6/sys/alpha/isa/isa_dma.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1991 The Regents of the University of California.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   6  * William Jolitz.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  17  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  18  *    without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  30  * SUCH DAMAGE.
  31  *
  32  *      from: @(#)isa.c 7.2 (Berkeley) 5/13/91
  33  *      from: isa_dma.c,v 1.3 1999/05/09 23:56:00 peter Exp $
  34  */
  35
  36 /*
  37  * code to manage AT bus
  38  *
  39  * 92/08/18  Frank P. MacLachlan (fpm@crash.cts.com):
  40  * Fixed uninitialized variable problem and added code to deal
  41  * with DMA page boundaries in isa_dmarangecheck().  Fixed word
  42  * mode DMA count compution and reorganized DMA setup code in
  43  * isa_dmastart()
  44  */
  45
  46 #include <sys/cdefs.h>
  47 __FBSDID("$FreeBSD$");
  48
  49 #include <sys/param.h>
  50 #include <sys/systm.h>
  51 #include <sys/malloc.h>
  52 #include <sys/lock.h>
  53 #include <sys/mutex.h>
  54 #include <sys/bus.h>
  55 #include <vm/vm.h>
  56 #include <vm/vm_param.h>
  57 #include <vm/pmap.h>
  58 #include <isa/isareg.h>
  59 #include <isa/isavar.h>
  60 #include <isa/isa_dmareg.h>
  61 #include <machine/bus.h>
  62
  63 static bus_dma_tag_t dma_tag[8];
  64 static bus_dmamap_t dma_map[8];
  65 static u_int8_t dma_busy = 0;           /* Used in isa_dmastart() */
  66 static u_int8_t dma_inuse = 0;          /* User for acquire/release */
  67 static u_int8_t dma_auto_mode = 0;
  68 static u_int8_t dma_bounced = 0;
  69
  70 #define VALID_DMA_MASK (7)
  71
  72 /* high byte of address is stored in this port for i-th dma channel */
  73 static int dmapageport[8] = { 0x87, 0x83, 0x81, 0x82, 0x8f, 0x8b, 0x89, 0x8a };
  74
  75 /*
  76  * Setup a DMA channel's bounce buffer.
  77  */
  78 int
  79 isa_dma_init(int chan, u_int bouncebufsize, int flag __unused)
  80 {
  81         static int initted = 0;
  82         bus_addr_t boundary = chan >= 4 ? 0x20000 : 0x10000;
  83
  84         if (!initted) {
  85                 /*
  86                  * Reset the DMA hardware.
  87                  */
  88                 outb(DMA1_RESET, 0);
  89                 outb(DMA2_RESET, 0);
  90                 isa_dmacascade(4);
  91
  92                 initted = 1;
  93         }
  94
  95 #ifdef DIAGNOSTIC
  96         if (chan & ~VALID_DMA_MASK)
  97                 panic("isa_dma_init: channel out of range");
  98
  99         if (dma_tag[chan] || dma_map[chan])
 100                 panic("isa_dma_init: impossible request");
 101 #endif
 102
 103         if (bus_dma_tag_create(/*parent*/NULL,
 104                                /*alignment*/2,
 105                                /*boundary*/boundary,
 106                                /*lowaddr*/BUS_SPACE_MAXADDR_24BIT,
 107                                /*highaddr*/BUS_SPACE_MAXADDR,
 108                                /*filter*/NULL, /*filterarg*/NULL,
 109                                /*maxsize*/bouncebufsize,
 110                                /*nsegments*/1, /*maxsegz*/0x3ffff,
 111                                /*flags*/BUS_DMA_ISA,
 112                                /*lockfunc*/busdma_lock_mutex,
 113                                /*lockarg*/&Giant,
 114                                &dma_tag[chan]) != 0) {
 115                 panic("isa_dma_init: unable to create dma tag\n");
 116         }
 117
 118         if (bus_dmamap_create(dma_tag[chan], 0, &dma_map[chan])) {
 119                 panic("isa_dma_init: unable to create dma map\n");
 120         }
 121         return (0);
 122 }
 123
 124 /*
 125  * Register a DMA channel's usage.  Usually called from a device driver
 126  * in open() or during its initialization.
 127  */
 128 int
 129 isa_dma_acquire(chan)
 130         int chan;
 131 {
 132 #ifdef DIAGNOSTIC
 133         if (chan & ~VALID_DMA_MASK)
 134                 panic("isa_dma_acquire: channel out of range");
 135 #endif
 136
 137         if (dma_inuse & (1 << chan)) {
 138                 printf("isa_dma_acquire: channel %d already in use\n", chan);
 139                 return (EBUSY);
 140         }
 141         dma_inuse |= (1 << chan);
 142         dma_auto_mode &= ~(1 << chan);
 143
 144         return (0);
 145 }
 146
 147 /*
 148  * Unregister a DMA channel's usage.  Usually called from a device driver
 149  * during close() or during its shutdown.
