sys/arm/arm/busdma_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2012 Ian Lepore
   3  * Copyright (c) 2004 Olivier Houchard
   4  * Copyright (c) 2002 Peter Grehan
   5  * Copyright (c) 1997, 1998 Justin T. Gibbs.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions, and the following disclaimer,
  13  *    without modification, immediately at the beginning of the file.
  14  * 2. The name of the author may not be used to endorse or promote products
  15  *    derived from this software without specific prior written permission.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  20  * ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR
  21  * ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  *
  29  *   From i386/busdma_machdep.c,v 1.26 2002/04/19 22:58:09 alfred
  30  */
  31
  32 #include <sys/cdefs.h>
  33 __FBSDID("$FreeBSD$");
  34
  35 /*
  36  * ARM bus dma support routines.
  37  *
  38  * XXX Things to investigate / fix some day...
  39  *  - What is the earliest that this API can be called?  Could there be any
  40  *    fallout from changing the SYSINIT() order from SI_SUB_VM to SI_SUB_KMEM?
  41  *  - The manpage mentions the BUS_DMA_NOWAIT flag only in the context of the
  42  *    bus_dmamap_load() function.  This code has historically (and still does)
  43  *    honor it in bus_dmamem_alloc().  If we got rid of that we could lose some
  44  *    error checking because some resource management calls would become WAITOK
  45  *    and thus "cannot fail."
  46  *  - The decisions made by _bus_dma_can_bounce() should be made once, at tag
  47  *    creation time, and the result stored in the tag.
  48  *  - It should be possible to take some shortcuts when mapping a buffer we know
  49  *    came from the uma(9) allocators based on what we know about such buffers
  50  *    (aligned, contiguous, etc).
  51  *  - The allocation of bounce pages could probably be cleaned up, then we could
  52  *    retire arm_remap_nocache().
  53  */
  54
  55 #define _ARM32_BUS_DMA_PRIVATE
  56 #include <sys/param.h>
  57 #include <sys/systm.h>
  58 #include <sys/malloc.h>
  59 #include <sys/bus.h>
  60 #include <sys/busdma_bufalloc.h>
  61 #include <sys/interrupt.h>
  62 #include <sys/lock.h>
  63 #include <sys/proc.h>
  64 #include <sys/memdesc.h>
  65 #include <sys/mutex.h>
  66 #include <sys/ktr.h>
  67 #include <sys/kernel.h>
  68 #include <sys/sysctl.h>
  69 #include <sys/uio.h>
  70
  71 #include <vm/uma.h>
  72 #include <vm/vm.h>
  73 #include <vm/vm_extern.h>
  74 #include <vm/vm_kern.h>
  75 #include <vm/vm_page.h>
  76 #include <vm/vm_map.h>
  77
  78 #include <machine/atomic.h>
  79 #include <machine/bus.h>
  80 #include <machine/cpufunc.h>
  81 #include <machine/md_var.h>
  82
  83 #define MAX_BPAGES 64
  84 #define BUS_DMA_COULD_BOUNCE    BUS_DMA_BUS3
  85 #define BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP  BUS_DMA_BUS4
  86
  87 struct bounce_zone;
  88
  89 struct bus_dma_tag {
  90         bus_dma_tag_t           parent;
  91         bus_size_t              alignment;
  92         bus_addr_t              boundary;
  93         bus_addr_t              lowaddr;
  94         bus_addr_t              highaddr;
  95         bus_dma_filter_t        *filter;
  96         void                    *filterarg;
  97         bus_size_t              maxsize;
  98         u_int                   nsegments;
  99         bus_size_t              maxsegsz;
 100         int                     flags;
 101         int                     ref_count;
 102         int                     map_count;
 103         bus_dma_lock_t          *lockfunc;
 104         void                    *lockfuncarg;
 105         /*
 106          * DMA range for this tag.  If the page doesn't fall within
 107          * one of these ranges, an error is returned.  The caller
 108          * may then decide what to do with the transfer.  If the
 109          * range pointer is NULL, it is ignored.
