sys/mips/mips/busdma_machdep.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2006 Oleksandr Tymoshenko
   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  *    without modification, immediately at the beginning of the file.
  13  * 2. The name of the author may not be used to endorse or promote products
  14  *    derived from this software without specific prior written permission.
  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 FOR
  20  * 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  *  From i386/busdma_machdep.c,v 1.26 2002/04/19 22:58:09 alfred
  29  */
  30
  31 #include <sys/cdefs.h>
  32 __FBSDID("$FreeBSD$");
  33
  34 /*
  35  * MIPS bus dma support routines
  36  */
  37
  38 #include <sys/param.h>
  39 #include <sys/systm.h>
  40 #include <sys/malloc.h>
  41 #include <sys/bus.h>
  42 #include <sys/busdma_bufalloc.h>
  43 #include <sys/interrupt.h>
  44 #include <sys/lock.h>
  45 #include <sys/proc.h>
  46 #include <sys/memdesc.h>
  47 #include <sys/mutex.h>
  48 #include <sys/ktr.h>
  49 #include <sys/kernel.h>
  50 #include <sys/sysctl.h>
  51 #include <sys/uio.h>
  52
  53 #include <vm/uma.h>
  54 #include <vm/vm.h>
  55 #include <vm/vm_extern.h>
  56 #include <vm/vm_kern.h>
  57 #include <vm/vm_page.h>
  58 #include <vm/vm_map.h>
  59
  60 #include <machine/atomic.h>
  61 #include <machine/bus.h>
  62 #include <machine/cache.h>
  63 #include <machine/cpufunc.h>
  64 #include <machine/cpuinfo.h>
  65 #include <machine/md_var.h>
  66
  67 #define MAX_BPAGES 64
  68 #define BUS_DMA_COULD_BOUNCE    BUS_DMA_BUS3
  69 #define BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP  BUS_DMA_BUS4
  70
  71 /*
  72  * On XBurst cores from Ingenic, cache-line writeback is local
  73  * only, unless accompanied by invalidation. Invalidations force
  74  * dirty line writeout and invalidation requests forwarded to
  75  * other cores if other cores have the cache line dirty.
  76  */
  77 #if defined(SMP) && defined(CPU_XBURST)
  78 #define BUS_DMA_FORCE_WBINV
  79 #endif
  80
  81 struct bounce_zone;
  82
  83 struct bus_dma_tag {
  84         bus_dma_tag_t           parent;
  85         bus_size_t              alignment;
  86         bus_addr_t              boundary;
  87         bus_addr_t              lowaddr;
  88         bus_addr_t              highaddr;
  89         bus_dma_filter_t        *filter;
  90         void                    *filterarg;
  91         bus_size_t              maxsize;
  92         u_int                   nsegments;
  93         bus_size_t              maxsegsz;
  94         int                     flags;
  95         int                     ref_count;
  96         int                     map_count;
  97         bus_dma_lock_t          *lockfunc;
  98         void                    *lockfuncarg;
  99         bus_dma_segment_t       *segments;
 100         struct bounce_zone *bounce_zone;
 101 };
 102
 103 struct bounce_page {
 104         vm_offset_t     vaddr;          /* kva of bounce buffer */
 105         vm_offset_t     vaddr_nocache;  /* kva of bounce buffer uncached */
 106         bus_addr_t      busaddr;        /* Physical address */
 107         vm_offset_t     datavaddr;      /* kva of client data */
 108         bus_addr_t      dataaddr;       /* client physical address */
 109         bus_size_t      datacount;      /* client data count */
 110         STAILQ_ENTRY(bounce_page) links;
 111 };
 112
 113 struct sync_list {
 114         vm_offset_t     vaddr;          /* kva of bounce buffer */
 115         bus_addr_t      busaddr;        /* Physical address */
 116         bus_size_t      datacount;      /* client data count */
 117 };
 118
 119 int busdma_swi_pending;
 120
 121 struct bounce_zone {
 122         STAILQ_ENTRY(bounce_zone) links;
 123         STAILQ_HEAD(bp_list, bounce_page) bounce_page_list;
 124         int             total_bpages;
 125         int             free_bpages;
 126         int             reserved_bpages;
 127         int             active_bpages;
 128         int             total_bounced;
 129         int             total_deferred;
 130         int             map_count;
 131         bus_size_t      alignment;
 132         bus_addr_t      lowaddr;
 133         char            zoneid[8];
 134         char            lowaddrid[20];
 135         struct sysctl_ctx_list sysctl_tree;
 136         struct sysctl_oid *sysctl_tree_top;
 137 };
 138
 139 static struct mtx bounce_lock;
 140 static int total_bpages;
 141 static int busdma_zonecount;
 142 static STAILQ_HEAD(, bounce_zone) bounce_zone_list;
 143
 144 static SYSCTL_NODE(_hw, OID_AUTO, busdma, CTLFLAG_RD, 0, "Busdma parameters");
 145 SYSCTL_INT(_hw_busdma, OID_AUTO, total_bpages, CTLFLAG_RD, &total_bpages, 0,
 146            "Total bounce pages");
 147
 148 #define DMAMAP_UNCACHEABLE      0x08
 149 #define DMAMAP_CACHE_ALIGNED    0x10
 150
 151 struct bus_dmamap {
 152         struct bp_list  bpages;
 153         int             pagesneeded;
 154         int             pagesreserved;
 155         bus_dma_tag_t   dmat;
 156         struct memdesc  mem;
 157         int             flags;
 158         void            *origbuffer;
 159         void            *allocbuffer;
 160         TAILQ_ENTRY(bus_dmamap) freelist;
 161         STAILQ_ENTRY(bus_dmamap) links;
 162         bus_dmamap_callback_t *callback;
 163         void            *callback_arg;
 164         int             sync_count;
 165         struct sync_list *slist;
 166 };
 167
 168 static STAILQ_HEAD(, bus_dmamap) bounce_map_waitinglist;
 169 static STAILQ_HEAD(, bus_dmamap) bounce_map_callbacklist;
 170
 171 static void init_bounce_pages(void *dummy);
 172 static int alloc_bounce_zone(bus_dma_tag_t dmat);
 173 static int alloc_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, u_int numpages);
 174 static int reserve_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 175                                 int commit);
 176 static bus_addr_t add_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 177                                   vm_offset_t vaddr, bus_addr_t addr,
 178                                   bus_size_t size);
 179 static void free_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, struct bounce_page *bpage);
 180
 181 /* Default tag, as most drivers provide no parent tag. */
 182 bus_dma_tag_t mips_root_dma_tag;
 183
 184 static uma_zone_t dmamap_zone;  /* Cache of struct bus_dmamap items */
 185
 186 static busdma_bufalloc_t coherent_allocator;    /* Cache of coherent buffers */
 187 static busdma_bufalloc_t standard_allocator;    /* Cache of standard buffers */
 188
 189 MALLOC_DEFINE(M_BUSDMA, "busdma", "busdma metadata");
 190 MALLOC_DEFINE(M_BOUNCE, "bounce", "busdma bounce pages");
 191
 192 /*
 193  * This is the ctor function passed to uma_zcreate() for the pool of dma maps.
 194  * It'll need platform-specific changes if this code is copied.