 150  */
 151 void
 152 isa_dma_release(chan)
 153         int chan;
 154 {
 155 #ifdef DIAGNOSTIC
 156         if (chan & ~VALID_DMA_MASK)
 157                 panic("isa_dma_release: channel out of range");
 158
 159         if ((dma_inuse & (1 << chan)) == 0)
 160                 printf("isa_dma_release: channel %d not in use\n", chan);
 161 #endif
 162
 163         if (dma_busy & (1 << chan)) {
 164                 dma_busy &= ~(1 << chan);
 165                 /*
 166                  * XXX We should also do "dma_bounced &= (1 << chan);"
 167                  * because we are acting on behalf of isa_dmadone() which
 168                  * was not called to end the last DMA operation.  This does
 169                  * not matter now, but it may in the future.
 170                  */
 171         }
 172
 173         dma_inuse &= ~(1 << chan);
 174         dma_auto_mode &= ~(1 << chan);
 175 }
 176
 177 /*
 178  * isa_dmacascade(): program 8237 DMA controller channel to accept
 179  * external dma control by a board.
 180  */
 181 void
 182 isa_dmacascade(chan)
 183         int chan;
 184 {
 185 #ifdef DIAGNOSTIC
 186         if (chan & ~VALID_DMA_MASK)
 187                 panic("isa_dmacascade: channel out of range");
 188 #endif
 189
 190         /* set dma channel mode, and set dma channel mode */
 191         if ((chan & 4) == 0) {
 192                 outb(DMA1_MODE, DMA37MD_CASCADE | chan);
 193                 outb(DMA1_SMSK, chan);
 194         } else {
 195                 outb(DMA2_MODE, DMA37MD_CASCADE | (chan & 3));
 196                 outb(DMA2_SMSK, chan & 3);
 197         }
 198 }
 199
 200 /*
 201  * isa_dmastart(): program 8237 DMA controller channel.
 202  */
 203
 204 struct isa_dmastart_arg {
 205         caddr_t addr;
 206         int     chan;
 207         int     flags;
 208 };
 209
 210 static void isa_dmastart_cb(void *arg, bus_dma_segment_t *segs, int nseg,
 211                             int error)
 212 {
 213         caddr_t addr = ((struct isa_dmastart_arg *) arg)->addr;
 214         int chan = ((struct isa_dmastart_arg *) arg)->chan;
 215         int flags = ((struct isa_dmastart_arg *) arg)->flags;
 216         bus_addr_t phys = segs->ds_addr;
 217         int nbytes = segs->ds_len;
 218         int waport;
 219
 220         if (nseg != 1)
 221                 panic("isa_dmastart: transfer mapping not contiguous");
 222
 223         if ((chipset.sgmap == NULL) &&
 224             (pmap_extract(kernel_pmap, (vm_offset_t)addr)
 225                 > BUS_SPACE_MAXADDR_24BIT)) {
 226                 /* we bounced */
 227                 dma_bounced |= (1 << chan);
 228                 /* copy bounce buffer on write */
 229                 if (!(flags & ISADMA_READ))
 230                         bus_dmamap_sync(dma_tag[chan], dma_map[chan],
 231                                           BUS_DMASYNC_PREWRITE);
 232         }
 233
 234         if ((chan & 4) == 0) {
 235                 /*
 236                  * Program one of DMA channels 0..3.  These are
 237                  * byte mode channels.
 238                  */
 239                 /* set dma channel mode, and reset address ff */
 240
 241                 /* If ISADMA_RAW flag is set, then use autoinitialise mode */
 242                 if (flags & ISADMA_RAW) {
 243                   if (flags & ISADMA_READ)
 244                         outb(DMA1_MODE, DMA37MD_AUTO|DMA37MD_WRITE|chan);
 245                   else
 246                         outb(DMA1_MODE, DMA37MD_AUTO|DMA37MD_READ|chan);
 247                 }
 248                 else
 249                 if (flags & ISADMA_READ)
 250                         outb(DMA1_MODE, DMA37MD_SINGLE|DMA37MD_WRITE|chan);
 251                 else
 252                         outb(DMA1_MODE, DMA37MD_SINGLE|DMA37MD_READ|chan);
 253                 outb(DMA1_FFC, 0);
 254
 255                 /* send start address */
 256                 waport =  DMA1_CHN(chan);
 257                 outb(waport, phys);
 258                 outb(waport, phys>>8);
 259                 outb(dmapageport[chan], phys>>16);
 260
 261                 /* send count */
 262                 outb(waport + 1, --nbytes);
 263                 outb(waport + 1, nbytes>>8);
 264
 265                 /* unmask channel */
 266                 outb(DMA1_SMSK, chan);
 267         } else {
 268                 /*
 269                  * Program one of DMA channels 4..7.  These are
 270                  * word mode channels.
