]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/powerpc/powerpc/busdma_machdep.c
MFV r323678: file 5.32
[FreeBSD/FreeBSD.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/memdesc.h>
44 #include <sys/mutex.h>
45 #include <sys/sysctl.h>
46 #include <sys/uio.h>
47
48 #include <vm/vm.h>
49 #include <vm/vm_extern.h>
50 #include <vm/vm_kern.h>
51 #include <vm/vm_page.h>
52 #include <vm/vm_map.h>
53
54 #include <machine/atomic.h>
55 #include <machine/bus.h>
56 #include <machine/cpufunc.h>
57 #include <machine/md_var.h>
58
59 #include "iommu_if.h"
60
61 #define MAX_BPAGES MIN(8192, physmem/40)
62
63 struct bounce_zone;
64
65 struct bus_dma_tag {
66         bus_dma_tag_t     parent;
67         bus_size_t        alignment;
68         bus_addr_t        boundary;
69         bus_addr_t        lowaddr;
70         bus_addr_t        highaddr;
71         bus_dma_filter_t *filter;
72         void             *filterarg;
73         bus_size_t        maxsize;
74         u_int             nsegments;
75         bus_size_t        maxsegsz;
76         int               flags;
77         int               ref_count;
78         int               map_count;
79         bus_dma_lock_t   *lockfunc;
80         void             *lockfuncarg;
81         struct bounce_zone *bounce_zone;
82         device_t          iommu;
83         void             *iommu_cookie;
84 };
85
86 struct bounce_page {
87         vm_offset_t     vaddr;          /* kva of bounce buffer */
88         bus_addr_t      busaddr;        /* Physical address */
89         vm_offset_t     datavaddr;      /* kva of client data */
90         vm_page_t       datapage;       /* physical page of client data */
91         vm_offset_t     dataoffs;       /* page offset of client data */
92         bus_size_t      datacount;      /* client data count */
93         STAILQ_ENTRY(bounce_page) links;
94 };
95
96 int busdma_swi_pending;
97
98 struct bounce_zone {
99         STAILQ_ENTRY(bounce_zone) links;
100         STAILQ_HEAD(bp_list, bounce_page) bounce_page_list;
101         int             total_bpages;
102         int             free_bpages;
103         int             reserved_bpages;
104         int             active_bpages;
105         int             total_bounced;
106         int             total_deferred;
107         int             map_count;
108         bus_size_t      alignment;
109         bus_addr_t      lowaddr;
110         char            zoneid[8];
111         char            lowaddrid[20];
112         struct sysctl_ctx_list sysctl_tree;
113         struct sysctl_oid *sysctl_tree_top;
114 };
115
116 static struct mtx bounce_lock;
117 static int total_bpages;
118 static int busdma_zonecount;
119 static STAILQ_HEAD(, bounce_zone) bounce_zone_list;
120
121 static SYSCTL_NODE(_hw, OID_AUTO, busdma, CTLFLAG_RD, 0, "Busdma parameters");
122 SYSCTL_INT(_hw_busdma, OID_AUTO, total_bpages, CTLFLAG_RD, &total_bpages, 0,
123            "Total bounce pages");
124
125 struct bus_dmamap {
126         struct bp_list         bpages;
127         int                    pagesneeded;
128         int                    pagesreserved;
129         bus_dma_tag_t          dmat;
130         struct memdesc         mem;
131         bus_dma_segment_t     *segments;
132         int                    nsegs;
133         bus_dmamap_callback_t *callback;
134         void                  *callback_arg;
135         STAILQ_ENTRY(bus_dmamap) links;
136         int                    contigalloc;
137 };
138
139 static STAILQ_HEAD(, bus_dmamap) bounce_map_waitinglist;
140 static STAILQ_HEAD(, bus_dmamap) bounce_map_callbacklist;
141
142 static void init_bounce_pages(void *dummy);
143 static int alloc_bounce_zone(bus_dma_tag_t dmat);
144 static int alloc_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, u_int numpages);
145 static int reserve_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
146                                 int commit);
147 static bus_addr_t add_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
148                                   vm_offset_t vaddr, bus_addr_t addr,
149                                   bus_size_t size);
150 static void free_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, struct bounce_page *bpage);
151 static __inline int run_filter(bus_dma_tag_t dmat, bus_addr_t paddr);
152
153 /*
154  * Return true if a match is made.
155  *
156  * To find a match walk the chain of bus_dma_tag_t's looking for 'paddr'.
157  *
158  * If paddr is within the bounds of the dma tag then call the filter callback
159  * to check for a match, if there is no filter callback then assume a match.
160  */
161 static __inline int
162 run_filter(bus_dma_tag_t dmat, bus_addr_t paddr)
163 {
164         int retval;
165
166         retval = 0;
167
168         do {
169                 if (dmat->filter == NULL && dmat->iommu == NULL &&
170                     paddr > dmat->lowaddr && paddr <= dmat->highaddr)
171                         retval = 1;
172                 if (dmat->filter == NULL &&
173                     (paddr & (dmat->alignment - 1)) != 0)
174                         retval = 1;
175                 if (dmat->filter != NULL &&
176                     (*dmat->filter)(dmat->filterarg, paddr) != 0)
177                         retval = 1;
178
179                 dmat = dmat->parent;            
180         } while (retval == 0 && dmat != NULL);
181         return (retval);
182 }
183
184 /*
185  * Convenience function for manipulating driver locks from busdma (during
186  * busdma_swi, for example).  Drivers that don't provide their own locks
187  * should specify &Giant to dmat->lockfuncarg.  Drivers that use their own
188  * non-mutex locking scheme don't have to use this at all.