 195  */
 196 static int
 197 dmamap_ctor(void *mem, int size, void *arg, int flags)
 198 {
 199         bus_dmamap_t map;
 200         bus_dma_tag_t dmat;
 201
 202         map = (bus_dmamap_t)mem;
 203         dmat = (bus_dma_tag_t)arg;
 204
 205         dmat->map_count++;
 206
 207         map->dmat = dmat;
 208         map->flags = 0;
 209         map->slist = NULL;
 210         map->allocbuffer = NULL;
 211         map->sync_count = 0;
 212         STAILQ_INIT(&map->bpages);
 213
 214         return (0);
 215 }
 216
 217 /*
 218  * This is the dtor function passed to uma_zcreate() for the pool of dma maps.
 219  * It may need platform-specific changes if this code is copied              .
 220  */
 221 static void
 222 dmamap_dtor(void *mem, int size, void *arg)
 223 {
 224         bus_dmamap_t map;
 225
 226         map = (bus_dmamap_t)mem;
 227
 228         map->dmat->map_count--;
 229 }
 230
 231 static void
 232 busdma_init(void *dummy)
 233 {
 234
 235         /* Create a cache of maps for bus_dmamap_create(). */
 236         dmamap_zone = uma_zcreate("dma maps", sizeof(struct bus_dmamap),
 237             dmamap_ctor, dmamap_dtor, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
 238
 239         /* Create a cache of buffers in standard (cacheable) memory. */
 240         standard_allocator = busdma_bufalloc_create("buffer",
 241             mips_dcache_max_linesize,   /* minimum_alignment */
 242             NULL,                       /* uma_alloc func */
 243             NULL,                       /* uma_free func */
 244             0);                         /* uma_zcreate_flags */
 245
 246         /*
 247          * Create a cache of buffers in uncacheable memory, to implement the
 248          * BUS_DMA_COHERENT flag.
 249          */
 250         coherent_allocator = busdma_bufalloc_create("coherent",
 251             mips_dcache_max_linesize,   /* minimum_alignment */
 252             busdma_bufalloc_alloc_uncacheable,
 253             busdma_bufalloc_free_uncacheable,
 254             0);                         /* uma_zcreate_flags */
 255 }
 256 SYSINIT(busdma, SI_SUB_KMEM, SI_ORDER_FOURTH, busdma_init, NULL);
 257
 258 /*
 259  * Return true if a match is made.
 260  *
 261  * To find a match walk the chain of bus_dma_tag_t's looking for 'paddr'.
 262  *
 263  * If paddr is within the bounds of the dma tag then call the filter callback
 264  * to check for a match, if there is no filter callback then assume a match.
 265  */
 266 static int
 267 run_filter(bus_dma_tag_t dmat, bus_addr_t paddr)
 268 {
 269         int retval;
 270
 271         retval = 0;
 272
 273         do {
 274                 if (((paddr > dmat->lowaddr && paddr <= dmat->highaddr)
 275                  || ((paddr & (dmat->alignment - 1)) != 0))
 276                  && (dmat->filter == NULL
 277                   || (*dmat->filter)(dmat->filterarg, paddr) != 0))
 278                         retval = 1;
 279
 280                 dmat = dmat->parent;
 281         } while (retval == 0 && dmat != NULL);
 282         return (retval);
 283 }
 284
 285 /*
 286  * Check to see if the specified page is in an allowed DMA range.
 287  */
 288
 289 static __inline int
 290 _bus_dma_can_bounce(vm_offset_t lowaddr, vm_offset_t highaddr)
 291 {
 292         int i;
 293         for (i = 0; phys_avail[i] && phys_avail[i + 1]; i += 2) {
 294                 if ((lowaddr >= phys_avail[i] && lowaddr <= phys_avail[i + 1])
 295                     || (lowaddr < phys_avail[i] &&
 296                     highaddr > phys_avail[i]))
 297                         return (1);
 298         }
 299         return (0);
 300 }
 301
 302 /*
 303  * Convenience function for manipulating driver locks from busdma (during
 304  * busdma_swi, for example).  Drivers that don't provide their own locks
 305  * should specify &Giant to dmat->lockfuncarg.  Drivers that use their own
 306  * non-mutex locking scheme don't have to use this at all.
 307  */
 308 void
 309 busdma_lock_mutex(void *arg, bus_dma_lock_op_t op)
 310 {
 311         struct mtx *dmtx;
 312
 313         dmtx = (struct mtx *)arg;
 314         switch (op) {
 315         case BUS_DMA_LOCK:
 316                 mtx_lock(dmtx);
 317                 break;
 318         case BUS_DMA_UNLOCK:
 319                 mtx_unlock(dmtx);
 320                 break;
 321         default:
 322                 panic("Unknown operation 0x%x for busdma_lock_mutex!", op);
 323         }
 324 }
 325
 326 /*
 327  * dflt_lock should never get called.  It gets put into the dma tag when
 328  * lockfunc == NULL, which is only valid if the maps that are associated
 329  * with the tag are meant to never be defered.
 330  * XXX Should have a way to identify which driver is responsible here.
 331  */
 332 static void
 333 dflt_lock(void *arg, bus_dma_lock_op_t op)
 334 {
 335 #ifdef INVARIANTS
 336         panic("driver error: busdma dflt_lock called");
 337 #else
 338         printf("DRIVER_ERROR: busdma dflt_lock called\n");
 339 #endif
 340 }
 341
 342 static __inline bus_dmamap_t
 343 _busdma_alloc_dmamap(bus_dma_tag_t dmat)
 344 {
 345         struct sync_list *slist;
 346         bus_dmamap_t map;
 347
 348         slist = malloc(sizeof(*slist) * dmat->nsegments, M_BUSDMA, M_NOWAIT);
 349         if (slist == NULL)
 350                 return (NULL);
 351         map = uma_zalloc_arg(dmamap_zone, dmat, M_NOWAIT);
 352         if (map != NULL)
 353                 map->slist = slist;
 354         else
 355                 free(slist, M_BUSDMA);
 356         return (map);
 357 }
 358
 359 static __inline void
 360 _busdma_free_dmamap(bus_dmamap_t map)
 361 {
 362
 363         free(map->slist, M_BUSDMA);
 364         uma_zfree(dmamap_zone, map);
 365 }
 366
 367 /*
 368  * Allocate a device specific dma_tag.
