sys/sys/bus_dma.h

   1 /*      $NetBSD: bus.h,v 1.12 1997/10/01 08:25:15 fvdl Exp $    */
   2
   3 /*-
   4  * SPDX-License-Identifier: (BSD-2-Clause AND BSD-4-Clause)
   5  *
   6  * Copyright (c) 1996, 1997 The NetBSD Foundation, Inc.
   7  * All rights reserved.
   8  *
   9  * This code is derived from software contributed to The NetBSD Foundation
  10  * by Jason R. Thorpe of the Numerical Aerospace Simulation Facility,
  11  * NASA Ames Research Center.
  12  *
  13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  14  * modification, are permitted provided that the following conditions
  15  * are met:
  16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
  23  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
  24  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  25  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
  26  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
  27  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
  28  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  29  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
  30  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  31  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  32  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  33  */
  34
  35 /*-
  36  * Copyright (c) 1996 Charles M. Hannum.  All rights reserved.
  37  * Copyright (c) 1996 Christopher G. Demetriou.  All rights reserved.
  38  *
  39  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  40  * modification, are permitted provided that the following conditions
  41  * are met:
  42  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  43  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  44  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  45  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  46  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  47  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  48  *    must display the following acknowledgement:
  49  *      This product includes software developed by Christopher G. Demetriou
  50  *      for the NetBSD Project.
  51  * 4. The name of the author may not be used to endorse or promote products
  52  *    derived from this software without specific prior written permission
  53  *
  54  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  55  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  56  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  57  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  58  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  59  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  60  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  61  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  62  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  63  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  64  */
  65
  66 #ifndef _BUS_DMA_H_
  67 #define _BUS_DMA_H_
  68
  69 #ifdef _KERNEL
  70 #include <sys/_bus_dma.h>
  71 #endif
  72
  73 /*
  74  * Machine independent interface for mapping physical addresses to peripheral
  75  * bus 'physical' addresses, and assisting with DMA operations.
  76  *
  77  * XXX This file is always included from <machine/bus_dma.h> and should not
  78  *     (yet) be included directly.
  79  */
  80
  81 /*
  82  * Flags used in various bus DMA methods.
  83  */
  84 #define BUS_DMA_WAITOK          0x00    /* safe to sleep (pseudo-flag) */
  85 #define BUS_DMA_NOWAIT          0x01    /* not safe to sleep */
  86 #define BUS_DMA_ALLOCNOW        0x02    /* perform resource allocation now */
  87 #define BUS_DMA_COHERENT        0x04    /* hint: map memory in a coherent way */
  88 #define BUS_DMA_ZERO            0x08    /* allocate zero'ed memory */
  89 #define BUS_DMA_BUS1            0x10    /* placeholders for bus functions... */
  90 #define BUS_DMA_BUS2            0x20
  91 #define BUS_DMA_BUS3            0x40
  92 #define BUS_DMA_BUS4            0x80
  93
  94 /*
  95  * The following two flags are non-standard or specific to only certain
  96  * architectures
  97  */
  98 #define BUS_DMA_NOWRITE         0x100
  99 #define BUS_DMA_NOCACHE         0x200
 100
 101 /*
 102  * The following flag is a DMA tag hint that the page offset of the
 103  * loaded kernel virtual address must be preserved in the first
 104  * physical segment address, when the KVA is loaded into DMA.
 105  */
 106 #define BUS_DMA_KEEP_PG_OFFSET  0x400
 107
 108 #define BUS_DMA_LOAD_MBUF       0x800
 109
 110 /* Forwards needed by prototypes below. */
 111 union ccb;
 112 struct bio;
 113 struct crypto_buffer;
 114 struct cryptop;
 115 struct mbuf;
 116 struct memdesc;
 117 struct pmap;
 118 struct uio;
 119
 120 /*
 121  * Operations performed by bus_dmamap_sync().
 122  */
 123 #define BUS_DMASYNC_PREREAD     1
 124 #define BUS_DMASYNC_POSTREAD    2
 125 #define BUS_DMASYNC_PREWRITE    4
 126 #define BUS_DMASYNC_POSTWRITE   8
 127
 128 /*
 129  *      bus_dma_segment_t
 130  *
 131  *      Describes a single contiguous DMA transaction.  Values
 132  *      are suitable for programming into DMA registers.