189  */
190 void
191 busdma_lock_mutex(void *arg, bus_dma_lock_op_t op)
192 {
193         struct mtx *dmtx;
194
195         dmtx = (struct mtx *)arg;
196         switch (op) {
197         case BUS_DMA_LOCK:
198                 mtx_lock(dmtx);
199                 break;
200         case BUS_DMA_UNLOCK:
201                 mtx_unlock(dmtx);
202                 break;
203         default:
204                 panic("Unknown operation 0x%x for busdma_lock_mutex!", op);
205         }
206 }
207
208 /*
209  * dflt_lock should never get called.  It gets put into the dma tag when
210  * lockfunc == NULL, which is only valid if the maps that are associated
211  * with the tag are meant to never be defered.
212  * XXX Should have a way to identify which driver is responsible here.
213  */
214 static void
215 dflt_lock(void *arg, bus_dma_lock_op_t op)
216 {
217         panic("driver error: busdma dflt_lock called");
218 }
219
220 #define BUS_DMA_COULD_BOUNCE    BUS_DMA_BUS3
221 #define BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP  BUS_DMA_BUS4
222 /*
223  * Allocate a device specific dma_tag.
224  */
225 int
226 bus_dma_tag_create(bus_dma_tag_t parent, bus_size_t alignment,
227                    bus_addr_t boundary, bus_addr_t lowaddr,
228                    bus_addr_t highaddr, bus_dma_filter_t *filter,
229                    void *filterarg, bus_size_t maxsize, int nsegments,
230                    bus_size_t maxsegsz, int flags, bus_dma_lock_t *lockfunc,
231                    void *lockfuncarg, bus_dma_tag_t *dmat)
232 {
233         bus_dma_tag_t newtag;
234         int error = 0;
235
236         /* Basic sanity checking */
237         if (boundary != 0 && boundary < maxsegsz)
238                 maxsegsz = boundary;
239
240         if (maxsegsz == 0) {
241                 return (EINVAL);
242         }
243
244         /* Return a NULL tag on failure */
245         *dmat = NULL;
246
247         newtag = (bus_dma_tag_t)malloc(sizeof(*newtag), M_DEVBUF,
248             M_ZERO | M_NOWAIT);
249         if (newtag == NULL) {
250                 CTR4(KTR_BUSDMA, "%s returned tag %p tag flags 0x%x error %d",
251                     __func__, newtag, 0, error);
252                 return (ENOMEM);
253         }
254
255         newtag->parent = parent;
256         newtag->alignment = alignment;
257         newtag->boundary = boundary;
258         newtag->lowaddr = trunc_page((vm_paddr_t)lowaddr) + (PAGE_SIZE - 1);
259         newtag->highaddr = trunc_page((vm_paddr_t)highaddr) + (PAGE_SIZE - 1);
260         newtag->filter = filter;
261         newtag->filterarg = filterarg;
262         newtag->maxsize = maxsize;
263         newtag->nsegments = nsegments;
264         newtag->maxsegsz = maxsegsz;
265         newtag->flags = flags;
266         newtag->ref_count = 1; /* Count ourself */
267         newtag->map_count = 0;
268         if (lockfunc != NULL) {
269                 newtag->lockfunc = lockfunc;
270                 newtag->lockfuncarg = lockfuncarg;
271         } else {
272                 newtag->lockfunc = dflt_lock;
273                 newtag->lockfuncarg = NULL;
274         }
275
276         /* Take into account any restrictions imposed by our parent tag */
277         if (parent != NULL) {
278                 newtag->lowaddr = MIN(parent->lowaddr, newtag->lowaddr);
279                 newtag->highaddr = MAX(parent->highaddr, newtag->highaddr);
280                 if (newtag->boundary == 0)
281                         newtag->boundary = parent->boundary;
282                 else if (parent->boundary != 0)
283                         newtag->boundary = MIN(parent->boundary,
284                                                newtag->boundary);
285                 if (newtag->filter == NULL) {
286                         /*
287                          * Short circuit looking at our parent directly
288                          * since we have encapsulated all of its information
289                          */
290                         newtag->filter = parent->filter;
291                         newtag->filterarg = parent->filterarg;
292                         newtag->parent = parent->parent;
293                 }
294                 if (newtag->parent != NULL)
295                         atomic_add_int(&parent->ref_count, 1);
296                 newtag->iommu = parent->iommu;
297                 newtag->iommu_cookie = parent->iommu_cookie;
298         }
299
300         if (newtag->lowaddr < ptoa((vm_paddr_t)Maxmem) && newtag->iommu == NULL)
301                 newtag->flags |= BUS_DMA_COULD_BOUNCE;
302
303         if (newtag->alignment > 1)
304                 newtag->flags |= BUS_DMA_COULD_BOUNCE;
305
306         if (((newtag->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) &&
307             (flags & BUS_DMA_ALLOCNOW) != 0) {
308                 struct bounce_zone *bz;
309
310                 /* Must bounce */
311
312                 if ((error = alloc_bounce_zone(newtag)) != 0) {
313                         free(newtag, M_DEVBUF);
314                         return (error);
315                 }
316                 bz = newtag->bounce_zone;
317
318                 if (ptoa(bz->total_bpages) < maxsize) {
319                         int pages;
320
321                         pages = atop(maxsize) - bz->total_bpages;
322
323                         /* Add pages to our bounce pool */
324                         if (alloc_bounce_pages(newtag, pages) < pages)
325                                 error = ENOMEM;
326                 }
327                 /* Performed initial allocation */
328                 newtag->flags |= BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP;
329         }
330         
331         if (error != 0) {
332                 free(newtag, M_DEVBUF);
333         } else {
334                 *dmat = newtag;
335         }
336         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s returned tag %p tag flags 0x%x error %d",
337             __func__, newtag, (newtag != NULL ? newtag->flags : 0), error);
338         return (error);
339 }
340
341 int
342 bus_dma_tag_destroy(bus_dma_tag_t dmat)
343 {
344         bus_dma_tag_t dmat_copy;
345         int error;
346
347         error = 0;
348         dmat_copy = dmat;
349
350         if (dmat != NULL) {
351
352                 if (dmat->map_count != 0) {
353                         error = EBUSY;
354                         goto out;
355                 }
356
357                 while (dmat != NULL) {
358                         bus_dma_tag_t parent;
359
360                         parent = dmat->parent;
361                         atomic_subtract_int(&dmat->ref_count, 1);
362                         if (dmat->ref_count == 0) {
363                                 free(dmat, M_DEVBUF);
364                                 /*
365                                  * Last reference count, so
366                                  * release our reference
367                                  * count on our parent.
