470         return dma_alloc_coherent(dmab->dev.dev, size, &dmab->addr, DEFAULT_GFP);
 471 }
 472
 473 static void snd_dma_dev_free(struct snd_dma_buffer *dmab)
 474 {
 475         dma_free_coherent(dmab->dev.dev, dmab->bytes, dmab->area, dmab->addr);
 476 }
 477
 478 static int snd_dma_dev_mmap(struct snd_dma_buffer *dmab,
 479                             struct vm_area_struct *area)
 480 {
 481         return dma_mmap_coherent(dmab->dev.dev, area,
 482                                  dmab->area, dmab->addr, dmab->bytes);
 483 }
 484
 485 static const struct snd_malloc_ops snd_dma_dev_ops = {
 486         .alloc = snd_dma_dev_alloc,
 487         .free = snd_dma_dev_free,
 488         .mmap = snd_dma_dev_mmap,
 489 };
 490
 491 /*
 492  * Write-combined pages
 493  */
 494 /* x86-specific allocations */
 495 #ifdef CONFIG_SND_DMA_SGBUF
 496 static void *snd_dma_wc_alloc(struct snd_dma_buffer *dmab, size_t size)
 497 {
 498         return do_alloc_pages(dmab->dev.dev, size, &dmab->addr, true);
 499 }
 500
 501 static void snd_dma_wc_free(struct snd_dma_buffer *dmab)
 502 {
 503         do_free_pages(dmab->area, dmab->bytes, true);
 504 }
 505
 506 static int snd_dma_wc_mmap(struct snd_dma_buffer *dmab,
 507                            struct vm_area_struct *area)
 508 {
 509         area->vm_page_prot = pgprot_writecombine(area->vm_page_prot);
 510         return snd_dma_continuous_mmap(dmab, area);
 511 }
 512 #else
 513 static void *snd_dma_wc_alloc(struct snd_dma_buffer *dmab, size_t size)
 514 {
 515         return dma_alloc_wc(dmab->dev.dev, size, &dmab->addr, DEFAULT_GFP);
 516 }
 517
 518 static void snd_dma_wc_free(struct snd_dma_buffer *dmab)
 519 {
 520         dma_free_wc(dmab->dev.dev, dmab->bytes, dmab->area, dmab->addr);
 521 }
 522
 523 static int snd_dma_wc_mmap(struct snd_dma_buffer *dmab,
 524                            struct vm_area_struct *area)
 525 {
 526         return dma_mmap_wc(dmab->dev.dev, area,
 527                            dmab->area, dmab->addr, dmab->bytes);
 528 }
 529 #endif /* CONFIG_SND_DMA_SGBUF */
 530
 531 static const struct snd_malloc_ops snd_dma_wc_ops = {
 532         .alloc = snd_dma_wc_alloc,
 533         .free = snd_dma_wc_free,
 534         .mmap = snd_dma_wc_mmap,
 535 };
 536
 537 /*
 538  * Non-contiguous pages allocator
 539  */
 540 static void *snd_dma_noncontig_alloc(struct snd_dma_buffer *dmab, size_t size)
 541 {
 542         struct sg_table *sgt;
 543         void *p;
 544
 545 #ifdef CONFIG_SND_DMA_SGBUF
 546         if (cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_XENPV))
 547                 return snd_dma_sg_fallback_alloc(dmab, size);
 548 #endif
 549         sgt = dma_alloc_noncontiguous(dmab->dev.dev, size, dmab->dev.dir,
 550                                       DEFAULT_GFP, 0);
 551 #ifdef CONFIG_SND_DMA_SGBUF
 552         if (!sgt && !get_dma_ops(dmab->dev.dev))
 553                 return snd_dma_sg_fallback_alloc(dmab, size);
 554 #endif
 555         if (!sgt)
 556                 return NULL;
 557
 558         dmab->dev.need_sync = dma_need_sync(dmab->dev.dev,
 559                                             sg_dma_address(sgt->sgl));
 560         p = dma_vmap_noncontiguous(dmab->dev.dev, size, sgt);
 561         if (p) {
 562                 dmab->private_data = sgt;
 563                 /* store the first page address for convenience */
 564                 dmab->addr = snd_sgbuf_get_addr(dmab, 0);
 565         } else {
 566                 dma_free_noncontiguous(dmab->dev.dev, size, sgt, dmab->dev.dir);
 567         }
 568         return p;
 569 }
 570
 571 static void snd_dma_noncontig_free(struct snd_dma_buffer *dmab)
 572 {
 573         dma_vunmap_noncontiguous(dmab->dev.dev, dmab->area);
 574         dma_free_noncontiguous(dmab->dev.dev, dmab->bytes, dmab->private_data,
 575                                dmab->dev.dir);
 576 }
 577