 369  */
 370 #define SEG_NB 1024
 371
 372 int
 373 bus_dma_tag_create(bus_dma_tag_t parent, bus_size_t alignment,
 374     bus_addr_t boundary, bus_addr_t lowaddr,
 375     bus_addr_t highaddr, bus_dma_filter_t *filter,
 376     void *filterarg, bus_size_t maxsize, int nsegments,
 377     bus_size_t maxsegsz, int flags, bus_dma_lock_t *lockfunc,
 378     void *lockfuncarg, bus_dma_tag_t *dmat)
 379 {
 380         bus_dma_tag_t newtag;
 381         int error = 0;
 382         /* Return a NULL tag on failure */
 383         *dmat = NULL;
 384         if (!parent)
 385                 parent = mips_root_dma_tag;
 386
 387         newtag = (bus_dma_tag_t)malloc(sizeof(*newtag), M_BUSDMA, M_NOWAIT);
 388         if (newtag == NULL) {
 389                 CTR4(KTR_BUSDMA, "%s returned tag %p tag flags 0x%x error %d",
 390                     __func__, newtag, 0, error);
 391                 return (ENOMEM);
 392         }
 393
 394         newtag->parent = parent;
 395         newtag->alignment = alignment;
 396         newtag->boundary = boundary;
 397         newtag->lowaddr = trunc_page((vm_offset_t)lowaddr) + (PAGE_SIZE - 1);
 398         newtag->highaddr = trunc_page((vm_offset_t)highaddr) + (PAGE_SIZE - 1);
 399         newtag->filter = filter;
 400         newtag->filterarg = filterarg;
 401         newtag->maxsize = maxsize;
 402         newtag->nsegments = nsegments;
 403         newtag->maxsegsz = maxsegsz;
 404         newtag->flags = flags;
 405         if (cpuinfo.cache_coherent_dma)
 406                 newtag->flags |= BUS_DMA_COHERENT;
 407         newtag->ref_count = 1; /* Count ourself */
 408         newtag->map_count = 0;
 409         if (lockfunc != NULL) {
 410                 newtag->lockfunc = lockfunc;
 411                 newtag->lockfuncarg = lockfuncarg;
 412         } else {
 413                 newtag->lockfunc = dflt_lock;
 414                 newtag->lockfuncarg = NULL;
 415         }
 416         newtag->segments = NULL;
 417
 418         /*
 419          * Take into account any restrictions imposed by our parent tag
 420          */
 421         if (parent != NULL) {
 422                 newtag->lowaddr = MIN(parent->lowaddr, newtag->lowaddr);
 423                 newtag->highaddr = MAX(parent->highaddr, newtag->highaddr);
 424                 if (newtag->boundary == 0)
 425                         newtag->boundary = parent->boundary;
 426                 else if (parent->boundary != 0)
 427                         newtag->boundary =
 428                             MIN(parent->boundary, newtag->boundary);
 429                 if ((newtag->filter != NULL) ||
 430                     ((parent->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0))
 431                         newtag->flags |= BUS_DMA_COULD_BOUNCE;
 432                 if (newtag->filter == NULL) {
 433                         /*
 434                         * Short circuit looking at our parent directly
 435                         * since we have encapsulated all of its information
 436                         */
 437                         newtag->filter = parent->filter;
 438                         newtag->filterarg = parent->filterarg;
 439                         newtag->parent = parent->parent;
 440                 }
 441                 if (newtag->parent != NULL)
 442                         atomic_add_int(&parent->ref_count, 1);
 443         }
 444         if (_bus_dma_can_bounce(newtag->lowaddr, newtag->highaddr)
 445          || newtag->alignment > 1)
 446                 newtag->flags |= BUS_DMA_COULD_BOUNCE;
 447
 448         if (((newtag->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) &&
 449             (flags & BUS_DMA_ALLOCNOW) != 0) {
 450                 struct bounce_zone *bz;
 451
 452                 /* Must bounce */
 453
 454                 if ((error = alloc_bounce_zone(newtag)) != 0) {
 455                         free(newtag, M_BUSDMA);
 456                         return (error);
 457                 }
 458                 bz = newtag->bounce_zone;
 459
 460                 if (ptoa(bz->total_bpages) < maxsize) {
 461                         int pages;
 462
 463                         pages = atop(maxsize) - bz->total_bpages;
 464
 465                         /* Add pages to our bounce pool */
 466                         if (alloc_bounce_pages(newtag, pages) < pages)
 467                                 error = ENOMEM;
 468                 }
 469                 /* Performed initial allocation */
 470                 newtag->flags |= BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP;
 471         } else
 472                 newtag->bounce_zone = NULL;
 473         if (error != 0)
 474                 free(newtag, M_BUSDMA);
 475         else
 476                 *dmat = newtag;
 477         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s returned tag %p tag flags 0x%x error %d",
 478             __func__, newtag, (newtag != NULL ? newtag->flags : 0), error);
 479
 480         return (error);
 481 }
 482
 483 int
 484 bus_dma_tag_set_domain(bus_dma_tag_t dmat, int domain)
 485 {
 486
 487         return (0);
 488 }
 489
 490 int
 491 bus_dma_tag_destroy(bus_dma_tag_t dmat)
 492 {
 493 #ifdef KTR
 494         bus_dma_tag_t dmat_copy = dmat;
 495 #endif
 496
 497         if (dmat != NULL) {
 498                 if (dmat->map_count != 0)
 499                         return (EBUSY);
 500
 501                 while (dmat != NULL) {
 502                         bus_dma_tag_t parent;
 503
 504                         parent = dmat->parent;
 505                         atomic_subtract_int(&dmat->ref_count, 1);
 506                         if (dmat->ref_count == 0) {
 507                                 if (dmat->segments != NULL)
 508                                         free(dmat->segments, M_BUSDMA);
 509                                 free(dmat, M_BUSDMA);
 510                                 /*
 511                                  * Last reference count, so
 512                                  * release our reference
 513                                  * count on our parent.
 514                                  */
 515                                 dmat = parent;
 516                         } else
 517                                 dmat = NULL;
 518                 }
 519         }
 520         CTR2(KTR_BUSDMA, "%s tag %p", __func__, dmat_copy);
 521
 522         return (0);
 523 }
 524
 525 #include <sys/kdb.h>
 526 /*
 527  * Allocate a handle for mapping from kva/uva/physical
 528  * address space into bus device space.
 529  */
 530 int
 531 bus_dmamap_create(bus_dma_tag_t dmat, int flags, bus_dmamap_t *mapp)
 532 {
 533         bus_dmamap_t newmap;
 534         int error = 0;
 535
 536         if (dmat->segments == NULL) {
 537                 dmat->segments = (bus_dma_segment_t *)malloc(
 538                     sizeof(bus_dma_segment_t) * dmat->nsegments, M_BUSDMA,
 539                     M_NOWAIT);
 540                 if (dmat->segments == NULL) {
 541                         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error %d",
 542                             __func__, dmat, ENOMEM);
 543                         return (ENOMEM);
 544                 }
 545         }
 546
 547         newmap = _busdma_alloc_dmamap(dmat);
 548         if (newmap == NULL) {
 549                 CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error %d", __func__, dmat, ENOMEM);
 550                 return (ENOMEM);
 551         }
 552         *mapp = newmap;
 553
 554         /*
 555          * Bouncing might be required if the driver asks for an active
 556          * exclusion region, a data alignment that is stricter than 1, and/or
 557          * an active address boundary.
 558          */
 559         if (dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) {
 560
 561                 /* Must bounce */
 562                 struct bounce_zone *bz;
 563                 int maxpages;
 564
 565                 if (dmat->bounce_zone == NULL) {
 566                         if ((error = alloc_bounce_zone(dmat)) != 0) {
 567                                 _busdma_free_dmamap(newmap);
 568                                 *mapp = NULL;
 569                                 return (error);
 570                         }
 571                 }
 572                 bz = dmat->bounce_zone;
 573
 574                 /* Initialize the new map */
 575                 STAILQ_INIT(&((*mapp)->bpages));
 576
 577                 /*
 578                  * Attempt to add pages to our pool on a per-instance
 579                  * basis up to a sane limit.
 580                  */
 581                 maxpages = MAX_BPAGES;
 582                 if ((dmat->flags & BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP) == 0
 583                  || (bz->map_count > 0 && bz->total_bpages < maxpages)) {
 584                         int pages;
 585
 586                         pages = MAX(atop(dmat->maxsize), 1);
 587                         pages = MIN(maxpages - bz->total_bpages, pages);
 588                         pages = MAX(pages, 1);
 589                         if (alloc_bounce_pages(dmat, pages) < pages)
 590                                 error = ENOMEM;
 591
 592                         if ((dmat->flags & BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP) == 0) {
 593                                 if (error == 0)
 594                                         dmat->flags |= BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP;
 595                         } else {
 596                                 error = 0;
 597                         }
 598                 }
 599                 bz->map_count++;
 600         }
 601
 602         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
 603             __func__, dmat, dmat->flags, error);
 604
 605         return (0);
 606 }
 607
 608 /*
 609  * Destroy a handle for mapping from kva/uva/physical
 610  * address space into bus device space.