368                                  */
369                                 dmat = parent;
370                         } else
371                                 dmat = NULL;
372                 }
373         }
374 out:
375         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s tag %p error %d", __func__, dmat_copy, error);
376         return (error);
377 }
378
379 /*
380  * Allocate a handle for mapping from kva/uva/physical
381  * address space into bus device space.
382  */
383 int
384 bus_dmamap_create(bus_dma_tag_t dmat, int flags, bus_dmamap_t *mapp)
385 {
386         int error;
387
388         error = 0;
389
390         *mapp = (bus_dmamap_t)malloc(sizeof(**mapp), M_DEVBUF,
391                                      M_NOWAIT | M_ZERO);
392         if (*mapp == NULL) {
393                 CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error %d",
394                     __func__, dmat, ENOMEM);
395                 return (ENOMEM);
396         }
397
398
399         /*
400          * Bouncing might be required if the driver asks for an active
401          * exclusion region, a data alignment that is stricter than 1, and/or
402          * an active address boundary.
403          */
404         if (dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) {
405
406                 /* Must bounce */
407                 struct bounce_zone *bz;
408                 int maxpages;
409
410                 if (dmat->bounce_zone == NULL) {
411                         if ((error = alloc_bounce_zone(dmat)) != 0)
412                                 return (error);
413                 }
414                 bz = dmat->bounce_zone;
415
416                 /* Initialize the new map */
417                 STAILQ_INIT(&((*mapp)->bpages));
418
419                 /*
420                  * Attempt to add pages to our pool on a per-instance
421                  * basis up to a sane limit.
422                  */
423                 if (dmat->alignment > 1)
424                         maxpages = MAX_BPAGES;
425                 else
426                         maxpages = MIN(MAX_BPAGES, Maxmem -atop(dmat->lowaddr));
427                 if ((dmat->flags & BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP) == 0
428                  || (bz->map_count > 0 && bz->total_bpages < maxpages)) {
429                         int pages;
430
431                         pages = MAX(atop(dmat->maxsize), 1);
432                         pages = MIN(maxpages - bz->total_bpages, pages);
433                         pages = MAX(pages, 1);
434                         if (alloc_bounce_pages(dmat, pages) < pages)
435                                 error = ENOMEM;
436
437                         if ((dmat->flags & BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP) == 0) {
438                                 if (error == 0)
439                                         dmat->flags |= BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP;
440                         } else {
441                                 error = 0;
442                         }
443                 }
444                 bz->map_count++;
445         }
446
447         (*mapp)->nsegs = 0;
448         (*mapp)->segments = (bus_dma_segment_t *)malloc(
449             sizeof(bus_dma_segment_t) * dmat->nsegments, M_DEVBUF,
450             M_NOWAIT);
451         if ((*mapp)->segments == NULL) {
452                 CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error %d",
453                     __func__, dmat, ENOMEM);
454                 return (ENOMEM);
455         }
456
457         if (error == 0)
458                 dmat->map_count++;
459         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
460             __func__, dmat, dmat->flags, error);
461         return (error);
462 }
463
464 /*
465  * Destroy a handle for mapping from kva/uva/physical
466  * address space into bus device space.
467  */
468 int
469 bus_dmamap_destroy(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map)
470 {
471         if (dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) {
472                 if (STAILQ_FIRST(&map->bpages) != NULL) {
473                         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error %d",
474                             __func__, dmat, EBUSY);
475                         return (EBUSY);
476                 }
477                 if (dmat->bounce_zone)
478                         dmat->bounce_zone->map_count--;
479         }
480         free(map->segments, M_DEVBUF);
481         free(map, M_DEVBUF);
482         dmat->map_count--;
483         CTR2(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error 0", __func__, dmat);
484         return (0);
485 }
486
487
488 /*
489  * Allocate a piece of memory that can be efficiently mapped into
490  * bus device space based on the constraints lited in the dma tag.
491  * A dmamap to for use with dmamap_load is also allocated.