 578 static int snd_dma_noncontig_mmap(struct snd_dma_buffer *dmab,
 579                                   struct vm_area_struct *area)
 580 {
 581         return dma_mmap_noncontiguous(dmab->dev.dev, area,
 582                                       dmab->bytes, dmab->private_data);
 583 }
 584
 585 static void snd_dma_noncontig_sync(struct snd_dma_buffer *dmab,
 586                                    enum snd_dma_sync_mode mode)
 587 {
 588         if (mode == SNDRV_DMA_SYNC_CPU) {
 589                 if (dmab->dev.dir == DMA_TO_DEVICE)
 590                         return;
 591                 invalidate_kernel_vmap_range(dmab->area, dmab->bytes);
 592                 dma_sync_sgtable_for_cpu(dmab->dev.dev, dmab->private_data,
 593                                          dmab->dev.dir);
 594         } else {
 595                 if (dmab->dev.dir == DMA_FROM_DEVICE)
 596                         return;
 597                 flush_kernel_vmap_range(dmab->area, dmab->bytes);
 598                 dma_sync_sgtable_for_device(dmab->dev.dev, dmab->private_data,
 599                                             dmab->dev.dir);
 600         }
 601 }
 602
 603 static inline void snd_dma_noncontig_iter_set(struct snd_dma_buffer *dmab,
 604                                               struct sg_page_iter *piter,
 605                                               size_t offset)
 606 {
 607         struct sg_table *sgt = dmab->private_data;
 608
 609         __sg_page_iter_start(piter, sgt->sgl, sgt->orig_nents,
 610                              offset >> PAGE_SHIFT);
 611 }
 612
 613 static dma_addr_t snd_dma_noncontig_get_addr(struct snd_dma_buffer *dmab,
 614                                              size_t offset)
 615 {
 616         struct sg_dma_page_iter iter;
 617
 618         snd_dma_noncontig_iter_set(dmab, &iter.base, offset);
 619         __sg_page_iter_dma_next(&iter);
 620         return sg_page_iter_dma_address(&iter) + offset % PAGE_SIZE;
 621 }
 622
 623 static struct page *snd_dma_noncontig_get_page(struct snd_dma_buffer *dmab,
 624                                                size_t offset)
 625 {
 626         struct sg_page_iter iter;
 627
 628         snd_dma_noncontig_iter_set(dmab, &iter, offset);
 629         __sg_page_iter_next(&iter);
 630         return sg_page_iter_page(&iter);
 631 }
 632
 633 static unsigned int
 634 snd_dma_noncontig_get_chunk_size(struct snd_dma_buffer *dmab,
 635                                  unsigned int ofs, unsigned int size)
 636 {
 637         struct sg_dma_page_iter iter;
 638         unsigned int start, end;
 639         unsigned long addr;
 640
 641         start = ALIGN_DOWN(ofs, PAGE_SIZE);
 642         end = ofs + size - 1; /* the last byte address */
 643         snd_dma_noncontig_iter_set(dmab, &iter.base, start);
 644         if (!__sg_page_iter_dma_next(&iter))
 645                 return 0;
 646         /* check page continuity */
 647         addr = sg_page_iter_dma_address(&iter);
 648         for (;;) {
 649                 start += PAGE_SIZE;
 650                 if (start > end)
 651                         break;
 652                 addr += PAGE_SIZE;
 653                 if (!__sg_page_iter_dma_next(&iter) ||
 654                     sg_page_iter_dma_address(&iter) != addr)
 655                         return start - ofs;
 656         }
 657         /* ok, all on continuous pages */
 658         return size;
 659 }
 660
 661 static const struct snd_malloc_ops snd_dma_noncontig_ops = {
 662         .alloc = snd_dma_noncontig_alloc,
 663         .free = snd_dma_noncontig_free,
 664         .mmap = snd_dma_noncontig_mmap,
 665         .sync = snd_dma_noncontig_sync,
 666         .get_addr = snd_dma_noncontig_get_addr,
 667         .get_page = snd_dma_noncontig_get_page,
 668         .get_chunk_size = snd_dma_noncontig_get_chunk_size,
 669 };
 670