 110          */
 111         struct arm32_dma_range  *ranges;
 112         int                     _nranges;
 113         struct bounce_zone *bounce_zone;
 114         /*
 115          * Most tags need one or two segments, and can use the local tagsegs
 116          * array.  For tags with a larger limit, we'll allocate a bigger array
 117          * on first use.
 118          */
 119         bus_dma_segment_t       *segments;
 120         bus_dma_segment_t       tagsegs[2];
 121 };
 122
 123 struct bounce_page {
 124         vm_offset_t     vaddr;          /* kva of bounce buffer */
 125         bus_addr_t      busaddr;        /* Physical address */
 126         vm_offset_t     datavaddr;      /* kva of client data */
 127         bus_addr_t      dataaddr;       /* client physical address */
 128         bus_size_t      datacount;      /* client data count */
 129         STAILQ_ENTRY(bounce_page) links;
 130 };
 131
 132 struct sync_list {
 133         vm_offset_t     vaddr;          /* kva of bounce buffer */
 134         bus_addr_t      busaddr;        /* Physical address */
 135         bus_size_t      datacount;      /* client data count */
 136 };
 137
 138 int busdma_swi_pending;
 139
 140 struct bounce_zone {
 141         STAILQ_ENTRY(bounce_zone) links;
 142         STAILQ_HEAD(bp_list, bounce_page) bounce_page_list;
 143         int             total_bpages;
 144         int             free_bpages;
 145         int             reserved_bpages;
 146         int             active_bpages;
 147         int             total_bounced;
 148         int             total_deferred;
 149         int             map_count;
 150         bus_size_t      alignment;
 151         bus_addr_t      lowaddr;
 152         char            zoneid[8];
 153         char            lowaddrid[20];
 154         struct sysctl_ctx_list sysctl_tree;
 155         struct sysctl_oid *sysctl_tree_top;
 156 };
 157
 158 static struct mtx bounce_lock;
 159 static int total_bpages;
 160 static int busdma_zonecount;
 161 static STAILQ_HEAD(, bounce_zone) bounce_zone_list;
 162
 163 static SYSCTL_NODE(_hw, OID_AUTO, busdma, CTLFLAG_RD, 0, "Busdma parameters");
 164 SYSCTL_INT(_hw_busdma, OID_AUTO, total_bpages, CTLFLAG_RD, &total_bpages, 0,
 165            "Total bounce pages");
 166
 167 #define DMAMAP_COHERENT         0x8
 168 #define DMAMAP_CACHE_ALIGNED    0x10
 169
 170 struct bus_dmamap {
 171         struct bp_list  bpages;
 172         int             pagesneeded;
 173         int             pagesreserved;
 174         bus_dma_tag_t   dmat;
 175         struct memdesc  mem;
 176         int             flags;
 177         STAILQ_ENTRY(bus_dmamap) links;
 178         bus_dmamap_callback_t *callback;
 179         void                  *callback_arg;
 180         int                    sync_count;
 181         struct sync_list       *slist;
 182 };
 183
 184 static STAILQ_HEAD(, bus_dmamap) bounce_map_waitinglist;
 185 static STAILQ_HEAD(, bus_dmamap) bounce_map_callbacklist;
 186
 187 static struct mtx busdma_mtx;
 188
 189 MTX_SYSINIT(busdma_mtx, &busdma_mtx, "busdma lock", MTX_DEF);
 190
 191 static void init_bounce_pages(void *dummy);
 192 static int alloc_bounce_zone(bus_dma_tag_t dmat);
 193 static int alloc_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, u_int numpages);
 194 static int reserve_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 195                                 int commit);
 196 static bus_addr_t add_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 197                                   vm_offset_t vaddr, bus_addr_t addr,
 198                                   bus_size_t size);
 199 static void free_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, struct bounce_page *bpage);
 200
 201 /* Default tag, as most drivers provide no parent tag. */
 202 bus_dma_tag_t arm_root_dma_tag;
 203
 204 /*
 205  * ----------------------------------------------------------------------------
 206  * Begin block of code useful to transplant to other implementations.