 133  */
 134 typedef struct bus_dma_segment {
 135         bus_addr_t      ds_addr;        /* DMA address */
 136         bus_size_t      ds_len;         /* length of transfer */
 137 } bus_dma_segment_t;
 138
 139 #ifdef _KERNEL
 140 /*
 141  * A function that returns 1 if the address cannot be accessed by
 142  * a device and 0 if it can be.
 143  */
 144 typedef int bus_dma_filter_t(void *, bus_addr_t);
 145
 146 /*
 147  * Generic helper function for manipulating mutexes.
 148  */
 149 void busdma_lock_mutex(void *arg, bus_dma_lock_op_t op);
 150
 151 /*
 152  * Internal helper function used by tags that do not defer loads.
 153  */
 154 void _busdma_dflt_lock(void *arg, bus_dma_lock_op_t op);
 155
 156 /*
 157  * Allocate a device specific dma_tag encapsulating the constraints of
 158  * the parent tag in addition to other restrictions specified:
 159  *
 160  *      alignment:      Alignment for segments.
 161  *      boundary:       Boundary that segments cannot cross.
 162  *      lowaddr:        Low restricted address that cannot appear in a mapping.
 163  *      highaddr:       High restricted address that cannot appear in a mapping.
 164  *      filtfunc:       An optional function to further test if an address
 165  *                      within the range of lowaddr and highaddr cannot appear
 166  *                      in a mapping.
 167  *      filtfuncarg:    An argument that will be passed to filtfunc in addition
 168  *                      to the address to test.
 169  *      maxsize:        Maximum mapping size supported by this tag.
 170  *      nsegments:      Number of discontinuities allowed in maps.
 171  *      maxsegsz:       Maximum size of a segment in the map.
 172  *      flags:          Bus DMA flags.
 173  *      lockfunc:       An optional function to handle driver-defined lock
 174  *                      operations.
 175  *      lockfuncarg:    An argument that will be passed to lockfunc in addition
 176  *                      to the lock operation.
 177  *      dmat:           A pointer to set to a valid dma tag should the return
 178  *                      value of this function indicate success.
 179  */
 180 /* XXX Should probably allow specification of alignment */
 181 int bus_dma_tag_create(bus_dma_tag_t parent, bus_size_t alignment,
 182                        bus_addr_t boundary, bus_addr_t lowaddr,
 183                        bus_addr_t highaddr, bus_dma_filter_t *filtfunc,
 184                        void *filtfuncarg, bus_size_t maxsize, int nsegments,
 185                        bus_size_t maxsegsz, int flags, bus_dma_lock_t *lockfunc,
 186                        void *lockfuncarg, bus_dma_tag_t *dmat);
 187
 188 /*
 189  * Functions for creating and cloning tags via a template,
 190  *
 191  * bus_dma_template_t is made avaialble publicly so it can be allocated
 192  * from the caller stack.  Its contents should be considered private, and
 193  * should only be accessed via the documented APIs and macros
 194  */
 195 typedef struct {
 196         bus_dma_tag_t           parent;
 197         bus_size_t              alignment;
 198         bus_addr_t              boundary;
 199         bus_addr_t              lowaddr;
 200         bus_addr_t              highaddr;
 201         bus_size_t              maxsize;
 202         int                     nsegments;
 203         bus_size_t              maxsegsize;
 204         int                     flags;
 205         bus_dma_lock_t          *lockfunc;
 206         void                    *lockfuncarg;
 207         const char              *name;
 208 } bus_dma_template_t;
 209
 210 /*
 211  * These enum values should not be re-ordered.  BD_PARAM_INVALID is an
 212  * invalid key and will trigger a panic.