 671 /* x86-specific SG-buffer with WC pages */
 672 #ifdef CONFIG_SND_DMA_SGBUF
 673 #define sg_wc_address(it) ((unsigned long)page_address(sg_page_iter_page(it)))
 674
 675 static void *snd_dma_sg_wc_alloc(struct snd_dma_buffer *dmab, size_t size)
 676 {
 677         void *p = snd_dma_noncontig_alloc(dmab, size);
 678         struct sg_table *sgt = dmab->private_data;
 679         struct sg_page_iter iter;
 680
 681         if (!p)
 682                 return NULL;
 683         if (dmab->dev.type != SNDRV_DMA_TYPE_DEV_WC_SG)
 684                 return p;
 685         for_each_sgtable_page(sgt, &iter, 0)
 686                 set_memory_wc(sg_wc_address(&iter), 1);
 687         return p;
 688 }
 689
 690 static void snd_dma_sg_wc_free(struct snd_dma_buffer *dmab)
 691 {
 692         struct sg_table *sgt = dmab->private_data;
 693         struct sg_page_iter iter;
 694
 695         for_each_sgtable_page(sgt, &iter, 0)
 696                 set_memory_wb(sg_wc_address(&iter), 1);
 697         snd_dma_noncontig_free(dmab);
 698 }
 699
 700 static int snd_dma_sg_wc_mmap(struct snd_dma_buffer *dmab,
 701                               struct vm_area_struct *area)
 702 {
 703         area->vm_page_prot = pgprot_writecombine(area->vm_page_prot);
 704         return dma_mmap_noncontiguous(dmab->dev.dev, area,
 705                                       dmab->bytes, dmab->private_data);
 706 }
 707
 708 static const struct snd_malloc_ops snd_dma_sg_wc_ops = {
 709         .alloc = snd_dma_sg_wc_alloc,
 710         .free = snd_dma_sg_wc_free,
 711         .mmap = snd_dma_sg_wc_mmap,
 712         .sync = snd_dma_noncontig_sync,
 713         .get_addr = snd_dma_noncontig_get_addr,
 714         .get_page = snd_dma_noncontig_get_page,
 715         .get_chunk_size = snd_dma_noncontig_get_chunk_size,
 716 };
 717
 718 /* Fallback SG-buffer allocations for x86 */
 719 struct snd_dma_sg_fallback {
 720         bool use_dma_alloc_coherent;
 721         size_t count;
 722         struct page **pages;
 723         /* DMA address array; the first page contains #pages in ~PAGE_MASK */
 724         dma_addr_t *addrs;
 725 };
 726
 727 static void __snd_dma_sg_fallback_free(struct snd_dma_buffer *dmab,
 728                                        struct snd_dma_sg_fallback *sgbuf)
 729 {
 730         size_t i, size;
 731
 732         if (sgbuf->pages && sgbuf->addrs) {
 733                 i = 0;
 734                 while (i < sgbuf->count) {
 735                         if (!sgbuf->pages[i] || !sgbuf->addrs[i])
 736                                 break;
 737                         size = sgbuf->addrs[i] & ~PAGE_MASK;
 738                         if (WARN_ON(!size))
 739                                 break;
 740                         if (sgbuf->use_dma_alloc_coherent)
 741                                 dma_free_coherent(dmab->dev.dev, size << PAGE_SHIFT,
 742                                                   page_address(sgbuf->pages[i]),
 743                                                   sgbuf->addrs[i] & PAGE_MASK);
 744                         else
 745                                 do_free_pages(page_address(sgbuf->pages[i]),
 746                                               size << PAGE_SHIFT, false);
 747                         i += size;
 748                 }
 749         }
 750         kvfree(sgbuf->pages);
 751         kvfree(sgbuf->addrs);
 752         kfree(sgbuf);
 753 }
 754
 755 static void *snd_dma_sg_fallback_alloc(struct snd_dma_buffer *dmab, size_t size)
 756 {
 757         struct snd_dma_sg_fallback *sgbuf;
 758         struct page **pagep, *curp;
 759         size_t chunk, npages;
 760         dma_addr_t *addrp;
 761         dma_addr_t addr;
 762         void *p;
 763
 764         /* correct the type */
 765         if (dmab->dev.type == SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG)