 271                  */
 272                 /* set dma channel mode, and reset address ff */
 273
 274                 /* If ISADMA_RAW flag is set, then use autoinitialise mode */
 275                 if (flags & ISADMA_RAW) {
 276                   if (flags & ISADMA_READ)
 277                         outb(DMA2_MODE, DMA37MD_AUTO|DMA37MD_WRITE|(chan&3));
 278                   else
 279                         outb(DMA2_MODE, DMA37MD_AUTO|DMA37MD_READ|(chan&3));
 280                 }
 281                 else
 282                 if (flags & ISADMA_READ)
 283                         outb(DMA2_MODE, DMA37MD_SINGLE|DMA37MD_WRITE|(chan&3));
 284                 else
 285                         outb(DMA2_MODE, DMA37MD_SINGLE|DMA37MD_READ|(chan&3));
 286                 outb(DMA2_FFC, 0);
 287
 288                 /* send start address */
 289                 waport = DMA2_CHN(chan - 4);
 290                 outb(waport, phys>>1);
 291                 outb(waport, phys>>9);
 292                 outb(dmapageport[chan], phys>>16);
 293
 294                 /* send count */
 295                 nbytes >>= 1;
 296                 outb(waport + 2, --nbytes);
 297                 outb(waport + 2, nbytes>>8);
 298
 299                 /* unmask channel */
 300                 outb(DMA2_SMSK, chan & 3);
 301         }
 302 }
 303
 304 void
 305 isa_dmastart(int flags, caddr_t addr, u_int nbytes, int chan)
 306 {
 307         struct isa_dmastart_arg args;
 308
 309 #ifdef DIAGNOSTIC
 310         if (chan & ~VALID_DMA_MASK)
 311                 panic("isa_dmastart: channel out of range");
 312
 313         if ((chan < 4 && nbytes > (1<<16))
 314             || (chan >= 4 && (nbytes > (1<<17) || (uintptr_t)addr & 1)))
 315                 panic("isa_dmastart: impossible request");
 316
 317         if ((dma_inuse & (1 << chan)) == 0)
 318                 printf("isa_dmastart: channel %d not acquired\n", chan);
 319 #endif
 320
 321 #if 0
 322         /*
 323          * XXX This should be checked, but drivers like ad1848 only call
 324          * isa_dmastart() once because they use Auto DMA mode.  If we
 325          * leave this in, drivers that do this will print this continuously.
 326          */
 327         if (dma_busy & (1 << chan))
 328                 printf("isa_dmastart: channel %d busy\n", chan);
 329 #endif
 330
 331         if (!dma_tag || !dma_map[chan])
 332                 panic("isa_dmastart: called without isa_dma_init");
 333
 334         dma_busy |= (1 << chan);
 335
 336         if (flags & ISADMA_RAW) {
 337                 dma_auto_mode |= (1 << chan);
 338         } else {
 339                 dma_auto_mode &= ~(1 << chan);
 340         }
 341
 342         /*
 343          * Freeze dma while updating registers.
 344          */
 345         outb(chan & 4 ? DMA2_SMSK : DMA1_SMSK, (chan & 3) | 4);
 346
 347         args.addr = addr;
 348         args.chan = chan;
 349         args.flags = flags;
 350         bus_dmamap_load(dma_tag[chan], dma_map[chan], addr, nbytes,
 351                         isa_dmastart_cb, &args, 0);
 352 }
 353
 354 void
 355 isa_dmadone(int flags, caddr_t addr, int nbytes, int chan)
 356 {
 357 #ifdef DIAGNOSTIC
 358         if (chan & ~VALID_DMA_MASK)
 359                 panic("isa_dmadone: channel out of range");
 360
 361         if ((dma_inuse & (1 << chan)) == 0)
 362                 printf("isa_dmadone: channel %d not acquired\n", chan);
 363 #endif
 364
 365         if (((dma_busy & (1 << chan)) == 0) &&
 366             (dma_auto_mode & (1 << chan)) == 0 )
 367                 printf("isa_dmadone: channel %d not busy\n", chan);
 368
 369         if (dma_bounced & (1 << chan)) {
 370                 /* copy bounce buffer on read */
 371                 if (flags & ISADMA_READ) {
 372                         bus_dmamap_sync(dma_tag[chan], dma_map[chan],
 373                                           BUS_DMASYNC_POSTREAD);
 374                 }
 375                 dma_bounced &= ~(1 << chan);
 376         }
 377
 378         if ((dma_auto_mode & (1 << chan)) == 0) {
 379                 outb(chan & 4 ? DMA2_SMSK : DMA1_SMSK, (chan & 3) | 4);
 380                 bus_dmamap_unload(dma_tag[chan], dma_map[chan]);
 381         }
 382
 383         dma_busy &= ~(1 << chan);
 384 }
 385
 386 /*
 387  * Query the progress of a transfer on a DMA channel.