 213  */
 214 typedef enum {
 215         BD_PARAM_INVALID        = 0,
 216         BD_PARAM_PARENT         = 1,
 217         BD_PARAM_ALIGNMENT      = 2,
 218         BD_PARAM_BOUNDARY       = 3,
 219         BD_PARAM_LOWADDR        = 4,
 220         BD_PARAM_HIGHADDR       = 5,
 221         BD_PARAM_MAXSIZE        = 6,
 222         BD_PARAM_NSEGMENTS      = 7,
 223         BD_PARAM_MAXSEGSIZE     = 8,
 224         BD_PARAM_FLAGS          = 9,
 225         BD_PARAM_LOCKFUNC       = 10,
 226         BD_PARAM_LOCKFUNCARG    = 11,
 227         BD_PARAM_NAME           = 12
 228 } bus_dma_param_key_t;
 229
 230 /* These contents should also be considered private */
 231 typedef struct {
 232         bus_dma_param_key_t     key;
 233         union {
 234                 void *ptr;
 235                 vm_paddr_t pa;
 236                 uintmax_t num;
 237         };
 238 } bus_dma_param_t;
 239
 240 #define BD_PARENT(val)          { BD_PARAM_PARENT, .ptr = val }
 241 #define BD_ALIGNMENT(val)       { BD_PARAM_ALIGNMENT, .num = val }
 242 #define BD_BOUNDARY(val)        { BD_PARAM_BOUNDARY, .num = val }
 243 #define BD_LOWADDR(val)         { BD_PARAM_LOWADDR, .pa = val }
 244 #define BD_HIGHADDR(val)        { BD_PARAM_HIGHADDR, .pa = val }
 245 #define BD_MAXSIZE(val)         { BD_PARAM_MAXSIZE, .num = val }
 246 #define BD_NSEGMENTS(val)       { BD_PARAM_NSEGMENTS, .num = val }
 247 #define BD_MAXSEGSIZE(val)      { BD_PARAM_MAXSEGSIZE, .num = val }
 248 #define BD_FLAGS(val)           { BD_PARAM_FLAGS, .num = val }
 249 #define BD_LOCKFUNC(val)        { BD_PARAM_LOCKFUNC, .ptr = val }
 250 #define BD_LOCKFUNCARG(val)     { BD_PARAM_LOCKFUNCARG, .ptr = val }
 251 #define BD_NAME(val)            { BD_PARAM_NAME, .ptr = val }
 252
 253 #define BUS_DMA_TEMPLATE_FILL(t, kv...) \
 254 do {                                    \
 255         bus_dma_param_t pm[] = { kv };  \
 256         bus_dma_template_fill(t, pm, howmany(sizeof(pm), sizeof(pm[0]))); \
 257 } while (0)
 258
 259 void bus_dma_template_init(bus_dma_template_t *t, bus_dma_tag_t parent);
 260 int bus_dma_template_tag(bus_dma_template_t *t, bus_dma_tag_t *dmat);
 261 void bus_dma_template_clone(bus_dma_template_t *t, bus_dma_tag_t dmat);
 262 void bus_dma_template_fill(bus_dma_template_t *t, bus_dma_param_t *kv,
 263     u_int count);
 264
 265 /*
 266  * Set the memory domain to be used for allocations.
 267  *
 268  * Automatic for PCI devices.  Must be set prior to creating maps or
 269  * allocating memory.
 270  */
 271 int bus_dma_tag_set_domain(bus_dma_tag_t dmat, int domain);
 272
 273 int bus_dma_tag_destroy(bus_dma_tag_t dmat);
 274
 275 /*
 276  * A function that processes a successfully loaded dma map or an error
 277  * from a delayed load map.
 278  */
 279 typedef void bus_dmamap_callback_t(void *, bus_dma_segment_t *, int, int);
 280
 281 /*
 282  * Like bus_dmamap_callback but includes map size in bytes.  This is
 283  * defined as a separate interface to maintain compatibility for users
 284  * of bus_dmamap_callback_t--at some point these interfaces should be merged.
 285  */
 286 typedef void bus_dmamap_callback2_t(void *, bus_dma_segment_t *, int, bus_size_t, int);
 287
 288 /*
 289  * Map the buffer buf into bus space using the dmamap map.
 290  */
 291 int bus_dmamap_load(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, void *buf,
 292                     bus_size_t buflen, bus_dmamap_callback_t *callback,
 293                     void *callback_arg, int flags);
 294
 295 /*
 296  * Like bus_dmamap_load but for mbufs.  Note the use of the
 297  * bus_dmamap_callback2_t interface.