492  */
493 int
494 bus_dmamem_alloc(bus_dma_tag_t dmat, void** vaddr, int flags,
495                  bus_dmamap_t *mapp)
496 {
497         vm_memattr_t attr;
498         int mflags;
499
500         if (flags & BUS_DMA_NOWAIT)
501                 mflags = M_NOWAIT;
502         else
503                 mflags = M_WAITOK;
504
505         bus_dmamap_create(dmat, flags, mapp);
506
507         if (flags & BUS_DMA_ZERO)
508                 mflags |= M_ZERO;
509 #ifdef NOTYET
510         if (flags & BUS_DMA_NOCACHE)
511                 attr = VM_MEMATTR_UNCACHEABLE;
512         else
513 #endif
514                 attr = VM_MEMATTR_DEFAULT;
515
516         /* 
517          * XXX:
518          * (dmat->alignment <= dmat->maxsize) is just a quick hack; the exact
519          * alignment guarantees of malloc need to be nailed down, and the
520          * code below should be rewritten to take that into account.
521          *
522          * In the meantime, we'll warn the user if malloc gets it wrong.
523          */
524         if ((dmat->maxsize <= PAGE_SIZE) &&
525            (dmat->alignment <= dmat->maxsize) &&
526             dmat->lowaddr >= ptoa((vm_paddr_t)Maxmem) &&
527             attr == VM_MEMATTR_DEFAULT) {
528                 *vaddr = malloc(dmat->maxsize, M_DEVBUF, mflags);
529         } else {
530                 /*
531                  * XXX Use Contigmalloc until it is merged into this facility
532                  *     and handles multi-seg allocations.  Nobody is doing
533                  *     multi-seg allocations yet though.
534                  * XXX Certain AGP hardware does.
535                  */
536                 *vaddr = (void *)kmem_alloc_contig(kmem_arena, dmat->maxsize,
537                     mflags, 0ul, dmat->lowaddr, dmat->alignment ?
538                     dmat->alignment : 1ul, dmat->boundary, attr);
539                 (*mapp)->contigalloc = 1;
540         }
541         if (*vaddr == NULL) {
542                 CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
543                     __func__, dmat, dmat->flags, ENOMEM);
544                 return (ENOMEM);
545         } else if (vtophys(*vaddr) & (dmat->alignment - 1)) {
546                 printf("bus_dmamem_alloc failed to align memory properly.\n");
547         }
548         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
549             __func__, dmat, dmat->flags, 0);
550         return (0);
551 }
552
553 /*
554  * Free a piece of memory and it's allociated dmamap, that was allocated
555  * via bus_dmamem_alloc.  Make the same choice for free/contigfree.
556  */
557 void
558 bus_dmamem_free(bus_dma_tag_t dmat, void *vaddr, bus_dmamap_t map)
559 {
560
561         if (!map->contigalloc)
562                 free(vaddr, M_DEVBUF);
563         else
564                 kmem_free(kmem_arena, (vm_offset_t)vaddr, dmat->maxsize);
565         bus_dmamap_destroy(dmat, map);
566         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p flags 0x%x", __func__, dmat, dmat->flags);
567 }
568
569 static void
570 _bus_dmamap_count_phys(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, vm_paddr_t buf,
571     bus_size_t buflen, int flags)
572 {
573         bus_addr_t curaddr;
574         bus_size_t sgsize;
575
576         if (map->pagesneeded == 0) {
577                 CTR4(KTR_BUSDMA, "lowaddr= %d Maxmem= %d, boundary= %d, "
578                     "alignment= %d", dmat->lowaddr, ptoa((vm_paddr_t)Maxmem),
579                     dmat->boundary, dmat->alignment);
580                 CTR2(KTR_BUSDMA, "map= %p, pagesneeded= %d", map, map->pagesneeded);
581                 /*
582                  * Count the number of bounce pages
583                  * needed in order to complete this transfer
584                  */
585                 curaddr = buf;
586                 while (buflen != 0) {
587                         sgsize = MIN(buflen, dmat->maxsegsz);
588                         if (run_filter(dmat, curaddr) != 0) {
589                                 sgsize = MIN(sgsize,
590                                     PAGE_SIZE - (curaddr & PAGE_MASK));
591                                 map->pagesneeded++;
592                         }
593                         curaddr += sgsize;
594                         buflen -= sgsize;
595                 }
596                 CTR1(KTR_BUSDMA, "pagesneeded= %d\n", map->pagesneeded);
597         }
598 }
599
600 static void
601 _bus_dmamap_count_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, pmap_t pmap,
602     void *buf, bus_size_t buflen, int flags)
603 {
604         vm_offset_t vaddr;
605         vm_offset_t vendaddr;
606         bus_addr_t paddr;
607
608         if (map->pagesneeded == 0) {
609                 CTR4(KTR_BUSDMA, "lowaddr= %d Maxmem= %d, boundary= %d, "
610                     "alignment= %d", dmat->lowaddr, ptoa((vm_paddr_t)Maxmem),
611                     dmat->boundary, dmat->alignment);
612                 CTR2(KTR_BUSDMA, "map= %p, pagesneeded= %d", map, map->pagesneeded);
613                 /*
614                  * Count the number of bounce pages
615                  * needed in order to complete this transfer
616                  */
617                 vaddr = (vm_offset_t)buf;
618                 vendaddr = (vm_offset_t)buf + buflen;
619
620                 while (vaddr < vendaddr) {
621                         bus_size_t sg_len;
622
623                         sg_len = PAGE_SIZE - ((vm_offset_t)vaddr & PAGE_MASK);
624                         if (pmap == kernel_pmap)
625                                 paddr = pmap_kextract(vaddr);
626                         else
627                                 paddr = pmap_extract(pmap, vaddr);
628                         if (run_filter(dmat, paddr) != 0) {
629                                 sg_len = roundup2(sg_len, dmat->alignment);
630                                 map->pagesneeded++;
631                         }
632                         vaddr += sg_len;
633                 }
634                 CTR1(KTR_BUSDMA, "pagesneeded= %d\n", map->pagesneeded);
635         }
636 }
637
638 static int
639 _bus_dmamap_reserve_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, int flags)
640 {
641
642         /* Reserve Necessary Bounce Pages */
643         mtx_lock(&bounce_lock);
644         if (flags & BUS_DMA_NOWAIT) {
645                 if (reserve_bounce_pages(dmat, map, 0) != 0) {
646                         mtx_unlock(&bounce_lock);
647                         return (ENOMEM);
648                 }
649         } else {
650                 if (reserve_bounce_pages(dmat, map, 1) != 0) {
651                         /* Queue us for resources */
652                         STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_map_waitinglist,
653                             map, links);
654                         mtx_unlock(&bounce_lock);
655                         return (EINPROGRESS);
656                 }
657         }
658         mtx_unlock(&bounce_lock);
659
660         return (0);
661 }
662
663 /*
664  * Add a single contiguous physical range to the segment list.
