]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/8.2.git/blob - sys/powerpc/powerpc/busdma_machdep.c
Copy stable/8 to releng/8.2 in preparation for FreeBSD-8.2 release.
[FreeBSD/releng/8.2.git] / sys / powerpc / powerpc / busdma_machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1997, 1998 Justin T. Gibbs.
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions, and the following disclaimer,
10  *    without modification, immediately at the beginning of the file.
11  * 2. The name of the author may not be used to endorse or promote products
12  *    derived from this software without specific prior written permission.
13  *
14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
17  * ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR
18  * ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
24  * SUCH DAMAGE.
25  */
26
27 /*
28  * From amd64/busdma_machdep.c, r204214
29  */
30
31 #include <sys/cdefs.h>
32 __FBSDID("$FreeBSD$");
33
34 #include <sys/param.h>
35 #include <sys/systm.h>
36 #include <sys/malloc.h>
37 #include <sys/bus.h>
38 #include <sys/interrupt.h>
39 #include <sys/kernel.h>
40 #include <sys/ktr.h>
41 #include <sys/lock.h>
42 #include <sys/proc.h>
43 #include <sys/mutex.h>
44 #include <sys/mbuf.h>
45 #include <sys/uio.h>
46 #include <sys/sysctl.h>
47
48 #include <vm/vm.h>
49 #include <vm/vm_page.h>
50 #include <vm/vm_map.h>
51
52 #include <machine/atomic.h>
53 #include <machine/bus.h>
54 #include <machine/md_var.h>
55
56 #define MAX_BPAGES 8192
57
58 struct bounce_zone;
59
60 struct bus_dma_tag {
61         bus_dma_tag_t     parent;
62         bus_size_t        alignment;
63         bus_size_t        boundary;
64         bus_addr_t        lowaddr;
65         bus_addr_t        highaddr;
66         bus_dma_filter_t *filter;
67         void             *filterarg;
68         bus_size_t        maxsize;
69         u_int             nsegments;
70         bus_size_t        maxsegsz;
71         int               flags;
72         int               ref_count;
73         int               map_count;
74         bus_dma_lock_t   *lockfunc;
75         void             *lockfuncarg;
76         bus_dma_segment_t *segments;
77         struct bounce_zone *bounce_zone;
78 };
79
80 struct bounce_page {
81         vm_offset_t     vaddr;          /* kva of bounce buffer */
82         bus_addr_t      busaddr;        /* Physical address */
83         vm_offset_t     datavaddr;      /* kva of client data */
84         bus_size_t      datacount;      /* client data count */
85         STAILQ_ENTRY(bounce_page) links;
86 };
87
88 int busdma_swi_pending;
89
90 struct bounce_zone {
91         STAILQ_ENTRY(bounce_zone) links;
92         STAILQ_HEAD(bp_list, bounce_page) bounce_page_list;
93         int             total_bpages;
94         int             free_bpages;
95         int             reserved_bpages;
96         int             active_bpages;
97         int             total_bounced;
98         int             total_deferred;
99         int             map_count;
100         bus_size_t      alignment;
101         bus_addr_t      lowaddr;
102         char            zoneid[8];
103         char            lowaddrid[20];
104         struct sysctl_ctx_list sysctl_tree;
105         struct sysctl_oid *sysctl_tree_top;
106 };
107
108 static struct mtx bounce_lock;
109 static int total_bpages;
110 static int busdma_zonecount;
111 static STAILQ_HEAD(, bounce_zone) bounce_zone_list;
112
113 SYSCTL_NODE(_hw, OID_AUTO, busdma, CTLFLAG_RD, 0, "Busdma parameters");
114 SYSCTL_INT(_hw_busdma, OID_AUTO, total_bpages, CTLFLAG_RD, &total_bpages, 0,
115            "Total bounce pages");
116
117 struct bus_dmamap {
118         struct bp_list         bpages;
119         int                    pagesneeded;
120         int                    pagesreserved;
121         bus_dma_tag_t          dmat;
122         void                  *buf;             /* unmapped buffer pointer */
123         bus_size_t             buflen;          /* unmapped buffer length */
124         bus_dmamap_callback_t *callback;
125         void                  *callback_arg;
126         STAILQ_ENTRY(bus_dmamap) links;
127 };
128
129 static STAILQ_HEAD(, bus_dmamap) bounce_map_waitinglist;
130 static STAILQ_HEAD(, bus_dmamap) bounce_map_callbacklist;
131 static struct bus_dmamap nobounce_dmamap;
132
133 static void init_bounce_pages(void *dummy);
134 static int alloc_bounce_zone(bus_dma_tag_t dmat);
135 static int alloc_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, u_int numpages);
136 static int reserve_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
137                                 int commit);
138 static bus_addr_t add_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
139                                    vm_offset_t vaddr, bus_size_t size);
140 static void free_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, struct bounce_page *bpage);
141 static __inline int run_filter(bus_dma_tag_t dmat, bus_addr_t paddr);
142
143 /*
144  * Return true if a match is made.
145  *
146  * To find a match walk the chain of bus_dma_tag_t's looking for 'paddr'.
147  *
148  * If paddr is within the bounds of the dma tag then call the filter callback
149  * to check for a match, if there is no filter callback then assume a match.