 611  */
 612 int
 613 bus_dmamap_destroy(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map)
 614 {
 615
 616         if (STAILQ_FIRST(&map->bpages) != NULL || map->sync_count != 0) {
 617                 CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error %d",
 618                     __func__, dmat, EBUSY);
 619                 return (EBUSY);
 620         }
 621         if (dmat->bounce_zone)
 622                 dmat->bounce_zone->map_count--;
 623         _busdma_free_dmamap(map);
 624         CTR2(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error 0", __func__, dmat);
 625         return (0);
 626 }
 627
 628 /*
 629  * Allocate a piece of memory that can be efficiently mapped into
 630  * bus device space based on the constraints lited in the dma tag.
 631  * A dmamap to for use with dmamap_load is also allocated.
 632  */
 633 int
 634 bus_dmamem_alloc(bus_dma_tag_t dmat, void** vaddrp, int flags,
 635     bus_dmamap_t *mapp)
 636 {
 637         bus_dmamap_t newmap = NULL;
 638         busdma_bufalloc_t ba;
 639         struct busdma_bufzone *bufzone;
 640         vm_memattr_t memattr;
 641         void *vaddr;
 642
 643         int mflags;
 644
 645         if (flags & BUS_DMA_NOWAIT)
 646                 mflags = M_NOWAIT;
 647         else
 648                 mflags = M_WAITOK;
 649         if (dmat->segments == NULL) {
 650                 dmat->segments = (bus_dma_segment_t *)malloc(
 651                     sizeof(bus_dma_segment_t) * dmat->nsegments, M_BUSDMA,
 652                     mflags);
 653                 if (dmat->segments == NULL) {
 654                         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
 655                             __func__, dmat, dmat->flags, ENOMEM);
 656                         return (ENOMEM);
 657                 }
 658         }
 659
 660         newmap = _busdma_alloc_dmamap(dmat);
 661         if (newmap == NULL) {
 662                 CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
 663                     __func__, dmat, dmat->flags, ENOMEM);
 664                 return (ENOMEM);
 665         }
 666
 667         /*
 668          * If all the memory is coherent with DMA then we don't need to
 669          * do anything special for a coherent mapping request.
 670          */
 671         if (dmat->flags & BUS_DMA_COHERENT)
 672             flags &= ~BUS_DMA_COHERENT;
 673
 674         if (flags & BUS_DMA_COHERENT) {
 675                 memattr = VM_MEMATTR_UNCACHEABLE;
 676                 ba = coherent_allocator;
 677                 newmap->flags |= DMAMAP_UNCACHEABLE;
 678         } else {
 679                 memattr = VM_MEMATTR_DEFAULT;
 680                 ba = standard_allocator;
 681         }
 682         /* All buffers we allocate are cache-aligned. */
 683         newmap->flags |= DMAMAP_CACHE_ALIGNED;
 684
 685         if (flags & BUS_DMA_ZERO)
 686                 mflags |= M_ZERO;
 687
 688         /*
 689          * Try to find a bufzone in the allocator that holds a cache of buffers
 690          * of the right size for this request.  If the buffer is too big to be
 691          * held in the allocator cache, this returns NULL.
 692          */
 693         bufzone = busdma_bufalloc_findzone(ba, dmat->maxsize);
 694
 695         /*
 696          * Allocate the buffer from the uma(9) allocator if...
 697          *  - It's small enough to be in the allocator (bufzone not NULL).
 698          *  - The alignment constraint isn't larger than the allocation size
 699          *    (the allocator aligns buffers to their size boundaries).
 700          *  - There's no need to handle lowaddr/highaddr exclusion zones.
 701          * else allocate non-contiguous pages if...
 702          *  - The page count that could get allocated doesn't exceed
 703          *    nsegments also when the maximum segment size is less
 704          *    than PAGE_SIZE.
 705          *  - The alignment constraint isn't larger than a page boundary.
 706          *  - There are no boundary-crossing constraints.
 707          * else allocate a block of contiguous pages because one or more of the
 708          * constraints is something that only the contig allocator can fulfill.
 709          */
 710         if (bufzone != NULL && dmat->alignment <= bufzone->size &&
 711             !_bus_dma_can_bounce(dmat->lowaddr, dmat->highaddr)) {
 712                 vaddr = uma_zalloc(bufzone->umazone, mflags);
 713         } else if (dmat->nsegments >=
 714             howmany(dmat->maxsize, MIN(dmat->maxsegsz, PAGE_SIZE)) &&
 715             dmat->alignment <= PAGE_SIZE &&
 716             (dmat->boundary % PAGE_SIZE) == 0) {
 717                 vaddr = (void *)kmem_alloc_attr(dmat->maxsize, mflags, 0,
 718                     dmat->lowaddr, memattr);
 719         } else {
 720                 vaddr = (void *)kmem_alloc_contig(dmat->maxsize, mflags, 0,
 721                     dmat->lowaddr, dmat->alignment, dmat->boundary, memattr);
 722         }
 723         if (vaddr == NULL) {
 724                 _busdma_free_dmamap(newmap);
 725                 newmap = NULL;
 726         } else {
 727                 newmap->sync_count = 0;
 728         }
 729         *vaddrp = vaddr;
 730         *mapp = newmap;
 731
 732         return (vaddr == NULL ? ENOMEM : 0);
 733 }
 734
 735 /*
 736  * Free a piece of memory and it's allocated dmamap, that was allocated
 737  * via bus_dmamem_alloc.  Make the same choice for free/contigfree.