 388  *
 389  * To avoid having to interrupt a transfer in progress, we sample
 390  * each of the high and low databytes twice, and apply the following
 391  * logic to determine the correct count.
 392  *
 393  * Reads are performed with interrupts disabled, thus it is to be
 394  * expected that the time between reads is very small.  At most
 395  * one rollover in the low count byte can be expected within the
 396  * four reads that are performed.
 397  *
 398  * There are three gaps in which a rollover can occur :
 399  *
 400  * - read low1
 401  *              gap1
 402  * - read high1
 403  *              gap2
 404  * - read low2
 405  *              gap3
 406  * - read high2
 407  *
 408  * If a rollover occurs in gap1 or gap2, the low2 value will be
 409  * greater than the low1 value.  In this case, low2 and high2 are a
 410  * corresponding pair.
 411  *
 412  * In any other case, low1 and high1 can be considered to be correct.
 413  *
 414  * The function returns the number of bytes remaining in the transfer,
 415  * or -1 if the channel requested is not active.
 416  *
 417  */
 418 int
 419 isa_dmastatus(int chan)
 420 {
 421         u_long  cnt = 0;
 422         int     ffport, waport;
 423         u_long  low1, high1, low2, high2;
 424         int s;
 425
 426         /* channel active? */
 427         if ((dma_inuse & (1 << chan)) == 0) {
 428                 printf("isa_dmastatus: channel %d not active\n", chan);
 429                 return(-1);
 430         }
 431         /* channel busy? */
 432
 433         if (((dma_busy & (1 << chan)) == 0) &&
 434             (dma_auto_mode & (1 << chan)) == 0 ) {
 435             printf("chan %d not busy\n", chan);
 436             return -2 ;
 437         }
 438         if (chan < 4) {                 /* low DMA controller */
 439                 ffport = DMA1_FFC;
 440                 waport = DMA1_CHN(chan) + 1;
 441         } else {                        /* high DMA controller */
 442                 ffport = DMA2_FFC;
 443                 waport = DMA2_CHN(chan - 4) + 2;
 444         }
 445
 446         s = splhigh();                  /* no interrupts Mr Jones! */
 447         outb(ffport, 0);                /* clear register LSB flipflop */
 448         low1 = inb(waport);
 449         high1 = inb(waport);
 450         outb(ffport, 0);                /* clear again */
 451         low2 = inb(waport);
 452         high2 = inb(waport);
 453         splx(s);                        /* enable interrupts again */
 454
 455         /*
 456          * Now decide if a wrap has tried to skew our results.
 457          * Note that after TC, the count will read 0xffff, while we want
 458          * to return zero, so we add and then mask to compensate.
 459          */
 460         if (low1 >= low2) {
 461                 cnt = (low1 + (high1 << 8) + 1) & 0xffff;
 462         } else {
 463                 cnt = (low2 + (high2 << 8) + 1) & 0xffff;
 464         }
 465
 466         if (chan >= 4)                  /* high channels move words */
 467                 cnt *= 2;
 468         return(cnt);
 469 }
 470
 471 /*
 472  * Reached terminal count yet ?
 473  */
 474 int
 475 isa_dmatc(int chan)
 476 {
 477
 478         if (chan < 4)
 479                 return(inb(DMA1_STATUS) & (1 << chan));
 480         else
 481                 return(inb(DMA2_STATUS) & (1 << (chan & 3)));
 482 }
 483
 484 /*
 485  * Stop a DMA transfer currently in progress.
 486  */
 487 int
 488 isa_dmastop(int chan)
 489 {
 490         if ((dma_inuse & (1 << chan)) == 0)
 491                 printf("isa_dmastop: channel %d not acquired\n", chan);
 492
 493         if (((dma_busy & (1 << chan)) == 0) &&
 494             ((dma_auto_mode & (1 << chan)) == 0)) {
 495                 printf("chan %d not busy\n", chan);
 496                 return -2 ;
 497         }
 498
 499         if ((chan & 4) == 0) {
 500                 outb(DMA1_SMSK, (chan & 3) | 4 /* disable mask */);
 501         } else {
 502                 outb(DMA2_SMSK, (chan & 3) | 4 /* disable mask */);
 503         }
 504         return(isa_dmastatus(chan));
 505 }