665  */
666 static int
667 _bus_dmamap_addseg(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, bus_addr_t curaddr,
668                    bus_size_t sgsize, bus_dma_segment_t *segs, int *segp)
669 {
670         bus_addr_t baddr, bmask;
671         int seg;
672
673         /*
674          * Make sure we don't cross any boundaries.
675          */
676         bmask = ~(dmat->boundary - 1);
677         if (dmat->boundary > 0) {
678                 baddr = (curaddr + dmat->boundary) & bmask;
679                 if (sgsize > (baddr - curaddr))
680                         sgsize = (baddr - curaddr);
681         }
682
683         /*
684          * Insert chunk into a segment, coalescing with
685          * previous segment if possible.
686          */
687         seg = *segp;
688         if (seg == -1) {
689                 seg = 0;
690                 segs[seg].ds_addr = curaddr;
691                 segs[seg].ds_len = sgsize;
692         } else {
693                 if (curaddr == segs[seg].ds_addr + segs[seg].ds_len &&
694                     (segs[seg].ds_len + sgsize) <= dmat->maxsegsz &&
695                     (dmat->boundary == 0 ||
696                      (segs[seg].ds_addr & bmask) == (curaddr & bmask)))
697                         segs[seg].ds_len += sgsize;
698                 else {
699                         if (++seg >= dmat->nsegments)
700                                 return (0);
701                         segs[seg].ds_addr = curaddr;
702                         segs[seg].ds_len = sgsize;
703                 }
704         }
705         *segp = seg;
706         return (sgsize);
707 }
708
709 /*
710  * Utility function to load a physical buffer.  segp contains
711  * the starting segment on entrace, and the ending segment on exit.
712  */
713 int
714 _bus_dmamap_load_phys(bus_dma_tag_t dmat,
715                       bus_dmamap_t map,
716                       vm_paddr_t buf, bus_size_t buflen,
717                       int flags,
718                       bus_dma_segment_t *segs,
719                       int *segp)
720 {
721         bus_addr_t curaddr;
722         bus_size_t sgsize;
723         int error;
724
725         if (segs == NULL)
726                 segs = map->segments;
727
728         if ((dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) {
729                 _bus_dmamap_count_phys(dmat, map, buf, buflen, flags);
730                 if (map->pagesneeded != 0) {
731                         error = _bus_dmamap_reserve_pages(dmat, map, flags);
732                         if (error)
733                                 return (error);
734                 }
735         }
736
737         while (buflen > 0) {
738                 curaddr = buf;
739                 sgsize = MIN(buflen, dmat->maxsegsz);
740                 if (map->pagesneeded != 0 && run_filter(dmat, curaddr)) {
741                         sgsize = MIN(sgsize, PAGE_SIZE - (curaddr & PAGE_MASK));
742                         curaddr = add_bounce_page(dmat, map, 0, curaddr,
743                             sgsize);
744                 }
745                 sgsize = _bus_dmamap_addseg(dmat, map, curaddr, sgsize, segs,
746                     segp);
747                 if (sgsize == 0)
748                         break;
749                 buf += sgsize;
750                 buflen -= sgsize;
751         }
752
753         /*
754          * Did we fit?
755          */
756         return (buflen != 0 ? EFBIG : 0); /* XXX better return value here? */
757 }
758
759 int
760 _bus_dmamap_load_ma(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
761     struct vm_page **ma, bus_size_t tlen, int ma_offs, int flags,
762     bus_dma_segment_t *segs, int *segp)
763 {
764
765         return (bus_dmamap_load_ma_triv(dmat, map, ma, tlen, ma_offs, flags,
766             segs, segp));
767 }
768
769 /*
770  * Utility function to load a linear buffer.  segp contains
771  * the starting segment on entrance, and the ending segment on exit.