150  */
151 static __inline int
152 run_filter(bus_dma_tag_t dmat, bus_addr_t paddr)
153 {
154         int retval;
155
156         retval = 0;
157
158         do {
159                 if (((paddr > dmat->lowaddr && paddr <= dmat->highaddr)
160                  || ((paddr & (dmat->alignment - 1)) != 0))
161                  && (dmat->filter == NULL
162                   || (*dmat->filter)(dmat->filterarg, paddr) != 0))
163                         retval = 1;
164
165                 dmat = dmat->parent;            
166         } while (retval == 0 && dmat != NULL);
167         return (retval);
168 }
169
170 /*
171  * Convenience function for manipulating driver locks from busdma (during
172  * busdma_swi, for example).  Drivers that don't provide their own locks
173  * should specify &Giant to dmat->lockfuncarg.  Drivers that use their own
174  * non-mutex locking scheme don't have to use this at all.
175  */
176 void
177 busdma_lock_mutex(void *arg, bus_dma_lock_op_t op)
178 {
179         struct mtx *dmtx;
180
181         dmtx = (struct mtx *)arg;
182         switch (op) {
183         case BUS_DMA_LOCK:
184                 mtx_lock(dmtx);
185                 break;
186         case BUS_DMA_UNLOCK:
187                 mtx_unlock(dmtx);
188                 break;
189         default:
190                 panic("Unknown operation 0x%x for busdma_lock_mutex!", op);
191         }
192 }
193
194 /*
195  * dflt_lock should never get called.  It gets put into the dma tag when
196  * lockfunc == NULL, which is only valid if the maps that are associated
197  * with the tag are meant to never be defered.
198  * XXX Should have a way to identify which driver is responsible here.
199  */
200 static void
201 dflt_lock(void *arg, bus_dma_lock_op_t op)
202 {
203         panic("driver error: busdma dflt_lock called");
204 }
205
206 #define BUS_DMA_COULD_BOUNCE    BUS_DMA_BUS3
207 #define BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP  BUS_DMA_BUS4
208 /*
209  * Allocate a device specific dma_tag.
210  */
211 int
212 bus_dma_tag_create(bus_dma_tag_t parent, bus_size_t alignment,
213                    bus_size_t boundary, bus_addr_t lowaddr,
214                    bus_addr_t highaddr, bus_dma_filter_t *filter,
215                    void *filterarg, bus_size_t maxsize, int nsegments,
216                    bus_size_t maxsegsz, int flags, bus_dma_lock_t *lockfunc,
217                    void *lockfuncarg, bus_dma_tag_t *dmat)
218 {
219         bus_dma_tag_t newtag;
220         int error = 0;
221
222         /* Basic sanity checking */
223         if (boundary != 0 && boundary < maxsegsz)
224                 maxsegsz = boundary;
225
226         if (maxsegsz == 0) {
227                 return (EINVAL);
228         }
229
230         /* Return a NULL tag on failure */
231         *dmat = NULL;
232
233         newtag = (bus_dma_tag_t)malloc(sizeof(*newtag), M_DEVBUF,
234             M_ZERO | M_NOWAIT);
235         if (newtag == NULL) {
236                 CTR4(KTR_BUSDMA, "%s returned tag %p tag flags 0x%x error %d",
237                     __func__, newtag, 0, error);
238                 return (ENOMEM);
239         }
240
241         newtag->parent = parent;
242         newtag->alignment = alignment;
243         newtag->boundary = boundary;
244         newtag->lowaddr = trunc_page((vm_paddr_t)lowaddr) + (PAGE_SIZE - 1);
245         newtag->highaddr = trunc_page((vm_paddr_t)highaddr) + (PAGE_SIZE - 1);
246         newtag->filter = filter;
247         newtag->filterarg = filterarg;
248         newtag->maxsize = maxsize;
249         newtag->nsegments = nsegments;
250         newtag->maxsegsz = maxsegsz;
251         newtag->flags = flags;
252         newtag->ref_count = 1; /* Count ourself */
253         newtag->map_count = 0;
254         if (lockfunc != NULL) {
255                 newtag->lockfunc = lockfunc;
256                 newtag->lockfuncarg = lockfuncarg;
257         } else {
258                 newtag->lockfunc = dflt_lock;
259                 newtag->lockfuncarg = NULL;
260         }
261         newtag->segments = NULL;
262
263         /* Take into account any restrictions imposed by our parent tag */
264         if (parent != NULL) {
265                 newtag->lowaddr = MIN(parent->lowaddr, newtag->lowaddr);
266                 newtag->highaddr = MAX(parent->highaddr, newtag->highaddr);
267                 if (newtag->boundary == 0)
268                         newtag->boundary = parent->boundary;
269                 else if (parent->boundary != 0)
270                         newtag->boundary = MIN(parent->boundary,
271                                                newtag->boundary);
272                 if (newtag->filter == NULL) {
273                         /*
274                          * Short circuit looking at our parent directly
275                          * since we have encapsulated all of its information
276                          */
277                         newtag->filter = parent->filter;
278                         newtag->filterarg = parent->filterarg;
279                         newtag->parent = parent->parent;
280                 }
281                 if (newtag->parent != NULL)
282                         atomic_add_int(&parent->ref_count, 1);
283         }
284
285         if (newtag->lowaddr < ptoa((vm_paddr_t)Maxmem)
286          || newtag->alignment > 1)
287                 newtag->flags |= BUS_DMA_COULD_BOUNCE;
288
289         if (((newtag->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) &&
290             (flags & BUS_DMA_ALLOCNOW) != 0) {
291                 struct bounce_zone *bz;
292
293                 /* Must bounce */
294
295                 if ((error = alloc_bounce_zone(newtag)) != 0) {
296                         free(newtag, M_DEVBUF);
297                         return (error);
298                 }
299                 bz = newtag->bounce_zone;
300
301                 if (ptoa(bz->total_bpages) < maxsize) {
302                         int pages;
303
304                         pages = atop(maxsize) - bz->total_bpages;
305
306                         /* Add pages to our bounce pool */
307                         if (alloc_bounce_pages(newtag, pages) < pages)
308                                 error = ENOMEM;
309                 }
310                 /* Performed initial allocation */
311                 newtag->flags |= BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP;
312         }
313         
314         if (error != 0) {
315                 free(newtag, M_DEVBUF);
316         } else {
317                 *dmat = newtag;
318         }
319         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s returned tag %p tag flags 0x%x error %d",
320             __func__, newtag, (newtag != NULL ? newtag->flags : 0), error);
321         return (error);
322 }
323
324 int
325 bus_dma_tag_destroy(bus_dma_tag_t dmat)
326 {
327         bus_dma_tag_t dmat_copy;
328         int error;
329
330         error = 0;
331         dmat_copy = dmat;
332
333         if (dmat != NULL) {
334
335                 if (dmat->map_count != 0) {
336                         error = EBUSY;
337                         goto out;
338                 }
339
340                 while (dmat != NULL) {
341                         bus_dma_tag_t parent;
342
343                         parent = dmat->parent;
344                         atomic_subtract_int(&dmat->ref_count, 1);
345                         if (dmat->ref_count == 0) {
346                                 if (dmat->segments != NULL)
347                                         free(dmat->segments, M_DEVBUF);
348                                 free(dmat, M_DEVBUF);
349                                 /*
350                                  * Last reference count, so
351                                  * release our reference
352                                  * count on our parent.
