sys/kern/subr_busdma_bufalloc.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012 Ian Lepore
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 /*
  33  * Buffer allocation support routines for bus_dmamem_alloc implementations.
  34  */
  35
  36 #include <sys/param.h>
  37 #include <sys/systm.h>
  38 #include <sys/bus.h>
  39 #include <sys/busdma_bufalloc.h>
  40 #include <sys/malloc.h>
  41
  42 #include <vm/vm.h>
  43 #include <vm/vm_extern.h>
  44 #include <vm/vm_kern.h>
  45 #include <vm/uma.h>
  46
  47 /*
  48  * We manage buffer zones up to a page in size.  Buffers larger than a page can
  49  * be managed by one of the kernel's page-oriented memory allocation routines as
  50  * efficiently as what we can do here.  Also, a page is the largest size for
  51  * which we can g'tee contiguity when using uma, and contiguity is one of the
  52  * requirements we have to fulfill.
  53  */
  54 #define MIN_ZONE_BUFSIZE        32
  55 #define MAX_ZONE_BUFSIZE        PAGE_SIZE
  56
  57 /*
  58  * The static array of 12 bufzones is big enough to handle all the zones for the
  59  * smallest supported allocation size of 32 through the largest supported page
  60  * size of 64K.  If you up the biggest page size number, up the array size too.
  61  * Basically the size of the array needs to be log2(maxsize)-log2(minsize)+1,
  62  * but I don't know of an easy way to express that as a compile-time constant.
  63  */
  64 #if PAGE_SIZE > 65536
  65 #error Unsupported page size
  66 #endif
  67
  68 struct busdma_bufalloc {
  69         bus_size_t              min_size;
  70         size_t                  num_zones;
  71         struct busdma_bufzone   buf_zones[12];
  72 };
  73
  74 busdma_bufalloc_t
  75 busdma_bufalloc_create(const char *name, bus_size_t minimum_alignment,
  76     uma_alloc alloc_func, uma_free free_func, u_int32_t zcreate_flags)
  77 {
  78         struct busdma_bufalloc *ba;
  79         struct busdma_bufzone *bz;
  80         int i;
  81         bus_size_t cursize;
  82
  83         ba = malloc(sizeof(struct busdma_bufalloc), M_DEVBUF,
  84             M_ZERO | M_WAITOK);
  85
  86         ba->min_size = MAX(MIN_ZONE_BUFSIZE, minimum_alignment);
  87
  88         /*
  89          * Each uma zone is created with an alignment of size-1, meaning that
  90          * the alignment is equal to the size (I.E., 64 byte buffers are aligned
  91          * to 64 byte boundaries, etc).  This allows for a fast efficient test
  92          * when deciding whether a pool buffer meets the constraints of a given
  93          * tag used for allocation: the buffer is usable if tag->alignment <=
  94          * bufzone->size.
  95          */
  96         for (i = 0, bz = ba->buf_zones, cursize = ba->min_size;
  97             i < nitems(ba->buf_zones) && cursize <= MAX_ZONE_BUFSIZE;
  98             ++i, ++bz, cursize <<= 1) {
  99                 snprintf(bz->name, sizeof(bz->name), "dma %.10s %ju",
 100                     name, (uintmax_t)cursize);
 101                 bz->size = cursize;
 102                 bz->umazone = uma_zcreate(bz->name, bz->size,
 103                     NULL, NULL, NULL, NULL, bz->size - 1, zcreate_flags);
 104                 if (bz->umazone == NULL) {
 105                         busdma_bufalloc_destroy(ba);
 106                         return (NULL);
 107                 }
 108                 if (alloc_func != NULL)
 109                         uma_zone_set_allocf(bz->umazone, alloc_func);
 110                 if (free_func != NULL)
 111                         uma_zone_set_freef(bz->umazone, free_func);
 112                 ++ba->num_zones;
 113         }
 114
 115         return (ba);
 116 }
 117
 118 void
 119 busdma_bufalloc_destroy(busdma_bufalloc_t ba)
 120 {
 121         struct busdma_bufzone *bz;
 122         int i;
 123
 124         if (ba == NULL)
 125                 return;
 126
 127         for (i = 0, bz = ba->buf_zones; i < ba->num_zones; ++i, ++bz) {
 128                 uma_zdestroy(bz->umazone);
 129         }
 130
 131         free(ba, M_DEVBUF);
 132 }
 133
 134 struct busdma_bufzone *
 135 busdma_bufalloc_findzone(busdma_bufalloc_t ba, bus_size_t size)
 136 {
 137         struct busdma_bufzone *bz;
 138         int i;
 139
 140         if (size > MAX_ZONE_BUFSIZE)
 141                 return (NULL);
 142
 143         for (i = 0, bz = ba->buf_zones; i < ba->num_zones; ++i, ++bz) {
 144                 if (bz->size >= size)
 145                         return (bz);
 146         }
 147
 148         panic("Didn't find a buffer zone of the right size");
 149 }
 150
 151 void *
 152 busdma_bufalloc_alloc_uncacheable(uma_zone_t zone, vm_size_t size, int domain,
 153     uint8_t *pflag, int wait)
 154 {
 155 #ifdef VM_MEMATTR_UNCACHEABLE
 156
 157         /* Inform UMA that this allocator uses kernel_arena/object. */
 158         *pflag = UMA_SLAB_KERNEL;
 159
 160         return ((void *)kmem_alloc_attr_domain(domain, size, wait, 0,
 161             BUS_SPACE_MAXADDR, VM_MEMATTR_UNCACHEABLE));
 162
 163 #else
 164
 165         panic("VM_MEMATTR_UNCACHEABLE unavailable");
 166
 167 #endif  /* VM_MEMATTR_UNCACHEABLE */
 168 }
 169
 170 void
 171 busdma_bufalloc_free_uncacheable(void *item, vm_size_t size, uint8_t pflag)
 172 {
 173
 174         kmem_free((vm_offset_t)item, size);
 175 }
 176