 298  */
 299 int bus_dmamap_load_mbuf(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 300                          struct mbuf *mbuf,
 301                          bus_dmamap_callback2_t *callback, void *callback_arg,
 302                          int flags);
 303
 304 int bus_dmamap_load_mbuf_sg(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 305                             struct mbuf *mbuf, bus_dma_segment_t *segs,
 306                             int *nsegs, int flags);
 307
 308 /*
 309  * Like bus_dmamap_load but for uios.  Note the use of the
 310  * bus_dmamap_callback2_t interface.
 311  */
 312 int bus_dmamap_load_uio(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 313                         struct uio *ui,
 314                         bus_dmamap_callback2_t *callback, void *callback_arg,
 315                         int flags);
 316
 317 /*
 318  * Like bus_dmamap_load but for cam control blocks.
 319  */
 320 int bus_dmamap_load_ccb(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, union ccb *ccb,
 321                         bus_dmamap_callback_t *callback, void *callback_arg,
 322                         int flags);
 323
 324 /*
 325  * Like bus_dmamap_load but for bios.
 326  */
 327 int bus_dmamap_load_bio(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, struct bio *bio,
 328                         bus_dmamap_callback_t *callback, void *callback_arg,
 329                         int flags);
 330
 331 /*
 332  * Like bus_dmamap_load but for crypto ops.
 333  */
 334 int bus_dmamap_load_crp(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 335                         struct cryptop *crp, bus_dmamap_callback_t *callback,
 336                         void *callback_arg, int flags);
 337 int bus_dmamap_load_crp_buffer(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 338                                struct crypto_buffer *cb,
 339                                bus_dmamap_callback_t *callback,
 340                                void *callback_arg, int flags);
 341
 342 /*
 343  * Loads any memory descriptor.
 344  */
 345 int bus_dmamap_load_mem(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 346                         struct memdesc *mem, bus_dmamap_callback_t *callback,
 347                         void *callback_arg, int flags);
 348
 349 /*
 350  * Placeholder for use by busdma implementations which do not benefit
 351  * from optimized procedure to load an array of vm_page_t.  Falls back
 352  * to do _bus_dmamap_load_phys() in loop.
 353  */
 354 int bus_dmamap_load_ma_triv(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 355     struct vm_page **ma, bus_size_t tlen, int ma_offs, int flags,
 356     bus_dma_segment_t *segs, int *segp);
 357
 358 #ifdef WANT_INLINE_DMAMAP
 359 #define BUS_DMAMAP_OP static inline
 360 #else
 361 #define BUS_DMAMAP_OP
 362 #endif
 363
 364 /*
 365  * Allocate a handle for mapping from kva/uva/physical
 366  * address space into bus device space.
 367  */
 368 BUS_DMAMAP_OP int bus_dmamap_create(bus_dma_tag_t dmat, int flags, bus_dmamap_t *mapp);
 369
 370 /*
 371  * Destroy a handle for mapping from kva/uva/physical
 372  * address space into bus device space.
 373  */
 374 BUS_DMAMAP_OP int bus_dmamap_destroy(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map);
 375
 376 /*
 377  * Allocate a piece of memory that can be efficiently mapped into
 378  * bus device space based on the constraints listed in the dma tag.
 379  * A dmamap to for use with dmamap_load is also allocated.
 380  */
 381 BUS_DMAMAP_OP int bus_dmamem_alloc(bus_dma_tag_t dmat, void** vaddr, int flags,
 382                      bus_dmamap_t *mapp);
 383
 384 /*
 385  * Free a piece of memory and its allocated dmamap, that was allocated
 386  * via bus_dmamem_alloc.
 387  */
 388 BUS_DMAMAP_OP void bus_dmamem_free(bus_dma_tag_t dmat, void *vaddr, bus_dmamap_t map);
 389
 390 /*
 391  * Perform a synchronization operation on the given map. If the map
 392  * is NULL we have a fully IO-coherent system.
 393  */
 394 BUS_DMAMAP_OP void bus_dmamap_sync(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t dmamap, bus_dmasync_op_t op);
 395
 396 /*
 397  * Release the mapping held by map.
 398  */
 399 BUS_DMAMAP_OP void bus_dmamap_unload(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t dmamap);
 400
 401 #undef BUS_DMAMAP_OP
 402 #endif /* _KERNEL */
 403
 404 #endif /* _BUS_DMA_H_ */