353                                  */
354                                 dmat = parent;
355                         } else
356                                 dmat = NULL;
357                 }
358         }
359 out:
360         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s tag %p error %d", __func__, dmat_copy, error);
361         return (error);
362 }
363
364 /*
365  * Allocate a handle for mapping from kva/uva/physical
366  * address space into bus device space.
367  */
368 int
369 bus_dmamap_create(bus_dma_tag_t dmat, int flags, bus_dmamap_t *mapp)
370 {
371         int error;
372
373         error = 0;
374
375         if (dmat->segments == NULL) {
376                 dmat->segments = (bus_dma_segment_t *)malloc(
377                     sizeof(bus_dma_segment_t) * dmat->nsegments, M_DEVBUF,
378                     M_NOWAIT);
379                 if (dmat->segments == NULL) {
380                         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error %d",
381                             __func__, dmat, ENOMEM);
382                         return (ENOMEM);
383                 }
384         }
385
386         /*
387          * Bouncing might be required if the driver asks for an active
388          * exclusion region, a data alignment that is stricter than 1, and/or
389          * an active address boundary.
390          */
391         if (dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) {
392
393                 /* Must bounce */
394                 struct bounce_zone *bz;
395                 int maxpages;
396
397                 if (dmat->bounce_zone == NULL) {
398                         if ((error = alloc_bounce_zone(dmat)) != 0)
399                                 return (error);
400                 }
401                 bz = dmat->bounce_zone;
402
403                 *mapp = (bus_dmamap_t)malloc(sizeof(**mapp), M_DEVBUF,
404                                              M_NOWAIT | M_ZERO);
405                 if (*mapp == NULL) {
406                         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error %d",
407                             __func__, dmat, ENOMEM);
408                         return (ENOMEM);
409                 }
410
411                 /* Initialize the new map */
412                 STAILQ_INIT(&((*mapp)->bpages));
413
414                 /*
415                  * Attempt to add pages to our pool on a per-instance
416                  * basis up to a sane limit.
417                  */
418                 if (dmat->alignment > 1)
419                         maxpages = MAX_BPAGES;
420                 else
421                         maxpages = MIN(MAX_BPAGES, Maxmem -atop(dmat->lowaddr));
422                 if ((dmat->flags & BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP) == 0
423                  || (bz->map_count > 0 && bz->total_bpages < maxpages)) {
424                         int pages;
425
426                         pages = MAX(atop(dmat->maxsize), 1);
427                         pages = MIN(maxpages - bz->total_bpages, pages);
428                         pages = MAX(pages, 1);
429                         if (alloc_bounce_pages(dmat, pages) < pages)
430                                 error = ENOMEM;
431
432                         if ((dmat->flags & BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP) == 0) {
433                                 if (error == 0)
434                                         dmat->flags |= BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP;
435                         } else {
436                                 error = 0;
437                         }
438                 }
439                 bz->map_count++;
440         } else {
441                 *mapp = NULL;
442         }
443         if (error == 0)
444                 dmat->map_count++;
445         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
446             __func__, dmat, dmat->flags, error);
447         return (error);
448 }
449
450 /*
451  * Destroy a handle for mapping from kva/uva/physical
452  * address space into bus device space.
453  */
454 int
455 bus_dmamap_destroy(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map)
456 {
457         if (map != NULL && map != &nobounce_dmamap) {
458                 if (STAILQ_FIRST(&map->bpages) != NULL) {
459                         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error %d",
460                             __func__, dmat, EBUSY);
461                         return (EBUSY);
462                 }
463                 if (dmat->bounce_zone)
464                         dmat->bounce_zone->map_count--;
465                 free(map, M_DEVBUF);
466         }
467         dmat->map_count--;
468         CTR2(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error 0", __func__, dmat);
469         return (0);
470 }
471
472
473 /*
474  * Allocate a piece of memory that can be efficiently mapped into
475  * bus device space based on the constraints lited in the dma tag.