 738  */
 739 void
 740 bus_dmamem_free(bus_dma_tag_t dmat, void *vaddr, bus_dmamap_t map)
 741 {
 742         struct busdma_bufzone *bufzone;
 743         busdma_bufalloc_t ba;
 744
 745         if (map->flags & DMAMAP_UNCACHEABLE)
 746                 ba = coherent_allocator;
 747         else
 748                 ba = standard_allocator;
 749
 750         free(map->slist, M_BUSDMA);
 751         uma_zfree(dmamap_zone, map);
 752
 753         bufzone = busdma_bufalloc_findzone(ba, dmat->maxsize);
 754
 755         if (bufzone != NULL && dmat->alignment <= bufzone->size &&
 756             !_bus_dma_can_bounce(dmat->lowaddr, dmat->highaddr))
 757                 uma_zfree(bufzone->umazone, vaddr);
 758         else
 759                 kmem_free(kernel_arena, (vm_offset_t)vaddr, dmat->maxsize);
 760         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p flags 0x%x", __func__, dmat, dmat->flags);
 761 }
 762
 763 static void
 764 _bus_dmamap_count_phys(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, vm_paddr_t buf,
 765     bus_size_t buflen, int flags)
 766 {
 767         bus_addr_t curaddr;
 768         bus_size_t sgsize;
 769
 770         if (map->pagesneeded == 0) {
 771                 CTR3(KTR_BUSDMA, "lowaddr= %d, boundary= %d, alignment= %d",
 772                     dmat->lowaddr, dmat->boundary, dmat->alignment);
 773                 CTR2(KTR_BUSDMA, "map= %p, pagesneeded= %d",
 774                     map, map->pagesneeded);
 775                 /*
 776                  * Count the number of bounce pages
 777                  * needed in order to complete this transfer
 778                  */
 779                 curaddr = buf;
 780                 while (buflen != 0) {
 781                         sgsize = MIN(buflen, dmat->maxsegsz);
 782                         if (run_filter(dmat, curaddr) != 0) {
 783                                 sgsize = MIN(sgsize, PAGE_SIZE);
 784                                 map->pagesneeded++;
 785                         }
 786                         curaddr += sgsize;
 787                         buflen -= sgsize;
 788                 }
 789                 CTR1(KTR_BUSDMA, "pagesneeded= %d\n", map->pagesneeded);
 790         }
 791 }
 792
 793 static void
 794 _bus_dmamap_count_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, pmap_t pmap,
 795     void *buf, bus_size_t buflen, int flags)
 796 {
 797         vm_offset_t vaddr;
 798         vm_offset_t vendaddr;
 799         bus_addr_t paddr;
 800
 801         if (map->pagesneeded == 0) {
 802                 CTR3(KTR_BUSDMA, "lowaddr= %d, boundary= %d, alignment= %d",
 803                     dmat->lowaddr, dmat->boundary, dmat->alignment);
 804                 CTR2(KTR_BUSDMA, "map= %p, pagesneeded= %d",
 805                     map, map->pagesneeded);
 806                 /*
 807                  * Count the number of bounce pages
 808                  * needed in order to complete this transfer
 809                  */
 810                 vaddr = (vm_offset_t)buf;
 811                 vendaddr = (vm_offset_t)buf + buflen;
 812
 813                 while (vaddr < vendaddr) {
 814                         bus_size_t sg_len;
 815
 816                         KASSERT(kernel_pmap == pmap, ("pmap is not kernel pmap"));
 817                         sg_len = PAGE_SIZE - ((vm_offset_t)vaddr & PAGE_MASK);
 818                         paddr = pmap_kextract(vaddr);
 819                         if (((dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) &&
 820                             run_filter(dmat, paddr) != 0) {
 821                                 sg_len = roundup2(sg_len, dmat->alignment);
 822                                 map->pagesneeded++;
 823                         }
 824                         vaddr += sg_len;
 825                 }
 826                 CTR1(KTR_BUSDMA, "pagesneeded= %d\n", map->pagesneeded);
 827         }
 828 }
 829
 830 static int
 831 _bus_dmamap_reserve_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,int flags)
 832 {
 833
 834         /* Reserve Necessary Bounce Pages */
 835         mtx_lock(&bounce_lock);
 836         if (flags & BUS_DMA_NOWAIT) {
 837                 if (reserve_bounce_pages(dmat, map, 0) != 0) {
 838                         mtx_unlock(&bounce_lock);
 839                         return (ENOMEM);
 840                 }
 841         } else {
 842                 if (reserve_bounce_pages(dmat, map, 1) != 0) {
 843                         /* Queue us for resources */
 844                         STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_map_waitinglist,
 845                             map, links);
 846                         mtx_unlock(&bounce_lock);
 847                         return (EINPROGRESS);
 848                 }
 849         }
 850         mtx_unlock(&bounce_lock);
 851
 852         return (0);
 853 }
 854
 855 /*
 856  * Add a single contiguous physical range to the segment list.
 857  */
 858 static int
 859 _bus_dmamap_addseg(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, bus_addr_t curaddr,
 860     bus_size_t sgsize, bus_dma_segment_t *segs, int *segp)
 861 {
 862         bus_addr_t baddr, bmask;
 863         int seg;
 864
 865         /*
 866          * Make sure we don't cross any boundaries.
 867          */
 868         bmask = ~(dmat->boundary - 1);
 869         if (dmat->boundary > 0) {
 870                 baddr = (curaddr + dmat->boundary) & bmask;
 871                 if (sgsize > (baddr - curaddr))
 872                         sgsize = (baddr - curaddr);
 873         }
 874         /*
 875          * Insert chunk into a segment, coalescing with
 876          * the previous segment if possible.
 877          */
 878         seg = *segp;
 879         if (seg >= 0 &&
 880             curaddr == segs[seg].ds_addr + segs[seg].ds_len &&
 881             (segs[seg].ds_len + sgsize) <= dmat->maxsegsz &&
 882             (dmat->boundary == 0 ||
 883              (segs[seg].ds_addr & bmask) == (curaddr & bmask))) {
 884                 segs[seg].ds_len += sgsize;
 885         } else {
 886                 if (++seg >= dmat->nsegments)
 887                         return (0);
 888                 segs[seg].ds_addr = curaddr;
 889                 segs[seg].ds_len = sgsize;
 890         }
 891         *segp = seg;
 892         return (sgsize);
 893 }
 894
 895 /*
 896  * Utility function to load a physical buffer.  segp contains
 897  * the starting segment on entrace, and the ending segment on exit.
 898  */
 899 int
 900 _bus_dmamap_load_phys(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 901     vm_paddr_t buf, bus_size_t buflen, int flags, bus_dma_segment_t *segs,
 902     int *segp)
 903 {
 904         bus_addr_t curaddr;
 905         bus_size_t sgsize;
 906         int error;
 907
 908         if (segs == NULL)
 909                 segs = dmat->segments;
 910
 911         if ((dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) {
 912                 _bus_dmamap_count_phys(dmat, map, buf, buflen, flags);
 913                 if (map->pagesneeded != 0) {
 914                         error = _bus_dmamap_reserve_pages(dmat, map, flags);
 915                         if (error)
 916                                 return (error);
 917                 }
 918         }
 919
 920         while (buflen > 0) {
 921                 curaddr = buf;
 922                 sgsize = MIN(buflen, dmat->maxsegsz);
 923                 if (((dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) &&
 924                     map->pagesneeded != 0 && run_filter(dmat, curaddr)) {
 925                         sgsize = MIN(sgsize, PAGE_SIZE);
 926                         curaddr = add_bounce_page(dmat, map, 0, curaddr,
 927                             sgsize);
 928                 }
 929                 sgsize = _bus_dmamap_addseg(dmat, map, curaddr, sgsize, segs,
 930                     segp);
 931                 if (sgsize == 0)
 932                         break;
 933                 buf += sgsize;
 934                 buflen -= sgsize;
 935         }
 936
 937         /*
 938          * Did we fit?
 939          */
 940         if (buflen != 0) {
 941                 bus_dmamap_unload(dmat, map);
 942                 return (EFBIG); /* XXX better return value here? */
 943         }
 944         return (0);
 945 }
 946
 947 int
 948 _bus_dmamap_load_ma(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 949     struct vm_page **ma, bus_size_t tlen, int ma_offs, int flags,
 950     bus_dma_segment_t *segs, int *segp)
 951 {
 952
 953         return (bus_dmamap_load_ma_triv(dmat, map, ma, tlen, ma_offs, flags,
 954             segs, segp));
 955 }
 956
 957 /*
 958  * Utility function to load a linear buffer.  segp contains
 959  * the starting segment on entrance, and the ending segment on exit.
 960  * first indicates if this is the first invocation of this function.