772  */
773 int
774 _bus_dmamap_load_buffer(bus_dma_tag_t dmat,
775                         bus_dmamap_t map,
776                         void *buf, bus_size_t buflen,
777                         pmap_t pmap,
778                         int flags,
779                         bus_dma_segment_t *segs,
780                         int *segp)
781 {
782         bus_size_t sgsize;
783         bus_addr_t curaddr;
784         vm_offset_t kvaddr, vaddr;
785         int error;
786
787         if (segs == NULL)
788                 segs = map->segments;
789
790         if ((dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) {
791                 _bus_dmamap_count_pages(dmat, map, pmap, buf, buflen, flags);
792                 if (map->pagesneeded != 0) {
793                         error = _bus_dmamap_reserve_pages(dmat, map, flags);
794                         if (error)
795                                 return (error);
796                 }
797         }
798
799         vaddr = (vm_offset_t)buf;
800
801         while (buflen > 0) {
802                 bus_size_t max_sgsize;
803
804                 /*
805                  * Get the physical address for this segment.
806                  */
807                 if (pmap == kernel_pmap) {
808                         curaddr = pmap_kextract(vaddr);
809                         kvaddr = vaddr;
810                 } else {
811                         curaddr = pmap_extract(pmap, vaddr);
812                         kvaddr = 0;
813                 }
814
815                 /*
816                  * Compute the segment size, and adjust counts.
817                  */
818                 max_sgsize = MIN(buflen, dmat->maxsegsz);
819                 sgsize = PAGE_SIZE - (curaddr & PAGE_MASK);
820                 if (map->pagesneeded != 0 && run_filter(dmat, curaddr)) {
821                         sgsize = roundup2(sgsize, dmat->alignment);
822                         sgsize = MIN(sgsize, max_sgsize);
823                         curaddr = add_bounce_page(dmat, map, kvaddr, curaddr,
824                             sgsize);
825                 } else {
826                         sgsize = MIN(sgsize, max_sgsize);
827                 }
828
829                 sgsize = _bus_dmamap_addseg(dmat, map, curaddr, sgsize, segs,
830                     segp);
831                 if (sgsize == 0)
832                         break;
833                 vaddr += sgsize;
834                 buflen -= sgsize;
835         }
836
837         /*
838          * Did we fit?
839          */
840         return (buflen != 0 ? EFBIG : 0); /* XXX better return value here? */
841 }
842
843 void
844 _bus_dmamap_waitok(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
845                     struct memdesc *mem, bus_dmamap_callback_t *callback,
846                     void *callback_arg)
847 {
848
849         if (dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) {
850                 map->dmat = dmat;
851                 map->mem = *mem;
852                 map->callback = callback;
853                 map->callback_arg = callback_arg;
854         }
855 }
856
857 bus_dma_segment_t *
858 _bus_dmamap_complete(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
859                      bus_dma_segment_t *segs, int nsegs, int error)
860 {
861
862         map->nsegs = nsegs;
863         if (segs != NULL)
864                 memcpy(map->segments, segs, map->nsegs*sizeof(segs[0]));
865         if (dmat->iommu != NULL)
866                 IOMMU_MAP(dmat->iommu, map->segments, &map->nsegs,
867                     dmat->lowaddr, dmat->highaddr, dmat->alignment,
868                     dmat->boundary, dmat->iommu_cookie);
869
870         if (segs != NULL)
871                 memcpy(segs, map->segments, map->nsegs*sizeof(segs[0]));
872         else
873                 segs = map->segments;
874
875         return (segs);
876 }
877
878 /*
879  * Release the mapping held by map.
880  */
881 void
882 bus_dmamap_unload(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map)
883 {
884         struct bounce_page *bpage;
885
886         if (dmat->iommu) {
887                 IOMMU_UNMAP(dmat->iommu, map->segments, map->nsegs, dmat->iommu_cookie);
888                 map->nsegs = 0;
889         }
890
891         while ((bpage = STAILQ_FIRST(&map->bpages)) != NULL) {
892                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&map->bpages, links);
893                 free_bounce_page(dmat, bpage);
894         }
895 }
896
897 void
898 bus_dmamap_sync(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, bus_dmasync_op_t op)
899 {
900         struct bounce_page *bpage;
901         vm_offset_t datavaddr, tempvaddr;
902
903         if ((bpage = STAILQ_FIRST(&map->bpages)) != NULL) {
904
905                 /*
906                  * Handle data bouncing.  We might also
907                  * want to add support for invalidating
908                  * the caches on broken hardware
909                  */
910                 CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x op 0x%x "
911                     "performing bounce", __func__, dmat, dmat->flags, op);
912
913                 if (op & BUS_DMASYNC_PREWRITE) {
914                         while (bpage != NULL) {
915                                 tempvaddr = 0;
916                                 datavaddr = bpage->datavaddr;
917                                 if (datavaddr == 0) {
918                                         tempvaddr = pmap_quick_enter_page(
919                                             bpage->datapage);
920                                         datavaddr = tempvaddr |
921                                             bpage->dataoffs;
922                                 }
923
924                                 bcopy((void *)datavaddr,
925                                     (void *)bpage->vaddr, bpage->datacount);
926
927                                 if (tempvaddr != 0)
928                                         pmap_quick_remove_page(tempvaddr);
929                                 bpage = STAILQ_NEXT(bpage, links);