476  * A dmamap to for use with dmamap_load is also allocated.
477  */
478 int
479 bus_dmamem_alloc(bus_dma_tag_t dmat, void** vaddr, int flags,
480                  bus_dmamap_t *mapp)
481 {
482         int mflags;
483
484         if (flags & BUS_DMA_NOWAIT)
485                 mflags = M_NOWAIT;
486         else
487                 mflags = M_WAITOK;
488
489         /* If we succeed, no mapping/bouncing will be required */
490         *mapp = NULL;
491
492         if (dmat->segments == NULL) {
493                 dmat->segments = (bus_dma_segment_t *)malloc(
494                     sizeof(bus_dma_segment_t) * dmat->nsegments, M_DEVBUF,
495                     mflags);
496                 if (dmat->segments == NULL) {
497                         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
498                             __func__, dmat, dmat->flags, ENOMEM);
499                         return (ENOMEM);
500                 }
501         }
502         if (flags & BUS_DMA_ZERO)
503                 mflags |= M_ZERO;
504
505         /* 
506          * XXX:
507          * (dmat->alignment < dmat->maxsize) is just a quick hack; the exact
508          * alignment guarantees of malloc need to be nailed down, and the
509          * code below should be rewritten to take that into account.
510          *
511          * In the meantime, we'll warn the user if malloc gets it wrong.
512          */
513         if ((dmat->maxsize <= PAGE_SIZE) &&
514            (dmat->alignment < dmat->maxsize) &&
515             dmat->lowaddr >= ptoa((vm_paddr_t)Maxmem)) {
516                 *vaddr = malloc(dmat->maxsize, M_DEVBUF, mflags);
517         } else {
518                 /*
519                  * XXX Use Contigmalloc until it is merged into this facility
520                  *     and handles multi-seg allocations.  Nobody is doing
521                  *     multi-seg allocations yet though.
522                  * XXX Certain AGP hardware does.
523                  */
524                 *vaddr = contigmalloc(dmat->maxsize, M_DEVBUF, mflags,
525                     0ul, dmat->lowaddr, dmat->alignment? dmat->alignment : 1ul,
526                     dmat->boundary);
527         }
528         if (*vaddr == NULL) {
529                 CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
530                     __func__, dmat, dmat->flags, ENOMEM);
531                 return (ENOMEM);
532         } else if ((uintptr_t)*vaddr & (dmat->alignment - 1)) {
533                 printf("bus_dmamem_alloc failed to align memory properly.\n");
534         }
535 #ifdef NOTYET
536         if (flags & BUS_DMA_NOCACHE)
537                 pmap_change_attr((vm_offset_t)*vaddr, dmat->maxsize,
538                     PAT_UNCACHEABLE);
539 #endif
540         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
541             __func__, dmat, dmat->flags, 0);
542         return (0);
543 }
544
545 /*
546  * Free a piece of memory and it's allociated dmamap, that was allocated
547  * via bus_dmamem_alloc.  Make the same choice for free/contigfree.
548  */
549 void
550 bus_dmamem_free(bus_dma_tag_t dmat, void *vaddr, bus_dmamap_t map)
551 {
552         /*
553          * dmamem does not need to be bounced, so the map should be
554          * NULL
555          */
556         if (map != NULL)
557                 panic("bus_dmamem_free: Invalid map freed\n");
558 #ifdef NOTYET
559         pmap_change_attr((vm_offset_t)vaddr, dmat->maxsize, PAT_WRITE_BACK);
560 #endif
561         if ((dmat->maxsize <= PAGE_SIZE) &&
562            (dmat->alignment < dmat->maxsize) &&
563             dmat->lowaddr >= ptoa((vm_paddr_t)Maxmem))
564                 free(vaddr, M_DEVBUF);
565         else {
566                 contigfree(vaddr, dmat->maxsize, M_DEVBUF);
567         }
568         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p flags 0x%x", __func__, dmat, dmat->flags);
569 }
570
571 /*
572  * Utility function to load a linear buffer.  lastaddrp holds state
573  * between invocations (for multiple-buffer loads).  segp contains
574  * the starting segment on entrance, and the ending segment on exit.
575  * first indicates if this is the first invocation of this function.