 207  */
 208
 209 static uma_zone_t dmamap_zone;  /* Cache of struct bus_dmamap items */
 210
 211 static busdma_bufalloc_t coherent_allocator;    /* Cache of coherent buffers */
 212 static busdma_bufalloc_t standard_allocator;    /* Cache of standard buffers */
 213
 214 /*
 215  * This is the ctor function passed to uma_zcreate() for the pool of dma maps.
 216  * It'll need platform-specific changes if this code is copied.
 217  */
 218 static int
 219 dmamap_ctor(void *mem, int size, void *arg, int flags)
 220 {
 221         bus_dmamap_t map;
 222         bus_dma_tag_t dmat;
 223
 224         map = (bus_dmamap_t)mem;
 225         dmat = (bus_dma_tag_t)arg;
 226
 227         dmat->map_count++;
 228
 229         map->dmat = dmat;
 230         map->flags = 0;
 231         STAILQ_INIT(&map->bpages);
 232
 233         return (0);
 234 }
 235
 236 /*
 237  * This is the dtor function passed to uma_zcreate() for the pool of dma maps.
 238  * It may need platform-specific changes if this code is copied              .
 239  */
 240 static void
 241 dmamap_dtor(void *mem, int size, void *arg)
 242 {
 243         bus_dmamap_t map;
 244
 245         map = (bus_dmamap_t)mem;
 246
 247         map->dmat->map_count--;
 248 }
 249
 250 static void
 251 busdma_init(void *dummy)
 252 {
 253
 254         /* Create a cache of maps for bus_dmamap_create(). */
 255         dmamap_zone = uma_zcreate("dma maps", sizeof(struct bus_dmamap),
 256             dmamap_ctor, dmamap_dtor, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
 257
 258         /* Create a cache of buffers in standard (cacheable) memory. */
 259         standard_allocator = busdma_bufalloc_create("buffer",
 260             arm_dcache_align,   /* minimum_alignment */
 261             NULL,               /* uma_alloc func */
 262             NULL,               /* uma_free func */
 263             0);                 /* uma_zcreate_flags */
 264
 265         /*
 266          * Create a cache of buffers in uncacheable memory, to implement the
 267          * BUS_DMA_COHERENT (and potentially BUS_DMA_NOCACHE) flag.
 268          */
 269         coherent_allocator = busdma_bufalloc_create("coherent",
 270             arm_dcache_align,   /* minimum_alignment */
 271             busdma_bufalloc_alloc_uncacheable,
 272             busdma_bufalloc_free_uncacheable,
 273             0);                 /* uma_zcreate_flags */
 274 }
 275
 276 /*
 277  * This init historically used SI_SUB_VM, but now the init code requires
 278  * malloc(9) using M_DEVBUF memory, which is set up later than SI_SUB_VM, by
 279  * SI_SUB_KMEM and SI_ORDER_SECOND, so we'll go right after that by using
 280  * SI_SUB_KMEM and SI_ORDER_THIRD.
 281  */
 282 SYSINIT(busdma, SI_SUB_KMEM, SI_ORDER_THIRD, busdma_init, NULL);
 283
 284 /*
 285  * End block of code useful to transplant to other implementations.
 286  * ----------------------------------------------------------------------------
 287  */
 288
 289 /*
 290  * Return true if a match is made.
 291  *
 292  * To find a match walk the chain of bus_dma_tag_t's looking for 'paddr'.
 293  *
 294  * If paddr is within the bounds of the dma tag then call the filter callback
 295  * to check for a match, if there is no filter callback then assume a match.