 961  */
 962 int
 963 _bus_dmamap_load_buffer(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, void *buf,
 964     bus_size_t buflen, struct pmap *pmap, int flags, bus_dma_segment_t *segs,
 965     int *segp)
 966 {
 967         bus_size_t sgsize;
 968         bus_addr_t curaddr;
 969         struct sync_list *sl;
 970         vm_offset_t vaddr = (vm_offset_t)buf;
 971         int error = 0;
 972
 973
 974         if (segs == NULL)
 975                 segs = dmat->segments;
 976         if ((flags & BUS_DMA_LOAD_MBUF) != 0)
 977                 map->flags |= DMAMAP_CACHE_ALIGNED;
 978
 979         if ((dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) {
 980                 _bus_dmamap_count_pages(dmat, map, pmap, buf, buflen, flags);
 981                 if (map->pagesneeded != 0) {
 982                         error = _bus_dmamap_reserve_pages(dmat, map, flags);
 983                         if (error)
 984                                 return (error);
 985                 }
 986         }
 987         CTR3(KTR_BUSDMA, "lowaddr= %d boundary= %d, "
 988             "alignment= %d", dmat->lowaddr, dmat->boundary, dmat->alignment);
 989
 990         while (buflen > 0) {
 991                 /*
 992                  * Get the physical address for this segment.
 993                  *
 994                  * XXX Don't support checking for coherent mappings
 995                  * XXX in user address space.
 996                  */
 997                 KASSERT(kernel_pmap == pmap, ("pmap is not kernel pmap"));
 998                 curaddr = pmap_kextract(vaddr);
 999
1000                 /*
1001                  * Compute the segment size, and adjust counts.
1002                  */
1003                 sgsize = PAGE_SIZE - ((u_long)curaddr & PAGE_MASK);
1004                 if (sgsize > dmat->maxsegsz)
1005                         sgsize = dmat->maxsegsz;
1006                 if (buflen < sgsize)
1007                         sgsize = buflen;
1008
1009                 if (((dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) &&
1010                     map->pagesneeded != 0 && run_filter(dmat, curaddr)) {
1011                         curaddr = add_bounce_page(dmat, map, vaddr, curaddr,
1012                             sgsize);
1013                 } else {
1014                         sl = &map->slist[map->sync_count - 1];
1015                         if (map->sync_count == 0 ||
1016                             vaddr != sl->vaddr + sl->datacount) {
1017                                 if (++map->sync_count > dmat->nsegments)
1018                                         goto cleanup;
1019                                 sl++;
1020                                 sl->vaddr = vaddr;
1021                                 sl->datacount = sgsize;
1022                                 sl->busaddr = curaddr;
1023                         } else
1024                                 sl->datacount += sgsize;
1025                 }
1026                 sgsize = _bus_dmamap_addseg(dmat, map, curaddr, sgsize, segs,
1027                     segp);
1028                 if (sgsize == 0)
1029                         break;
1030                 vaddr += sgsize;
1031                 buflen -= sgsize;
1032         }
1033
1034 cleanup:
1035         /*
1036          * Did we fit?
1037          */
1038         if (buflen != 0) {
1039                 bus_dmamap_unload(dmat, map);
1040                 error = EFBIG; /* XXX better return value here? */
1041         }
1042         return (error);
1043 }
1044
1045 void
1046 _bus_dmamap_waitok(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
1047     struct memdesc *mem, bus_dmamap_callback_t *callback, void *callback_arg)
1048 {
1049
1050         KASSERT(dmat != NULL, ("dmatag is NULL"));
1051         KASSERT(map != NULL, ("dmamap is NULL"));
1052         map->mem = *mem;
1053         map->callback = callback;
1054         map->callback_arg = callback_arg;
1055 }
1056
1057 bus_dma_segment_t *
1058 _bus_dmamap_complete(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
1059     bus_dma_segment_t *segs, int nsegs, int error)
1060 {
1061
1062         if (segs == NULL)
1063                 segs = dmat->segments;
1064         return (segs);
1065 }
1066
1067 /*
1068  * Release the mapping held by map.
1069  */
1070 void
1071 bus_dmamap_unload(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map)
1072 {
1073         struct bounce_page *bpage;
1074
1075         while ((bpage = STAILQ_FIRST(&map->bpages)) != NULL) {
1076                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&map->bpages, links);
1077                 free_bounce_page(dmat, bpage);
1078         }
1079         map->sync_count = 0;
1080         return;
1081 }
1082
1083 static void
1084 bus_dmamap_sync_buf(vm_offset_t buf, int len, bus_dmasync_op_t op, int aligned)
1085 {
1086         char tmp_cl[mips_dcache_max_linesize], tmp_clend[mips_dcache_max_linesize];
1087         vm_offset_t buf_cl, buf_clend;
1088         vm_size_t size_cl, size_clend;
1089         int cache_linesize_mask = mips_dcache_max_linesize - 1;
1090
1091         /*
1092          * dcache invalidation operates on cache line aligned addresses
1093          * and could modify areas of memory that share the same cache line
1094          * at the beginning and the ending of the buffer. In order to
1095          * prevent a data loss we save these chunks in temporary buffer
1096          * before invalidation and restore them afer it.
1097          *
1098          * If the aligned flag is set the buffer is either an mbuf or came from
1099          * our allocator caches.  In both cases they are always sized and
1100          * aligned to cacheline boundaries, so we can skip preserving nearby
1101          * data if a transfer appears to overlap cachelines.  An mbuf in
1102          * particular will usually appear to be overlapped because of offsetting
1103          * within the buffer to align the L3 headers, but we know that the bytes
1104          * preceeding that offset are part of the same mbuf memory and are not
1105          * unrelated adjacent data (and a rule of mbuf handling is that the cpu
1106          * is not allowed to touch the mbuf while dma is in progress, including
1107          * header fields).
1108          */
1109         if (aligned) {
1110                 size_cl = 0;
1111                 size_clend = 0;
1112         } else {
1113                 buf_cl = buf & ~cache_linesize_mask;
1114                 size_cl = buf & cache_linesize_mask;
1115                 buf_clend = buf + len;
1116                 size_clend = (mips_dcache_max_linesize -
1117                     (buf_clend & cache_linesize_mask)) & cache_linesize_mask;
1118         }
1119
1120         switch (op) {
1121         case BUS_DMASYNC_POSTREAD | BUS_DMASYNC_POSTWRITE:
1122         case BUS_DMASYNC_POSTREAD:
1123
1124                 /*
1125                  * Save buffers that might be modified by invalidation
1126                  */
1127                 if (size_cl)
1128                         memcpy (tmp_cl, (void*)buf_cl, size_cl);
1129                 if (size_clend)
1130                         memcpy (tmp_clend, (void*)buf_clend, size_clend);
1131                 mips_dcache_inv_range(buf, len);
1132                 /*
1133                  * Restore them
1134                  */
1135                 if (size_cl)
1136                         memcpy ((void*)buf_cl, tmp_cl, size_cl);
1137                 if (size_clend)
1138                         memcpy ((void*)buf_clend, tmp_clend, size_clend);
1139                 /*
1140                  * Copies above have brought corresponding memory
1141                  * cache lines back into dirty state. Write them back
1142                  * out and invalidate affected cache lines again if
1143                  * necessary.
1144                  */
1145                 if (size_cl)
1146                         mips_dcache_wbinv_range(buf_cl, size_cl);
1147                 if (size_clend && (size_cl == 0 ||
1148                     buf_clend - buf_cl > mips_dcache_max_linesize))
1149                         mips_dcache_wbinv_range(buf_clend, size_clend);
1150                 break;
1151
1152         case BUS_DMASYNC_PREREAD|BUS_DMASYNC_PREWRITE:
1153                 mips_dcache_wbinv_range(buf, len);
1154                 break;
1155
1156         case BUS_DMASYNC_PREREAD:
1157                 /*
1158                  * Save buffers that might be modified by invalidation
1159                  */
1160                 if (size_cl)
1161                         memcpy (tmp_cl, (void *)buf_cl, size_cl);
1162                 if (size_clend)
1163                         memcpy (tmp_clend, (void *)buf_clend, size_clend);
1164                 mips_dcache_inv_range(buf, len);
1165                 /*
1166                  * Restore them
1167                  */
1168                 if (size_cl)
1169                         memcpy ((void *)buf_cl, tmp_cl, size_cl);
1170                 if (size_clend)
1171                         memcpy ((void *)buf_clend, tmp_clend, size_clend);
1172                 /*
1173                  * Copies above have brought corresponding memory
1174                  * cache lines back into dirty state. Write them back
1175                  * out and invalidate affected cache lines again if
1176                  * necessary.