576  */
577 static __inline int
578 _bus_dmamap_load_buffer(bus_dma_tag_t dmat,
579                         bus_dmamap_t map,
580                         void *buf, bus_size_t buflen,
581                         pmap_t pmap,
582                         int flags,
583                         bus_addr_t *lastaddrp,
584                         bus_dma_segment_t *segs,
585                         int *segp,
586                         int first)
587 {
588         bus_size_t sgsize;
589         bus_addr_t curaddr, lastaddr, baddr, bmask;
590         vm_offset_t vaddr;
591         bus_addr_t paddr;
592         int seg;
593
594         if (map == NULL)
595                 map = &nobounce_dmamap;
596
597         if ((map != &nobounce_dmamap && map->pagesneeded == 0) 
598          && ((dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0)) {
599                 vm_offset_t     vendaddr;
600
601                 CTR4(KTR_BUSDMA, "lowaddr= %d Maxmem= %d, boundary= %d, "
602                     "alignment= %d", dmat->lowaddr, ptoa((vm_paddr_t)Maxmem),
603                     dmat->boundary, dmat->alignment);
604                 CTR3(KTR_BUSDMA, "map= %p, nobouncemap= %p, pagesneeded= %d",
605                     map, &nobounce_dmamap, map->pagesneeded);
606                 /*
607                  * Count the number of bounce pages
608                  * needed in order to complete this transfer
609                  */
610                 vaddr = (vm_offset_t)buf;
611                 vendaddr = (vm_offset_t)buf + buflen;
612
613                 while (vaddr < vendaddr) {
614                         bus_size_t sg_len;
615
616                         sg_len = PAGE_SIZE - ((vm_offset_t)vaddr & PAGE_MASK);
617                         if (pmap)
618                                 paddr = pmap_extract(pmap, vaddr);
619                         else
620                                 paddr = pmap_kextract(vaddr);
621                         if (run_filter(dmat, paddr) != 0) {
622                                 sg_len = roundup2(sg_len, dmat->alignment);
623                                 map->pagesneeded++;
624                         }
625                         vaddr += sg_len;
626                 }
627                 CTR1(KTR_BUSDMA, "pagesneeded= %d\n", map->pagesneeded);
628         }
629
630         /* Reserve Necessary Bounce Pages */
631         if (map->pagesneeded != 0) {
632                 mtx_lock(&bounce_lock);
633                 if (flags & BUS_DMA_NOWAIT) {
634                         if (reserve_bounce_pages(dmat, map, 0) != 0) {
635                                 mtx_unlock(&bounce_lock);
636                                 return (ENOMEM);
637                         }
638                 } else {
639                         if (reserve_bounce_pages(dmat, map, 1) != 0) {
640                                 /* Queue us for resources */
641                                 map->dmat = dmat;
642                                 map->buf = buf;
643                                 map->buflen = buflen;
644                                 STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_map_waitinglist,
645                                     map, links);
646                                 mtx_unlock(&bounce_lock);
647                                 return (EINPROGRESS);
648                         }
649                 }
650                 mtx_unlock(&bounce_lock);
651         }
652
653         vaddr = (vm_offset_t)buf;
654         lastaddr = *lastaddrp;
655         bmask = ~(dmat->boundary - 1);
656
657         for (seg = *segp; buflen > 0 ; ) {
658                 bus_size_t max_sgsize;
659
660                 /*
661                  * Get the physical address for this segment.
662                  */
663                 if (pmap)
664                         curaddr = pmap_extract(pmap, vaddr);
665                 else
666                         curaddr = pmap_kextract(vaddr);
667
668                 /*
669                  * Compute the segment size, and adjust counts.
670                  */
671                 max_sgsize = MIN(buflen, dmat->maxsegsz);
672                 sgsize = PAGE_SIZE - ((vm_offset_t)curaddr & PAGE_MASK);
673                 if (map->pagesneeded != 0 && run_filter(dmat, curaddr)) {
674                         sgsize = roundup2(sgsize, dmat->alignment);
675                         sgsize = MIN(sgsize, max_sgsize);
676                         curaddr = add_bounce_page(dmat, map, vaddr, sgsize);
677                 } else {
678                         sgsize = MIN(sgsize, max_sgsize);
679                 }
680
681                 /*
682                  * Make sure we don't cross any boundaries.
683                  */
684                 if (dmat->boundary > 0) {
685                         baddr = (curaddr + dmat->boundary) & bmask;
686                         if (sgsize > (baddr - curaddr))
687                                 sgsize = (baddr - curaddr);
688                 }
689
690                 /*
691                  * Insert chunk into a segment, coalescing with
692                  * previous segment if possible.
693                  */
694                 if (first) {
695                         segs[seg].ds_addr = curaddr;
696                         segs[seg].ds_len = sgsize;
697                         first = 0;
698                 } else {
699                         if (curaddr == lastaddr &&
700                             (segs[seg].ds_len + sgsize) <= dmat->maxsegsz &&
701                             (dmat->boundary == 0 ||
702                              (segs[seg].ds_addr & bmask) == (curaddr & bmask)))
703                                 segs[seg].ds_len += sgsize;
704                         else {
705                                 if (++seg >= dmat->nsegments)
706                                         break;
707                                 segs[seg].ds_addr = curaddr;
708                                 segs[seg].ds_len = sgsize;
709                         }
710                 }
711
712                 lastaddr = curaddr + sgsize;
713                 vaddr += sgsize;
714                 buflen -= sgsize;
715         }
716
717         *segp = seg;
718         *lastaddrp = lastaddr;
719
720         /*
721          * Did we fit?
722          */
723         return (buflen != 0 ? EFBIG : 0); /* XXX better return value here? */
724 }
725
726 /*
727  * Map the buffer buf into bus space using the dmamap map.
728  */
729 int
730 bus_dmamap_load(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, void *buf,
731                 bus_size_t buflen, bus_dmamap_callback_t *callback,
732                 void *callback_arg, int flags)
733 {
734         bus_addr_t              lastaddr = 0;
735         int                     error, nsegs = 0;
736
737         if (map != NULL) {
738                 flags |= BUS_DMA_WAITOK;
739                 map->callback = callback;
740                 map->callback_arg = callback_arg;
741         }
742
743         error = _bus_dmamap_load_buffer(dmat, map, buf, buflen, NULL, flags,
744              &lastaddr, dmat->segments, &nsegs, 1);
745
746         CTR5(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d nsegs %d",
747             __func__, dmat, dmat->flags, error, nsegs + 1);
748
749         if (error == EINPROGRESS) {
750                 return (error);
751         }
752
753         if (error)
754                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments, 0, error);
755         else
756                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments, nsegs + 1, 0);
757
758         /*
759          * Return ENOMEM to the caller so that it can pass it up the stack.
760          * This error only happens when NOWAIT is set, so deferal is disabled.