 296  */
 297 static int
 298 run_filter(bus_dma_tag_t dmat, bus_addr_t paddr)
 299 {
 300         int retval;
 301
 302         retval = 0;
 303
 304         do {
 305                 if (((paddr > dmat->lowaddr && paddr <= dmat->highaddr)
 306                  || ((paddr & (dmat->alignment - 1)) != 0))
 307                  && (dmat->filter == NULL
 308                   || (*dmat->filter)(dmat->filterarg, paddr) != 0))
 309                         retval = 1;
 310
 311                 dmat = dmat->parent;
 312         } while (retval == 0 && dmat != NULL);
 313         return (retval);
 314 }
 315
 316 /*
 317  * This routine checks the exclusion zone constraints from a tag against the
 318  * physical RAM available on the machine.  If a tag specifies an exclusion zone
 319  * but there's no RAM in that zone, then we avoid allocating resources to bounce
 320  * a request, and we can use any memory allocator (as opposed to needing
 321  * kmem_alloc_contig() just because it can allocate pages in an address range).
 322  *
 323  * Most tags have BUS_SPACE_MAXADDR or BUS_SPACE_MAXADDR_32BIT (they are the
 324  * same value on 32-bit architectures) as their lowaddr constraint, and we can't
 325  * possibly have RAM at an address higher than the highest address we can
 326  * express, so we take a fast out.
 327  */
 328 static __inline int
 329 _bus_dma_can_bounce(vm_offset_t lowaddr, vm_offset_t highaddr)
 330 {
 331         int i;
 332
 333         if (lowaddr >= BUS_SPACE_MAXADDR)
 334                 return (0);
 335
 336         for (i = 0; phys_avail[i] && phys_avail[i + 1]; i += 2) {
 337                 if ((lowaddr >= phys_avail[i] && lowaddr <= phys_avail[i + 1])
 338                     || (lowaddr < phys_avail[i] &&
 339                     highaddr > phys_avail[i]))
 340                         return (1);
 341         }
 342         return (0);
 343 }
 344
 345 static __inline struct arm32_dma_range *
 346 _bus_dma_inrange(struct arm32_dma_range *ranges, int nranges,
 347     bus_addr_t curaddr)
 348 {
 349         struct arm32_dma_range *dr;
 350         int i;
 351
 352         for (i = 0, dr = ranges; i < nranges; i++, dr++) {
 353                 if (curaddr >= dr->dr_sysbase &&
 354                     round_page(curaddr) <= (dr->dr_sysbase + dr->dr_len))
 355                         return (dr);
 356         }
 357
 358         return (NULL);
 359 }
 360 /*
 361  * Convenience function for manipulating driver locks from busdma (during
 362  * busdma_swi, for example).  Drivers that don't provide their own locks
 363  * should specify &Giant to dmat->lockfuncarg.  Drivers that use their own
 364  * non-mutex locking scheme don't have to use this at all.
 365  */
 366 void
 367 busdma_lock_mutex(void *arg, bus_dma_lock_op_t op)
 368 {
 369         struct mtx *dmtx;
 370
 371         dmtx = (struct mtx *)arg;
 372         switch (op) {
 373         case BUS_DMA_LOCK:
 374                 mtx_lock(dmtx);
 375                 break;
 376         case BUS_DMA_UNLOCK:
 377                 mtx_unlock(dmtx);
 378                 break;
 379         default:
 380                 panic("Unknown operation 0x%x for busdma_lock_mutex!", op);
 381         }
 382 }
 383
 384 /*
 385  * dflt_lock should never get called.  It gets put into the dma tag when
 386  * lockfunc == NULL, which is only valid if the maps that are associated
 387  * with the tag are meant to never be defered.
 388  * XXX Should have a way to identify which driver is responsible here.