930                         }
931                         dmat->bounce_zone->total_bounced++;
932                 }
933
934                 if (op & BUS_DMASYNC_POSTREAD) {
935                         while (bpage != NULL) {
936                                 tempvaddr = 0;
937                                 datavaddr = bpage->datavaddr;
938                                 if (datavaddr == 0) {
939                                         tempvaddr = pmap_quick_enter_page(
940                                             bpage->datapage);
941                                         datavaddr = tempvaddr |
942                                             bpage->dataoffs;
943                                 }
944
945                                 bcopy((void *)bpage->vaddr,
946                                     (void *)datavaddr, bpage->datacount);
947
948                                 if (tempvaddr != 0)
949                                         pmap_quick_remove_page(tempvaddr);
950                                 bpage = STAILQ_NEXT(bpage, links);
951                         }
952                         dmat->bounce_zone->total_bounced++;
953                 }
954         }
955
956         powerpc_sync();
957 }
958
959 static void
960 init_bounce_pages(void *dummy __unused)
961 {
962
963         total_bpages = 0;
964         STAILQ_INIT(&bounce_zone_list);
965         STAILQ_INIT(&bounce_map_waitinglist);
966         STAILQ_INIT(&bounce_map_callbacklist);
967         mtx_init(&bounce_lock, "bounce pages lock", NULL, MTX_DEF);
968 }
969 SYSINIT(bpages, SI_SUB_LOCK, SI_ORDER_ANY, init_bounce_pages, NULL);
970
971 static struct sysctl_ctx_list *
972 busdma_sysctl_tree(struct bounce_zone *bz)
973 {
974         return (&bz->sysctl_tree);
975 }
976
977 static struct sysctl_oid *
978 busdma_sysctl_tree_top(struct bounce_zone *bz)
979 {
980         return (bz->sysctl_tree_top);
981 }
982
983 static int
984 alloc_bounce_zone(bus_dma_tag_t dmat)
985 {
986         struct bounce_zone *bz;
987
988         /* Check to see if we already have a suitable zone */
989         STAILQ_FOREACH(bz, &bounce_zone_list, links) {
990                 if ((dmat->alignment <= bz->alignment)
991                  && (dmat->lowaddr >= bz->lowaddr)) {
992                         dmat->bounce_zone = bz;
993                         return (0);
994                 }
995         }
996
997         if ((bz = (struct bounce_zone *)malloc(sizeof(*bz), M_DEVBUF,
998             M_NOWAIT | M_ZERO)) == NULL)
999                 return (ENOMEM);
1000
1001         STAILQ_INIT(&bz->bounce_page_list);
1002         bz->free_bpages = 0;
1003         bz->reserved_bpages = 0;
1004         bz->active_bpages = 0;
1005         bz->lowaddr = dmat->lowaddr;
1006         bz->alignment = MAX(dmat->alignment, PAGE_SIZE);
1007         bz->map_count = 0;
1008         snprintf(bz->zoneid, 8, "zone%d", busdma_zonecount);
1009         busdma_zonecount++;
1010         snprintf(bz->lowaddrid, 18, "%#jx", (uintmax_t)bz->lowaddr);
1011         STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_zone_list, bz, links);
1012         dmat->bounce_zone = bz;
1013
1014         sysctl_ctx_init(&bz->sysctl_tree);
1015         bz->sysctl_tree_top = SYSCTL_ADD_NODE(&bz->sysctl_tree,
1016             SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_hw_busdma), OID_AUTO, bz->zoneid,
1017             CTLFLAG_RD, 0, "");
1018         if (bz->sysctl_tree_top == NULL) {
1019                 sysctl_ctx_free(&bz->sysctl_tree);
1020                 return (0);     /* XXX error code? */
1021         }
1022
1023         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1024             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1025             "total_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->total_bpages, 0,
1026             "Total bounce pages");
1027         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1028             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1029             "free_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->free_bpages, 0,
1030             "Free bounce pages");
1031         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1032             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1033             "reserved_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->reserved_bpages, 0,
1034             "Reserved bounce pages");
1035         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1036             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1037             "active_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->active_bpages, 0,
1038             "Active bounce pages");
1039         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1040             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1041             "total_bounced", CTLFLAG_RD, &bz->total_bounced, 0,
1042             "Total bounce requests");
1043         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1044             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1045             "total_deferred", CTLFLAG_RD, &bz->total_deferred, 0,
1046             "Total bounce requests that were deferred");
1047         SYSCTL_ADD_STRING(busdma_sysctl_tree(bz),
1048             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1049             "lowaddr", CTLFLAG_RD, bz->lowaddrid, 0, "");
1050         SYSCTL_ADD_UAUTO(busdma_sysctl_tree(bz),
1051             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1052             "alignment", CTLFLAG_RD, &bz->alignment, "");
1053
1054         return (0);
1055 }
1056
1057 static int
1058 alloc_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, u_int numpages)
1059 {
1060         struct bounce_zone *bz;
1061         int count;
1062
1063         bz = dmat->bounce_zone;
1064         count = 0;
1065         while (numpages > 0) {
1066                 struct bounce_page *bpage;
1067
1068                 bpage = (struct bounce_page *)malloc(sizeof(*bpage), M_DEVBUF,
1069                                                      M_NOWAIT | M_ZERO);