761          */
762         if (error == ENOMEM)
763                 return (error);
764
765         return (0);
766 }
767
768
769 /*
770  * Like _bus_dmamap_load(), but for mbufs.
771  */
772 int
773 bus_dmamap_load_mbuf(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
774                      struct mbuf *m0,
775                      bus_dmamap_callback2_t *callback, void *callback_arg,
776                      int flags)
777 {
778         int nsegs, error;
779
780         M_ASSERTPKTHDR(m0);
781
782         flags |= BUS_DMA_NOWAIT;
783         nsegs = 0;
784         error = 0;
785         if (m0->m_pkthdr.len <= dmat->maxsize) {
786                 int first = 1;
787                 bus_addr_t lastaddr = 0;
788                 struct mbuf *m;
789
790                 for (m = m0; m != NULL && error == 0; m = m->m_next) {
791                         if (m->m_len > 0) {
792                                 error = _bus_dmamap_load_buffer(dmat, map,
793                                                 m->m_data, m->m_len,
794                                                 NULL, flags, &lastaddr,
795                                                 dmat->segments, &nsegs, first);
796                                 first = 0;
797                         }
798                 }
799         } else {
800                 error = EINVAL;
801         }
802
803         if (error) {
804                 /* force "no valid mappings" in callback */
805                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments, 0, 0, error);
806         } else {
807                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments,
808                             nsegs+1, m0->m_pkthdr.len, error);
809         }
810         CTR5(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d nsegs %d",
811             __func__, dmat, dmat->flags, error, nsegs + 1);
812         return (error);
813 }
814
815 int
816 bus_dmamap_load_mbuf_sg(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
817                         struct mbuf *m0, bus_dma_segment_t *segs, int *nsegs,
818                         int flags)
819 {
820         int error;
821
822         M_ASSERTPKTHDR(m0);
823
824         flags |= BUS_DMA_NOWAIT;
825         *nsegs = 0;
826         error = 0;
827         if (m0->m_pkthdr.len <= dmat->maxsize) {
828                 int first = 1;
829                 bus_addr_t lastaddr = 0;
830                 struct mbuf *m;
831
832                 for (m = m0; m != NULL && error == 0; m = m->m_next) {
833                         if (m->m_len > 0) {
834                                 error = _bus_dmamap_load_buffer(dmat, map,
835                                                 m->m_data, m->m_len,
836                                                 NULL, flags, &lastaddr,
837                                                 segs, nsegs, first);
838                                 first = 0;
839                         }
840                 }
841         } else {
842                 error = EINVAL;
843         }
844
845         /* XXX FIXME: Having to increment nsegs is really annoying */
846         ++*nsegs;
847         CTR5(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d nsegs %d",
848             __func__, dmat, dmat->flags, error, *nsegs);
849         return (error);
850 }
851
852 /*
853  * Like _bus_dmamap_load(), but for uios.
854  */
855 int
856 bus_dmamap_load_uio(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
857                     struct uio *uio,
858                     bus_dmamap_callback2_t *callback, void *callback_arg,
859                     int flags)
860 {
861         bus_addr_t lastaddr = 0;
862         int nsegs, error, first, i;
863         bus_size_t resid;
864         struct iovec *iov;
865         pmap_t pmap;
866
867         flags |= BUS_DMA_NOWAIT;
868         resid = uio->uio_resid;
869         iov = uio->uio_iov;
870
871         if (uio->uio_segflg == UIO_USERSPACE) {
872                 KASSERT(uio->uio_td != NULL,
873                         ("bus_dmamap_load_uio: USERSPACE but no proc"));
874                 pmap = vmspace_pmap(uio->uio_td->td_proc->p_vmspace);
875         } else
876                 pmap = NULL;
877
878         nsegs = 0;
879         error = 0;
880         first = 1;
881         for (i = 0; i < uio->uio_iovcnt && resid != 0 && !error; i++) {
882                 /*
883                  * Now at the first iovec to load.  Load each iovec
884                  * until we have exhausted the residual count.
885                  */
886                 bus_size_t minlen =
887                         resid < iov[i].iov_len ? resid : iov[i].iov_len;
888                 caddr_t addr = (caddr_t) iov[i].iov_base;
889
890                 if (minlen > 0) {
891                         error = _bus_dmamap_load_buffer(dmat, map,
892                                         addr, minlen, pmap, flags, &lastaddr,
893                                         dmat->segments, &nsegs, first);
894                         first = 0;
895
896                         resid -= minlen;
897                 }
898         }
899
900         if (error) {
901                 /* force "no valid mappings" in callback */
902                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments, 0, 0, error);
903         } else {
904                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments,
905                             nsegs+1, uio->uio_resid, error);
906         }
907         CTR5(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d nsegs %d",
908             __func__, dmat, dmat->flags, error, nsegs + 1);
909         return (error);
910 }
911
912 /*
913  * Release the mapping held by map.