 389  */
 390 static void
 391 dflt_lock(void *arg, bus_dma_lock_op_t op)
 392 {
 393 #ifdef INVARIANTS
 394         panic("driver error: busdma dflt_lock called");
 395 #else
 396         printf("DRIVER_ERROR: busdma dflt_lock called\n");
 397 #endif
 398 }
 399
 400 /*
 401  * Allocate a device specific dma_tag.
 402  */
 403 #define SEG_NB 1024
 404
 405 int
 406 bus_dma_tag_create(bus_dma_tag_t parent, bus_size_t alignment,
 407                    bus_addr_t boundary, bus_addr_t lowaddr,
 408                    bus_addr_t highaddr, bus_dma_filter_t *filter,
 409                    void *filterarg, bus_size_t maxsize, int nsegments,
 410                    bus_size_t maxsegsz, int flags, bus_dma_lock_t *lockfunc,
 411                    void *lockfuncarg, bus_dma_tag_t *dmat)
 412 {
 413         bus_dma_tag_t newtag;
 414         int error = 0;
 415         /* Return a NULL tag on failure */
 416         *dmat = NULL;
 417         if (!parent)
 418                 parent = arm_root_dma_tag;
 419
 420         newtag = (bus_dma_tag_t)malloc(sizeof(*newtag), M_DEVBUF, M_NOWAIT);
 421         if (newtag == NULL) {
 422                 CTR4(KTR_BUSDMA, "%s returned tag %p tag flags 0x%x error %d",
 423                     __func__, newtag, 0, error);
 424                 return (ENOMEM);
 425         }
 426
 427         newtag->parent = parent;
 428         newtag->alignment = alignment ? alignment : 1;
 429         newtag->boundary = boundary;
 430         newtag->lowaddr = trunc_page((vm_offset_t)lowaddr) + (PAGE_SIZE - 1);
 431         newtag->highaddr = trunc_page((vm_offset_t)highaddr) + (PAGE_SIZE - 1);
 432         newtag->filter = filter;
 433         newtag->filterarg = filterarg;
 434         newtag->maxsize = maxsize;
 435         newtag->nsegments = nsegments;
 436         newtag->maxsegsz = maxsegsz;
 437         newtag->flags = flags;
 438         newtag->ref_count = 1; /* Count ourself */
 439         newtag->map_count = 0;
 440         newtag->ranges = bus_dma_get_range();
 441         newtag->_nranges = bus_dma_get_range_nb();
 442         if (lockfunc != NULL) {
 443                 newtag->lockfunc = lockfunc;
 444                 newtag->lockfuncarg = lockfuncarg;
 445         } else {
 446                 newtag->lockfunc = dflt_lock;
 447                 newtag->lockfuncarg = NULL;
 448         }
 449         /*
 450          * If all the segments we need fit into the local tagsegs array, set the
 451          * pointer now.  Otherwise NULL the pointer and an array of segments
 452          * will be allocated later, on first use.  We don't pre-allocate now
 453          * because some tags exist just to pass contraints to children in the
 454          * device hierarchy, and they tend to use BUS_SPACE_UNRESTRICTED and we
 455          * sure don't want to try to allocate an array for that.