 766                 dmab->dev.type = SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG_FALLBACK;
 767         else if (dmab->dev.type == SNDRV_DMA_TYPE_DEV_WC_SG)
 768                 dmab->dev.type = SNDRV_DMA_TYPE_DEV_WC_SG_FALLBACK;
 769
 770         sgbuf = kzalloc(sizeof(*sgbuf), GFP_KERNEL);
 771         if (!sgbuf)
 772                 return NULL;
 773         sgbuf->use_dma_alloc_coherent = cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_XENPV);
 774         size = PAGE_ALIGN(size);
 775         sgbuf->count = size >> PAGE_SHIFT;
 776         sgbuf->pages = kvcalloc(sgbuf->count, sizeof(*sgbuf->pages), GFP_KERNEL);
 777         sgbuf->addrs = kvcalloc(sgbuf->count, sizeof(*sgbuf->addrs), GFP_KERNEL);
 778         if (!sgbuf->pages || !sgbuf->addrs)
 779                 goto error;
 780
 781         pagep = sgbuf->pages;
 782         addrp = sgbuf->addrs;
 783         chunk = (PAGE_SIZE - 1) << PAGE_SHIFT; /* to fit in low bits in addrs */
 784         while (size > 0) {
 785                 chunk = min(size, chunk);
 786                 if (sgbuf->use_dma_alloc_coherent)
 787                         p = dma_alloc_coherent(dmab->dev.dev, chunk, &addr, DEFAULT_GFP);
 788                 else
 789                         p = do_alloc_pages(dmab->dev.dev, chunk, &addr, false);
 790                 if (!p) {
 791                         if (chunk <= PAGE_SIZE)
 792                                 goto error;
 793                         chunk >>= 1;
 794                         chunk = PAGE_SIZE << get_order(chunk);
 795                         continue;
 796                 }
 797
 798                 size -= chunk;
 799                 /* fill pages */
 800                 npages = chunk >> PAGE_SHIFT;
 801                 *addrp = npages; /* store in lower bits */
 802                 curp = virt_to_page(p);
 803                 while (npages--) {
 804                         *pagep++ = curp++;
 805                         *addrp++ |= addr;
 806                         addr += PAGE_SIZE;
 807                 }
 808         }
 809
 810         p = vmap(sgbuf->pages, sgbuf->count, VM_MAP, PAGE_KERNEL);
 811         if (!p)
 812                 goto error;
 813
 814         if (dmab->dev.type == SNDRV_DMA_TYPE_DEV_WC_SG_FALLBACK)
 815                 set_pages_array_wc(sgbuf->pages, sgbuf->count);
 816
 817         dmab->private_data = sgbuf;
 818         /* store the first page address for convenience */
 819         dmab->addr = sgbuf->addrs[0] & PAGE_MASK;
 820         return p;
 821
 822  error:
 823         __snd_dma_sg_fallback_free(dmab, sgbuf);
 824         return NULL;
 825 }
 826
 827 static void snd_dma_sg_fallback_free(struct snd_dma_buffer *dmab)
 828 {
 829         struct snd_dma_sg_fallback *sgbuf = dmab->private_data;
 830
 831         if (dmab->dev.type == SNDRV_DMA_TYPE_DEV_WC_SG_FALLBACK)
 832                 set_pages_array_wb(sgbuf->pages, sgbuf->count);
 833         vunmap(dmab->area);
 834         __snd_dma_sg_fallback_free(dmab, dmab->private_data);
 835 }
 836
 837 static dma_addr_t snd_dma_sg_fallback_get_addr(struct snd_dma_buffer *dmab,
 838                                                size_t offset)
 839 {
 840         struct snd_dma_sg_fallback *sgbuf = dmab->private_data;
 841         size_t index = offset >> PAGE_SHIFT;
 842
 843         return (sgbuf->addrs[index] & PAGE_MASK) | (offset & ~PAGE_MASK);
 844 }
 845
 846 static int snd_dma_sg_fallback_mmap(struct snd_dma_buffer *dmab,
 847                                     struct vm_area_struct *area)
 848 {
 849         struct snd_dma_sg_fallback *sgbuf = dmab->private_data;
 850
 851         if (dmab->dev.type == SNDRV_DMA_TYPE_DEV_WC_SG_FALLBACK)
 852                 area->vm_page_prot = pgprot_writecombine(area->vm_page_prot);
 853         return vm_map_pages(area, sgbuf->pages, sgbuf->count);
 854 }
 855
 856 static const struct snd_malloc_ops snd_dma_sg_fallback_ops = {