914  */
915 void
916 _bus_dmamap_unload(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map)
917 {
918         struct bounce_page *bpage;
919
920         while ((bpage = STAILQ_FIRST(&map->bpages)) != NULL) {
921                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&map->bpages, links);
922                 free_bounce_page(dmat, bpage);
923         }
924 }
925
926 void
927 _bus_dmamap_sync(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, bus_dmasync_op_t op)
928 {
929         struct bounce_page *bpage;
930
931         if ((bpage = STAILQ_FIRST(&map->bpages)) != NULL) {
932                 /*
933                  * Handle data bouncing.  We might also
934                  * want to add support for invalidating
935                  * the caches on broken hardware
936                  */
937                 CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x op 0x%x "
938                     "performing bounce", __func__, op, dmat, dmat->flags);
939
940                 if (op & BUS_DMASYNC_PREWRITE) {
941                         while (bpage != NULL) {
942                                 bcopy((void *)bpage->datavaddr,
943                                       (void *)bpage->vaddr,
944                                       bpage->datacount);
945                                 bpage = STAILQ_NEXT(bpage, links);
946                         }
947                         dmat->bounce_zone->total_bounced++;
948                 }
949
950                 if (op & BUS_DMASYNC_POSTREAD) {
951                         while (bpage != NULL) {
952                                 bcopy((void *)bpage->vaddr,
953                                       (void *)bpage->datavaddr,
954                                       bpage->datacount);
955                                 bpage = STAILQ_NEXT(bpage, links);
956                         }
957                         dmat->bounce_zone->total_bounced++;
958                 }
959         }
960 }
961
962 static void
963 init_bounce_pages(void *dummy __unused)
964 {
965
966         total_bpages = 0;
967         STAILQ_INIT(&bounce_zone_list);
968         STAILQ_INIT(&bounce_map_waitinglist);
969         STAILQ_INIT(&bounce_map_callbacklist);
970         mtx_init(&bounce_lock, "bounce pages lock", NULL, MTX_DEF);
971 }
972 SYSINIT(bpages, SI_SUB_LOCK, SI_ORDER_ANY, init_bounce_pages, NULL);
973
974 static struct sysctl_ctx_list *
975 busdma_sysctl_tree(struct bounce_zone *bz)
976 {
977         return (&bz->sysctl_tree);
978 }
979
980 static struct sysctl_oid *
981 busdma_sysctl_tree_top(struct bounce_zone *bz)
982 {
983         return (bz->sysctl_tree_top);
984 }
985
986 static int
987 alloc_bounce_zone(bus_dma_tag_t dmat)
988 {
989         struct bounce_zone *bz;
990
991         /* Check to see if we already have a suitable zone */
992         STAILQ_FOREACH(bz, &bounce_zone_list, links) {
993                 if ((dmat->alignment <= bz->alignment)
994                  && (dmat->lowaddr >= bz->lowaddr)) {
995                         dmat->bounce_zone = bz;
996                         return (0);
997                 }
998         }
999
1000         if ((bz = (struct bounce_zone *)malloc(sizeof(*bz), M_DEVBUF,
1001             M_NOWAIT | M_ZERO)) == NULL)
1002                 return (ENOMEM);
1003
1004         STAILQ_INIT(&bz->bounce_page_list);
1005         bz->free_bpages = 0;
1006         bz->reserved_bpages = 0;
1007         bz->active_bpages = 0;
1008         bz->lowaddr = dmat->lowaddr;
1009         bz->alignment = MAX(dmat->alignment, PAGE_SIZE);
1010         bz->map_count = 0;
1011         snprintf(bz->zoneid, 8, "zone%d", busdma_zonecount);
1012         busdma_zonecount++;
1013         snprintf(bz->lowaddrid, 18, "%#jx", (uintmax_t)bz->lowaddr);
1014         STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_zone_list, bz, links);
1015         dmat->bounce_zone = bz;
1016
1017         sysctl_ctx_init(&bz->sysctl_tree);
1018         bz->sysctl_tree_top = SYSCTL_ADD_NODE(&bz->sysctl_tree,
1019             SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_hw_busdma), OID_AUTO, bz->zoneid,
1020             CTLFLAG_RD, 0, "");
1021         if (bz->sysctl_tree_top == NULL) {
1022                 sysctl_ctx_free(&bz->sysctl_tree);
1023                 return (0);     /* XXX error code? */
1024         }
1025
1026         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1027             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1028             "total_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->total_bpages, 0,
1029             "Total bounce pages");
1030         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1031             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1032             "free_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->free_bpages, 0,
1033             "Free bounce pages");
1034         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1035             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1036             "reserved_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->reserved_bpages, 0,
1037             "Reserved bounce pages");
1038         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1039             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1040             "active_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->active_bpages, 0,
1041             "Active bounce pages");
1042         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1043             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1044             "total_bounced", CTLFLAG_RD, &bz->total_bounced, 0,
1045             "Total bounce requests");
1046         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1047             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1048             "total_deferred", CTLFLAG_RD, &bz->total_deferred, 0,
1049             "Total bounce requests that were deferred");
1050         SYSCTL_ADD_STRING(busdma_sysctl_tree(bz),
1051             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1052             "lowaddr", CTLFLAG_RD, bz->lowaddrid, 0, "");
1053         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1054             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1055             "alignment", CTLFLAG_RD, &bz->alignment, 0, "");