 456          */
 457         if (newtag->nsegments <= nitems(newtag->tagsegs))
 458                 newtag->segments = newtag->tagsegs;
 459         else
 460                 newtag->segments = NULL;
 461         /*
 462          * Take into account any restrictions imposed by our parent tag
 463          */
 464         if (parent != NULL) {
 465                 newtag->lowaddr = MIN(parent->lowaddr, newtag->lowaddr);
 466                 newtag->highaddr = MAX(parent->highaddr, newtag->highaddr);
 467                 if (newtag->boundary == 0)
 468                         newtag->boundary = parent->boundary;
 469                 else if (parent->boundary != 0)
 470                         newtag->boundary = MIN(parent->boundary,
 471                                                newtag->boundary);
 472                 if ((newtag->filter != NULL) ||
 473                     ((parent->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0))
 474                         newtag->flags |= BUS_DMA_COULD_BOUNCE;
 475                 if (newtag->filter == NULL) {
 476                         /*
 477                          * Short circuit looking at our parent directly
 478                          * since we have encapsulated all of its information
 479                          */
 480                         newtag->filter = parent->filter;
 481                         newtag->filterarg = parent->filterarg;
 482                         newtag->parent = parent->parent;
 483                 }
 484                 if (newtag->parent != NULL)
 485                         atomic_add_int(&parent->ref_count, 1);
 486         }
 487         if (_bus_dma_can_bounce(newtag->lowaddr, newtag->highaddr)
 488          || newtag->alignment > 1)
 489                 newtag->flags |= BUS_DMA_COULD_BOUNCE;
 490
 491         if (((newtag->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) &&
 492             (flags & BUS_DMA_ALLOCNOW) != 0) {
 493                 struct bounce_zone *bz;
 494
 495                 /* Must bounce */
 496
 497                 if ((error = alloc_bounce_zone(newtag)) != 0) {
 498                         free(newtag, M_DEVBUF);
 499                         return (error);
 500                 }
 501                 bz = newtag->bounce_zone;
 502
 503                 if (ptoa(bz->total_bpages) < maxsize) {
 504                         int pages;
 505
 506                         pages = atop(maxsize) - bz->total_bpages;
 507
 508                         /* Add pages to our bounce pool */
 509                         if (alloc_bounce_pages(newtag, pages) < pages)
 510                                 error = ENOMEM;
 511                 }
 512                 /* Performed initial allocation */
 513                 newtag->flags |= BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP;
 514         } else
 515                 newtag->bounce_zone = NULL;
 516         if (error != 0)
 517                 free(newtag, M_DEVBUF);
 518         else
 519                 *dmat = newtag;
 520         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s returned tag %p tag flags 0x%x error %d",
 521             __func__, newtag, (newtag != NULL ? newtag->flags : 0), error);
 522
 523         return (error);
 524 }
 525
 526 int
 527 bus_dma_tag_destroy(bus_dma_tag_t dmat)
 528 {
 529 #ifdef KTR
 530         bus_dma_tag_t dmat_copy = dmat;
 531 #endif
 532
 533         if (dmat != NULL) {
 534
 535                 if (dmat->map_count != 0)
 536                         return (EBUSY);
 537
 538                 while (dmat != NULL) {
 539                         bus_dma_tag_t parent;
 540
 541                         parent = dmat->parent;
 542                         atomic_subtract_int(&dmat->ref_count, 1);
 543                         if (dmat->ref_count == 0) {
 544                                 if (dmat->segments != NULL &&
 545                                     dmat->segments != dmat->tagsegs)
 546                                         free(dmat->segments, M_DEVBUF);
 547                                 free(dmat, M_DEVBUF);
 548                                 /*
 549                                  * Last reference count, so
 550                                  * release our reference
 551                                  * count on our parent.
 552                                  */
 553                                 dmat = parent;
 554                         } else
 555                                 dmat = NULL;
 556                 }
 557         }
 558         CTR2(KTR_BUSDMA, "%s tag %p", __func__, dmat_copy);
 559
 560         return (0);
 561 }
 562
 563 #include <sys/kdb.h>
 564 /*
 565  * Allocate a handle for mapping from kva/uva/physical
 566  * address space into bus device space.
 567  */
 568 int
 569 bus_dmamap_create(bus_dma_tag_t dmat, int flags, bus_dmamap_t *mapp)
 570 {
 571         struct sync_list *slist;
 572         bus_dmamap_t map;
 573         int error = 0;
 574
 575         slist = malloc(sizeof(*slist) * dmat->nsegments, M_DEVBUF, M_NOWAIT);
 576         if (slist == NULL)
 577                 return (ENOMEM);
 578
 579         map = uma_zalloc_arg(dmamap_zone, dmat, M_NOWAIT);
 580         *mapp = map;
 581         if (map == NULL) {
 582                 free(slist, M_DEVBUF);
 583                 return (ENOMEM);
 584         }
 585
 586         /*
 587          * If the tag's segments haven't been allocated yet we need to do it
 588          * now, because we can't sleep for resources at map load time.