 857         .alloc = snd_dma_sg_fallback_alloc,
 858         .free = snd_dma_sg_fallback_free,
 859         .mmap = snd_dma_sg_fallback_mmap,
 860         .get_addr = snd_dma_sg_fallback_get_addr,
 861         /* reuse vmalloc helpers */
 862         .get_page = snd_dma_vmalloc_get_page,
 863         .get_chunk_size = snd_dma_vmalloc_get_chunk_size,
 864 };
 865 #endif /* CONFIG_SND_DMA_SGBUF */
 866
 867 /*
 868  * Non-coherent pages allocator
 869  */
 870 static void *snd_dma_noncoherent_alloc(struct snd_dma_buffer *dmab, size_t size)
 871 {
 872         void *p;
 873
 874         p = dma_alloc_noncoherent(dmab->dev.dev, size, &dmab->addr,
 875                                   dmab->dev.dir, DEFAULT_GFP);
 876         if (p)
 877                 dmab->dev.need_sync = dma_need_sync(dmab->dev.dev, dmab->addr);
 878         return p;
 879 }
 880
 881 static void snd_dma_noncoherent_free(struct snd_dma_buffer *dmab)
 882 {
 883         dma_free_noncoherent(dmab->dev.dev, dmab->bytes, dmab->area,
 884                              dmab->addr, dmab->dev.dir);
 885 }
 886
 887 static int snd_dma_noncoherent_mmap(struct snd_dma_buffer *dmab,
 888                                     struct vm_area_struct *area)
 889 {
 890         area->vm_page_prot = vm_get_page_prot(area->vm_flags);
 891         return dma_mmap_pages(dmab->dev.dev, area,
 892                               area->vm_end - area->vm_start,
 893                               virt_to_page(dmab->area));
 894 }
 895
 896 static void snd_dma_noncoherent_sync(struct snd_dma_buffer *dmab,
 897                                      enum snd_dma_sync_mode mode)
 898 {
 899         if (mode == SNDRV_DMA_SYNC_CPU) {
 900                 if (dmab->dev.dir != DMA_TO_DEVICE)
 901                         dma_sync_single_for_cpu(dmab->dev.dev, dmab->addr,
 902                                                 dmab->bytes, dmab->dev.dir);
 903         } else {
 904                 if (dmab->dev.dir != DMA_FROM_DEVICE)
 905                         dma_sync_single_for_device(dmab->dev.dev, dmab->addr,
 906                                                    dmab->bytes, dmab->dev.dir);
 907         }
 908 }
 909
 910 static const struct snd_malloc_ops snd_dma_noncoherent_ops = {
 911         .alloc = snd_dma_noncoherent_alloc,
 912         .free = snd_dma_noncoherent_free,
 913         .mmap = snd_dma_noncoherent_mmap,
 914         .sync = snd_dma_noncoherent_sync,
 915 };
 916
 917 #endif /* CONFIG_HAS_DMA */
 918
 919 /*
 920  * Entry points
 921  */
 922 static const struct snd_malloc_ops *snd_dma_ops[] = {
 923         [SNDRV_DMA_TYPE_CONTINUOUS] = &snd_dma_continuous_ops,
 924         [SNDRV_DMA_TYPE_VMALLOC] = &snd_dma_vmalloc_ops,
 925 #ifdef CONFIG_HAS_DMA
 926         [SNDRV_DMA_TYPE_DEV] = &snd_dma_dev_ops,
 927         [SNDRV_DMA_TYPE_DEV_WC] = &snd_dma_wc_ops,
 928         [SNDRV_DMA_TYPE_NONCONTIG] = &snd_dma_noncontig_ops,
 929         [SNDRV_DMA_TYPE_NONCOHERENT] = &snd_dma_noncoherent_ops,
 930 #ifdef CONFIG_SND_DMA_SGBUF
 931         [SNDRV_DMA_TYPE_DEV_WC_SG] = &snd_dma_sg_wc_ops,
 932 #endif
 933 #ifdef CONFIG_GENERIC_ALLOCATOR
 934         [SNDRV_DMA_TYPE_DEV_IRAM] = &snd_dma_iram_ops,
 935 #endif /* CONFIG_GENERIC_ALLOCATOR */
 936 #ifdef CONFIG_SND_DMA_SGBUF
 937         [SNDRV_DMA_TYPE_DEV_SG_FALLBACK] = &snd_dma_sg_fallback_ops,
 938         [SNDRV_DMA_TYPE_DEV_WC_SG_FALLBACK] = &snd_dma_sg_fallback_ops,
 939 #endif
 940 #endif /* CONFIG_HAS_DMA */
 941 };
 942
 943 static const struct snd_malloc_ops *snd_dma_get_ops(struct snd_dma_buffer *dmab)
 944 {
 945         if (WARN_ON_ONCE(!dmab))
 946                 return NULL;
 947         if (WARN_ON_ONCE(dmab->dev.type <= SNDRV_DMA_TYPE_UNKNOWN ||
 948                          dmab->dev.type >= ARRAY_SIZE(snd_dma_ops)))
 949                 return NULL;
 950         return snd_dma_ops[dmab->dev.type];
 951 }