1070
1071                 if (bpage == NULL)
1072                         break;
1073                 bpage->vaddr = (vm_offset_t)contigmalloc(PAGE_SIZE, M_DEVBUF,
1074                                                          M_NOWAIT, 0ul,
1075                                                          bz->lowaddr,
1076                                                          PAGE_SIZE,
1077                                                          0);
1078                 if (bpage->vaddr == 0) {
1079                         free(bpage, M_DEVBUF);
1080                         break;
1081                 }
1082                 bpage->busaddr = pmap_kextract(bpage->vaddr);
1083                 mtx_lock(&bounce_lock);
1084                 STAILQ_INSERT_TAIL(&bz->bounce_page_list, bpage, links);
1085                 total_bpages++;
1086                 bz->total_bpages++;
1087                 bz->free_bpages++;
1088                 mtx_unlock(&bounce_lock);
1089                 count++;
1090                 numpages--;
1091         }
1092         return (count);
1093 }
1094
1095 static int
1096 reserve_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, int commit)
1097 {
1098         struct bounce_zone *bz;
1099         int pages;
1100
1101         mtx_assert(&bounce_lock, MA_OWNED);
1102         bz = dmat->bounce_zone;
1103         pages = MIN(bz->free_bpages, map->pagesneeded - map->pagesreserved);
1104         if (commit == 0 && map->pagesneeded > (map->pagesreserved + pages))
1105                 return (map->pagesneeded - (map->pagesreserved + pages));
1106         bz->free_bpages -= pages;
1107         bz->reserved_bpages += pages;
1108         map->pagesreserved += pages;
1109         pages = map->pagesneeded - map->pagesreserved;
1110
1111         return (pages);
1112 }
1113
1114 static bus_addr_t
1115 add_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, vm_offset_t vaddr,
1116                 bus_addr_t addr, bus_size_t size)
1117 {
1118         struct bounce_zone *bz;
1119         struct bounce_page *bpage;
1120
1121         KASSERT(dmat->bounce_zone != NULL, ("no bounce zone in dma tag"));
1122
1123         bz = dmat->bounce_zone;
1124         if (map->pagesneeded == 0)
1125                 panic("add_bounce_page: map doesn't need any pages");
1126         map->pagesneeded--;
1127
1128         if (map->pagesreserved == 0)
1129                 panic("add_bounce_page: map doesn't need any pages");
1130         map->pagesreserved--;
1131
1132         mtx_lock(&bounce_lock);
1133         bpage = STAILQ_FIRST(&bz->bounce_page_list);
1134         if (bpage == NULL)
1135                 panic("add_bounce_page: free page list is empty");
1136
1137         STAILQ_REMOVE_HEAD(&bz->bounce_page_list, links);
1138         bz->reserved_bpages--;
1139         bz->active_bpages++;
1140         mtx_unlock(&bounce_lock);
1141
1142         if (dmat->flags & BUS_DMA_KEEP_PG_OFFSET) {
1143                 /* Page offset needs to be preserved. */
1144                 bpage->vaddr |= addr & PAGE_MASK;
1145                 bpage->busaddr |= addr & PAGE_MASK;
1146         }
1147         bpage->datavaddr = vaddr;
1148         bpage->datapage = PHYS_TO_VM_PAGE(addr);
1149         bpage->dataoffs = addr & PAGE_MASK;
1150         bpage->datacount = size;
1151         STAILQ_INSERT_TAIL(&(map->bpages), bpage, links);
1152         return (bpage->busaddr);
1153 }
1154
1155 static void
1156 free_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, struct bounce_page *bpage)
1157 {
1158         struct bus_dmamap *map;
1159         struct bounce_zone *bz;
1160
1161         bz = dmat->bounce_zone;
1162         bpage->datavaddr = 0;
1163         bpage->datacount = 0;
1164         if (dmat->flags & BUS_DMA_KEEP_PG_OFFSET) {
1165                 /*
1166                  * Reset the bounce page to start at offset 0.  Other uses
1167                  * of this bounce page may need to store a full page of
1168                  * data and/or assume it starts on a page boundary.
1169                  */
1170                 bpage->vaddr &= ~PAGE_MASK;
1171                 bpage->busaddr &= ~PAGE_MASK;
1172         }
1173
1174         mtx_lock(&bounce_lock);
1175         STAILQ_INSERT_HEAD(&bz->bounce_page_list, bpage, links);
1176         bz->free_bpages++;
1177         bz->active_bpages--;
1178         if ((map = STAILQ_FIRST(&bounce_map_waitinglist)) != NULL) {
1179                 if (reserve_bounce_pages(map->dmat, map, 1) == 0) {
1180                         STAILQ_REMOVE_HEAD(&bounce_map_waitinglist, links);
1181                         STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_map_callbacklist,
1182                                            map, links);
1183                         busdma_swi_pending = 1;
1184                         bz->total_deferred++;
1185                         swi_sched(vm_ih, 0);
1186                 }
1187         }
1188         mtx_unlock(&bounce_lock);
1189 }
1190
1191 void
1192 busdma_swi(void)
1193 {
1194         bus_dma_tag_t dmat;
1195         struct bus_dmamap *map;
1196
1197         mtx_lock(&bounce_lock);
1198         while ((map = STAILQ_FIRST(&bounce_map_callbacklist)) != NULL) {
1199                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&bounce_map_callbacklist, links);
1200                 mtx_unlock(&bounce_lock);
1201                 dmat = map->dmat;
1202                 (dmat->lockfunc)(dmat->lockfuncarg, BUS_DMA_LOCK);
1203                 bus_dmamap_load_mem(map->dmat, map, &map->mem,
1204                                     map->callback, map->callback_arg,
1205                                     BUS_DMA_WAITOK);
1206                 (dmat->lockfunc)(dmat->lockfuncarg, BUS_DMA_UNLOCK);
1207                 mtx_lock(&bounce_lock);
1208         }
1209         mtx_unlock(&bounce_lock);
1210 }
1211
1212 int
1213 bus_dma_tag_set_iommu(bus_dma_tag_t tag, device_t iommu, void *cookie)
1214 {
1215         tag->iommu = iommu;
1216         tag->iommu_cookie = cookie;
1217
1218         return (0);
1219 }
1220