1056
1057         return (0);
1058 }
1059
1060 static int
1061 alloc_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, u_int numpages)
1062 {
1063         struct bounce_zone *bz;
1064         int count;
1065
1066         bz = dmat->bounce_zone;
1067         count = 0;
1068         while (numpages > 0) {
1069                 struct bounce_page *bpage;
1070
1071                 bpage = (struct bounce_page *)malloc(sizeof(*bpage), M_DEVBUF,
1072                                                      M_NOWAIT | M_ZERO);
1073
1074                 if (bpage == NULL)
1075                         break;
1076                 bpage->vaddr = (vm_offset_t)contigmalloc(PAGE_SIZE, M_DEVBUF,
1077                                                          M_NOWAIT, 0ul,
1078                                                          bz->lowaddr,
1079                                                          PAGE_SIZE,
1080                                                          0);
1081                 if (bpage->vaddr == 0) {
1082                         free(bpage, M_DEVBUF);
1083                         break;
1084                 }
1085                 bpage->busaddr = pmap_kextract(bpage->vaddr);
1086                 mtx_lock(&bounce_lock);
1087                 STAILQ_INSERT_TAIL(&bz->bounce_page_list, bpage, links);
1088                 total_bpages++;
1089                 bz->total_bpages++;
1090                 bz->free_bpages++;
1091                 mtx_unlock(&bounce_lock);
1092                 count++;
1093                 numpages--;
1094         }
1095         return (count);
1096 }
1097
1098 static int
1099 reserve_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, int commit)
1100 {
1101         struct bounce_zone *bz;
1102         int pages;
1103
1104         mtx_assert(&bounce_lock, MA_OWNED);
1105         bz = dmat->bounce_zone;
1106         pages = MIN(bz->free_bpages, map->pagesneeded - map->pagesreserved);
1107         if (commit == 0 && map->pagesneeded > (map->pagesreserved + pages))
1108                 return (map->pagesneeded - (map->pagesreserved + pages));
1109         bz->free_bpages -= pages;
1110         bz->reserved_bpages += pages;
1111         map->pagesreserved += pages;
1112         pages = map->pagesneeded - map->pagesreserved;
1113
1114         return (pages);
1115 }
1116
1117 static bus_addr_t
1118 add_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, vm_offset_t vaddr,
1119                 bus_size_t size)
1120 {
1121         struct bounce_zone *bz;
1122         struct bounce_page *bpage;
1123
1124         KASSERT(dmat->bounce_zone != NULL, ("no bounce zone in dma tag"));
1125         KASSERT(map != NULL && map != &nobounce_dmamap,
1126             ("add_bounce_page: bad map %p", map));
1127
1128         bz = dmat->bounce_zone;
1129         if (map->pagesneeded == 0)
1130                 panic("add_bounce_page: map doesn't need any pages");
1131         map->pagesneeded--;
1132
1133         if (map->pagesreserved == 0)
1134                 panic("add_bounce_page: map doesn't need any pages");
1135         map->pagesreserved--;
1136
1137         mtx_lock(&bounce_lock);
1138         bpage = STAILQ_FIRST(&bz->bounce_page_list);
1139         if (bpage == NULL)
1140                 panic("add_bounce_page: free page list is empty");
1141
1142         STAILQ_REMOVE_HEAD(&bz->bounce_page_list, links);
1143         bz->reserved_bpages--;
1144         bz->active_bpages++;
1145         mtx_unlock(&bounce_lock);
1146
1147         if (dmat->flags & BUS_DMA_KEEP_PG_OFFSET) {
1148                 /* Page offset needs to be preserved. */
1149                 bpage->vaddr |= vaddr & PAGE_MASK;
1150                 bpage->busaddr |= vaddr & PAGE_MASK;
1151         }
1152         bpage->datavaddr = vaddr;
1153         bpage->datacount = size;
1154         STAILQ_INSERT_TAIL(&(map->bpages), bpage, links);
1155         return (bpage->busaddr);
1156 }
1157
1158 static void
1159 free_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, struct bounce_page *bpage)
1160 {
1161         struct bus_dmamap *map;
1162         struct bounce_zone *bz;
1163
1164         bz = dmat->bounce_zone;
1165         bpage->datavaddr = 0;
1166         bpage->datacount = 0;
1167         if (dmat->flags & BUS_DMA_KEEP_PG_OFFSET) {
1168                 /*
1169                  * Reset the bounce page to start at offset 0.  Other uses
1170                  * of this bounce page may need to store a full page of
1171                  * data and/or assume it starts on a page boundary.
1172                  */
1173                 bpage->vaddr &= ~PAGE_MASK;
1174                 bpage->busaddr &= ~PAGE_MASK;
1175         }
1176
1177         mtx_lock(&bounce_lock);
1178         STAILQ_INSERT_HEAD(&bz->bounce_page_list, bpage, links);
1179         bz->free_bpages++;
1180         bz->active_bpages--;
1181         if ((map = STAILQ_FIRST(&bounce_map_waitinglist)) != NULL) {
1182                 if (reserve_bounce_pages(map->dmat, map, 1) == 0) {
1183                         STAILQ_REMOVE_HEAD(&bounce_map_waitinglist, links);
1184                         STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_map_callbacklist,
1185                                            map, links);
1186                         busdma_swi_pending = 1;
1187                         bz->total_deferred++;
1188                         swi_sched(vm_ih, 0);
1189                 }
1190         }
1191         mtx_unlock(&bounce_lock);
1192 }
1193
1194 void
1195 busdma_swi(void)
1196 {
1197         bus_dma_tag_t dmat;
1198         struct bus_dmamap *map;
1199
1200         mtx_lock(&bounce_lock);
1201         while ((map = STAILQ_FIRST(&bounce_map_callbacklist)) != NULL) {
1202                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&bounce_map_callbacklist, links);
1203                 mtx_unlock(&bounce_lock);
1204                 dmat = map->dmat;
1205                 (dmat->lockfunc)(dmat->lockfuncarg, BUS_DMA_LOCK);
1206                 bus_dmamap_load(map->dmat, map, map->buf, map->buflen,
1207                                 map->callback, map->callback_arg, /*flags*/0);
1208                 (dmat->lockfunc)(dmat->lockfuncarg, BUS_DMA_UNLOCK);
1209                 mtx_lock(&bounce_lock);
1210         }
1211         mtx_unlock(&bounce_lock);
1212 }