 589          */
 590         if (dmat->segments == NULL) {
 591                 dmat->segments = malloc(dmat->nsegments *
 592                     sizeof(*dmat->segments), M_DEVBUF, M_NOWAIT);
 593                 if (dmat->segments == NULL) {
 594                         free(slist, M_DEVBUF);
 595                         uma_zfree(dmamap_zone, map);
 596                         *mapp = NULL;
 597                         return (ENOMEM);
 598                 }
 599         }
 600
 601         /*
 602          * Bouncing might be required if the driver asks for an active
 603          * exclusion region, a data alignment that is stricter than 1, and/or
 604          * an active address boundary.
 605          */
 606         if (dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) {
 607
 608                 /* Must bounce */
 609                 struct bounce_zone *bz;
 610                 int maxpages;
 611
 612                 if (dmat->bounce_zone == NULL) {
 613                         if ((error = alloc_bounce_zone(dmat)) != 0) {
 614                                 free(slist, M_DEVBUF);
 615                                 uma_zfree(dmamap_zone, map);
 616                                 *mapp = NULL;
 617                                 return (error);
 618                         }
 619                 }
 620                 bz = dmat->bounce_zone;
 621
 622                 /* Initialize the new map */
 623                 STAILQ_INIT(&((*mapp)->bpages));
 624
 625                 /*
 626                  * Attempt to add pages to our pool on a per-instance
 627                  * basis up to a sane limit.
 628                  */
 629                 maxpages = MAX_BPAGES;
 630                 if ((dmat->flags & BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP) == 0
 631                  || (bz->map_count > 0 && bz->total_bpages < maxpages)) {
 632                         int pages;
 633
 634                         pages = MAX(atop(dmat->maxsize), 1);
 635                         pages = MIN(maxpages - bz->total_bpages, pages);
 636                         pages = MAX(pages, 1);
 637                         if (alloc_bounce_pages(dmat, pages) < pages)
 638                                 error = ENOMEM;
 639
 640                         if ((dmat->flags & BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP) == 0) {
 641                                 if (error == 0)
 642                                         dmat->flags |= BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP;
 643                         } else {
 644                                 error = 0;
 645                         }
 646                 }
 647                 bz->map_count++;
 648         }
 649         map->sync_count = 0;
 650         map->slist = slist;
 651         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
 652             __func__, dmat, dmat->flags, error);
 653
 654         return (0);
 655 }
 656
 657 /*
 658  * Destroy a handle for mapping from kva/uva/physical
 659  * address space into bus device space.
 660  */
 661 int
 662 bus_dmamap_destroy(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map)
 663 {
 664
 665         if (STAILQ_FIRST(&map->bpages) != NULL || map->sync_count != 0) {
 666                 CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error %d",
 667                     __func__, dmat, EBUSY);
 668                 return (EBUSY);
 669         }
 670         free(map->slist, M_DEVBUF);
 671         uma_zfree(dmamap_zone, map);
 672         if (dmat->bounce_zone)
 673                 dmat->bounce_zone->map_count--;
 674         CTR2(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error 0", __func__, dmat);
 675         return (0);
 676 }
 677
 678 /*
 679  * Allocate a piece of memory that can be efficiently mapped into bus device
 680  * space based on the constraints listed in the dma tag.  Returns a pointer to
 681  * the allocated memory, and a pointer to an associated bus_dmamap.