1177                  */
1178                 if (size_cl)
1179                         mips_dcache_wbinv_range(buf_cl, size_cl);
1180                 if (size_clend && (size_cl == 0 ||
1181                     buf_clend - buf_cl > mips_dcache_max_linesize))
1182                         mips_dcache_wbinv_range(buf_clend, size_clend);
1183                 break;
1184
1185         case BUS_DMASYNC_PREWRITE:
1186 #ifdef BUS_DMA_FORCE_WBINV
1187                 mips_dcache_wbinv_range(buf, len);
1188 #else
1189                 mips_dcache_wb_range(buf, len);
1190 #endif
1191                 break;
1192         }
1193 }
1194
1195 static void
1196 _bus_dmamap_sync_bp(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, bus_dmasync_op_t op)
1197 {
1198         struct bounce_page *bpage;
1199
1200         STAILQ_FOREACH(bpage, &map->bpages, links) {
1201                 if (op & BUS_DMASYNC_PREWRITE) {
1202                         if (bpage->datavaddr != 0)
1203                                 bcopy((void *)bpage->datavaddr,
1204                                     (void *)(bpage->vaddr_nocache != 0 ?
1205                                              bpage->vaddr_nocache :
1206                                              bpage->vaddr),
1207                                     bpage->datacount);
1208                         else
1209                                 physcopyout(bpage->dataaddr,
1210                                     (void *)(bpage->vaddr_nocache != 0 ?
1211                                              bpage->vaddr_nocache :
1212                                              bpage->vaddr),
1213                                     bpage->datacount);
1214                         if (bpage->vaddr_nocache == 0) {
1215 #ifdef BUS_DMA_FORCE_WBINV
1216                                 mips_dcache_wbinv_range(bpage->vaddr,
1217                                     bpage->datacount);
1218 #else
1219                                 mips_dcache_wb_range(bpage->vaddr,
1220                                     bpage->datacount);
1221 #endif
1222                         }
1223                         dmat->bounce_zone->total_bounced++;
1224                 }
1225                 if (op & BUS_DMASYNC_POSTREAD) {
1226                         if (bpage->vaddr_nocache == 0) {
1227                                 mips_dcache_inv_range(bpage->vaddr,
1228                                     bpage->datacount);
1229                         }
1230                         if (bpage->datavaddr != 0)
1231                                 bcopy((void *)(bpage->vaddr_nocache != 0 ?
1232                                     bpage->vaddr_nocache : bpage->vaddr),
1233                                     (void *)bpage->datavaddr, bpage->datacount);
1234                         else
1235                                 physcopyin((void *)(bpage->vaddr_nocache != 0 ?
1236                                     bpage->vaddr_nocache : bpage->vaddr),
1237                                     bpage->dataaddr, bpage->datacount);
1238                         dmat->bounce_zone->total_bounced++;
1239                 }
1240         }
1241 }
1242
1243 void
1244 bus_dmamap_sync(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, bus_dmasync_op_t op)
1245 {
1246         struct sync_list *sl, *end;
1247         int aligned;
1248
1249         if (op == BUS_DMASYNC_POSTWRITE)
1250                 return;
1251         if (STAILQ_FIRST(&map->bpages))
1252                 _bus_dmamap_sync_bp(dmat, map, op);
1253
1254         if ((dmat->flags & BUS_DMA_COHERENT) ||
1255             (map->flags & DMAMAP_UNCACHEABLE)) {
1256                 if (op & BUS_DMASYNC_PREWRITE)
1257                         mips_sync();
1258                 return;
1259         }
1260
1261         aligned = (map->flags & DMAMAP_CACHE_ALIGNED) ? 1 : 0;
1262
1263         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: op %x flags %x", __func__, op, map->flags);
1264         if (map->sync_count) {
1265                 end = &map->slist[map->sync_count];
1266                 for (sl = &map->slist[0]; sl != end; sl++)
1267                         bus_dmamap_sync_buf(sl->vaddr, sl->datacount, op,
1268                             aligned);
1269         }
1270 }
1271
1272 static void
1273 init_bounce_pages(void *dummy __unused)
1274 {
1275
1276         total_bpages = 0;
1277         STAILQ_INIT(&bounce_zone_list);
1278         STAILQ_INIT(&bounce_map_waitinglist);
1279         STAILQ_INIT(&bounce_map_callbacklist);
1280         mtx_init(&bounce_lock, "bounce pages lock", NULL, MTX_DEF);
1281 }
1282 SYSINIT(bpages, SI_SUB_LOCK, SI_ORDER_ANY, init_bounce_pages, NULL);
1283
1284 static struct sysctl_ctx_list *
1285 busdma_sysctl_tree(struct bounce_zone *bz)
1286 {
1287         return (&bz->sysctl_tree);
1288 }
1289
1290 static struct sysctl_oid *
1291 busdma_sysctl_tree_top(struct bounce_zone *bz)
1292 {
1293         return (bz->sysctl_tree_top);
1294 }
1295
1296 static int
1297 alloc_bounce_zone(bus_dma_tag_t dmat)
1298 {
1299         struct bounce_zone *bz;
1300
1301         /* Check to see if we already have a suitable zone */
1302         STAILQ_FOREACH(bz, &bounce_zone_list, links) {
1303                 if ((dmat->alignment <= bz->alignment)
1304                  && (dmat->lowaddr >= bz->lowaddr)) {
1305                         dmat->bounce_zone = bz;
1306                         return (0);
1307                 }
1308         }
1309
1310         if ((bz = (struct bounce_zone *)malloc(sizeof(*bz), M_BUSDMA,
1311             M_NOWAIT | M_ZERO)) == NULL)
1312                 return (ENOMEM);
1313
1314         STAILQ_INIT(&bz->bounce_page_list);
1315         bz->free_bpages = 0;
1316         bz->reserved_bpages = 0;
1317         bz->active_bpages = 0;
1318         bz->lowaddr = dmat->lowaddr;
1319         bz->alignment = MAX(dmat->alignment, PAGE_SIZE);
1320         bz->map_count = 0;
1321         snprintf(bz->zoneid, 8, "zone%d", busdma_zonecount);
1322         busdma_zonecount++;
1323         snprintf(bz->lowaddrid, 18, "%#jx", (uintmax_t)bz->lowaddr);
1324         STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_zone_list, bz, links);
1325         dmat->bounce_zone = bz;
1326
1327         sysctl_ctx_init(&bz->sysctl_tree);
1328         bz->sysctl_tree_top = SYSCTL_ADD_NODE(&bz->sysctl_tree,
1329             SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_hw_busdma), OID_AUTO, bz->zoneid,
1330             CTLFLAG_RD, 0, "");
1331         if (bz->sysctl_tree_top == NULL) {
1332                 sysctl_ctx_free(&bz->sysctl_tree);
1333                 return (0);     /* XXX error code? */
1334         }
1335
1336         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1337             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1338             "total_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->total_bpages, 0,
1339             "Total bounce pages");
1340         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1341             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1342             "free_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->free_bpages, 0,
1343             "Free bounce pages");
1344         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1345             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1346             "reserved_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->reserved_bpages, 0,
1347             "Reserved bounce pages");
1348         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1349             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1350             "active_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->active_bpages, 0,
1351             "Active bounce pages");
1352         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1353             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1354             "total_bounced", CTLFLAG_RD, &bz->total_bounced, 0,
1355             "Total bounce requests");
1356         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1357             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1358             "total_deferred", CTLFLAG_RD, &bz->total_deferred, 0,
1359             "Total bounce requests that were deferred");
1360         SYSCTL_ADD_STRING(busdma_sysctl_tree(bz),
1361             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1362             "lowaddr", CTLFLAG_RD, bz->lowaddrid, 0, "");
1363         SYSCTL_ADD_UAUTO(busdma_sysctl_tree(bz),
1364             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1365             "alignment", CTLFLAG_RD, &bz->alignment, "");
1366
1367         return (0);
1368 }
1369
1370 static int
1371 alloc_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, u_int numpages)
1372 {
1373         struct bounce_zone *bz;
1374         int count;
1375
1376         bz = dmat->bounce_zone;
1377         count = 0;
1378         while (numpages > 0) {
1379                 struct bounce_page *bpage;
1380
1381                 bpage = (struct bounce_page *)malloc(sizeof(*bpage), M_BUSDMA,
1382                                                      M_NOWAIT | M_ZERO);
1383
1384                 if (bpage == NULL)
1385                         break;
1386                 bpage->vaddr = (vm_offset_t)contigmalloc(PAGE_SIZE, M_BOUNCE,
1387                                                          M_NOWAIT, 0ul,
1388                                                          bz->lowaddr,
1389                                                          PAGE_SIZE,
1390                                                          0);
1391                 if (bpage->vaddr == 0) {
1392                         free(bpage, M_BUSDMA);
1393                         break;
1394                 }
1395                 bpage->busaddr = pmap_kextract(bpage->vaddr);
1396                 bpage->vaddr_nocache =
1397                     (vm_offset_t)pmap_mapdev(bpage->busaddr, PAGE_SIZE);
1398                 mtx_lock(&bounce_lock);
1399                 STAILQ_INSERT_TAIL(&bz->bounce_page_list, bpage, links);
1400                 total_bpages++;
1401                 bz->total_bpages++;
1402                 bz->free_bpages++;
1403                 mtx_unlock(&bounce_lock);
1404                 count++;
1405                 numpages--;
1406         }
1407         return (count);
1408 }
1409
1410 static int
1411 reserve_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, int commit)
1412 {
1413         struct bounce_zone *bz;
1414         int pages;
1415
1416         mtx_assert(&bounce_lock, MA_OWNED);
1417         bz = dmat->bounce_zone;
1418         pages = MIN(bz->free_bpages, map->pagesneeded - map->pagesreserved);
1419         if (commit == 0 && map->pagesneeded > (map->pagesreserved + pages))
1420                 return (map->pagesneeded - (map->pagesreserved + pages));
1421         bz->free_bpages -= pages;
1422         bz->reserved_bpages += pages;
1423         map->pagesreserved += pages;
1424         pages = map->pagesneeded - map->pagesreserved;
1425
1426         return (pages);
1427 }
1428
1429 static bus_addr_t
1430 add_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, vm_offset_t vaddr,
1431                 bus_addr_t addr, bus_size_t size)
1432 {
1433         struct bounce_zone *bz;
1434         struct bounce_page *bpage;
1435
1436         KASSERT(dmat->bounce_zone != NULL, ("no bounce zone in dma tag"));
1437         KASSERT(map != NULL, ("add_bounce_page: bad map %p", map));
1438
1439         bz = dmat->bounce_zone;
1440         if (map->pagesneeded == 0)
1441                 panic("add_bounce_page: map doesn't need any pages");
1442         map->pagesneeded--;
1443
1444         if (map->pagesreserved == 0)
1445                 panic("add_bounce_page: map doesn't need any pages");
1446         map->pagesreserved--;
1447
1448         mtx_lock(&bounce_lock);
1449         bpage = STAILQ_FIRST(&bz->bounce_page_list);
1450         if (bpage == NULL)
1451                 panic("add_bounce_page: free page list is empty");
1452
1453         STAILQ_REMOVE_HEAD(&bz->bounce_page_list, links);
1454         bz->reserved_bpages--;
1455         bz->active_bpages++;
1456         mtx_unlock(&bounce_lock);
1457
1458         if (dmat->flags & BUS_DMA_KEEP_PG_OFFSET) {
1459                 /* Page offset needs to be preserved. */
1460                 bpage->vaddr |= addr & PAGE_MASK;
1461                 bpage->busaddr |= addr & PAGE_MASK;
1462         }
1463         bpage->datavaddr = vaddr;
1464         bpage->dataaddr = addr;
1465         bpage->datacount = size;
1466         STAILQ_INSERT_TAIL(&(map->bpages), bpage, links);
1467         return (bpage->busaddr);
1468 }
1469
1470 static void
1471 free_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, struct bounce_page *bpage)
1472 {
1473         struct bus_dmamap *map;
1474         struct bounce_zone *bz;
1475
1476         bz = dmat->bounce_zone;
1477         bpage->datavaddr = 0;
1478         bpage->datacount = 0;
1479         if (dmat->flags & BUS_DMA_KEEP_PG_OFFSET) {
1480                 /*
1481                  * Reset the bounce page to start at offset 0.  Other uses
1482                  * of this bounce page may need to store a full page of
1483                  * data and/or assume it starts on a page boundary.
1484                  */
1485                 bpage->vaddr &= ~PAGE_MASK;
1486                 bpage->busaddr &= ~PAGE_MASK;
1487         }
1488
1489         mtx_lock(&bounce_lock);
1490         STAILQ_INSERT_HEAD(&bz->bounce_page_list, bpage, links);
1491         bz->free_bpages++;
1492         bz->active_bpages--;
1493         if ((map = STAILQ_FIRST(&bounce_map_waitinglist)) != NULL) {
1494                 if (reserve_bounce_pages(map->dmat, map, 1) == 0) {
1495                         STAILQ_REMOVE_HEAD(&bounce_map_waitinglist, links);
1496                         STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_map_callbacklist,
1497                                            map, links);
1498                         busdma_swi_pending = 1;
1499                         bz->total_deferred++;
1500                         swi_sched(vm_ih, 0);
1501                 }
1502         }
1503         mtx_unlock(&bounce_lock);
1504 }
1505
1506 void
1507 busdma_swi(void)
1508 {
1509         bus_dma_tag_t dmat;
1510         struct bus_dmamap *map;
1511
1512         mtx_lock(&bounce_lock);
1513         while ((map = STAILQ_FIRST(&bounce_map_callbacklist)) != NULL) {
1514                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&bounce_map_callbacklist, links);
1515                 mtx_unlock(&bounce_lock);
1516                 dmat = map->dmat;
1517                 (dmat->lockfunc)(dmat->lockfuncarg, BUS_DMA_LOCK);
1518                 bus_dmamap_load_mem(map->dmat, map, &map->mem, map->callback,
1519                     map->callback_arg, BUS_DMA_WAITOK);
1520                 (dmat->lockfunc)(dmat->lockfuncarg, BUS_DMA_UNLOCK);
1521                 mtx_lock(&bounce_lock);
1522         }
1523         mtx_unlock(&bounce_lock);
1524 }