 682  */
 683 int
 684 bus_dmamem_alloc(bus_dma_tag_t dmat, void **vaddrp, int flags,
 685                  bus_dmamap_t *mapp)
 686 {
 687         struct sync_list *slist;
 688         void * vaddr;
 689         struct busdma_bufzone *bufzone;
 690         busdma_bufalloc_t ba;
 691         bus_dmamap_t map;
 692         int mflags;
 693         vm_memattr_t memattr;
 694
 695         if (flags & BUS_DMA_NOWAIT)
 696                 mflags = M_NOWAIT;
 697         else
 698                 mflags = M_WAITOK;
 699         /*
 700          * If the tag's segments haven't been allocated yet we need to do it
 701          * now, because we can't sleep for resources at map load time.
 702          */
 703         if (dmat->segments == NULL)
 704                 dmat->segments = malloc(dmat->nsegments *
 705                    sizeof(*dmat->segments), M_DEVBUF, mflags);
 706
 707         slist = malloc(sizeof(*slist) * dmat->nsegments, M_DEVBUF, M_NOWAIT);
 708         if (slist == NULL)
 709                 return (ENOMEM);
 710         map = uma_zalloc_arg(dmamap_zone, dmat, mflags);
 711         if (map == NULL) {
 712                 free(slist, M_DEVBUF);
 713                 return (ENOMEM);
 714         }
 715         if (flags & BUS_DMA_COHERENT) {
 716                 memattr = VM_MEMATTR_UNCACHEABLE;
 717                 ba = coherent_allocator;
 718                 map->flags |= DMAMAP_COHERENT;
 719         } else {
 720                 memattr = VM_MEMATTR_DEFAULT;
 721                 ba = standard_allocator;
 722         }
 723         /* All buffers we allocate are cache-aligned. */
 724         map->flags |= DMAMAP_CACHE_ALIGNED;
 725
 726         if (flags & BUS_DMA_ZERO)
 727                 mflags |= M_ZERO;
 728
 729         /*
 730          * Try to find a bufzone in the allocator that holds a cache of buffers
 731          * of the right size for this request.  If the buffer is too big to be
 732          * held in the allocator cache, this returns NULL.
 733          */
 734         bufzone = busdma_bufalloc_findzone(ba, dmat->maxsize);
 735
 736         /*
 737          * Allocate the buffer from the uma(9) allocator if...
 738          *  - It's small enough to be in the allocator (bufzone not NULL).
 739          *  - The alignment constraint isn't larger than the allocation size
 740          *    (the allocator aligns buffers to their size boundaries).
 741          *  - There's no need to handle lowaddr/highaddr exclusion zones.
 742          * else allocate non-contiguous pages if...
 743          *  - The page count that could get allocated doesn't exceed nsegments.
 744          *  - The alignment constraint isn't larger than a page boundary.
 745          *  - There are no boundary-crossing constraints.
 746          * else allocate a block of contiguous pages because one or more of the
 747          * constraints is something that only the contig allocator can fulfill.
 748          */
 749         if (bufzone != NULL && dmat->alignment <= bufzone->size &&
 750             !_bus_dma_can_bounce(dmat->lowaddr, dmat->highaddr)) {
 751                 vaddr = uma_zalloc(bufzone->umazone, mflags);
 752         } else if (dmat->nsegments >= btoc(dmat->maxsize) &&
 753             dmat->alignment <= PAGE_SIZE && dmat->boundary == 0) {
 754                 vaddr = (void *)kmem_alloc_attr(kernel_arena, dmat->maxsize,
 755                     mflags, 0, dmat->lowaddr, memattr);
 756         } else {
 757                 vaddr = (void *)kmem_alloc_contig(kernel_arena, dmat->maxsize,
 758                     mflags, 0, dmat->lowaddr, dmat->alignment, dmat->boundary,
 759                     memattr);
 760         }
 761         if (vaddr == NULL) {
 762                 free(slist, M_DEVBUF);
 763                 uma_zfree(dmamap_zone, map);
 764                 map = NULL;
 765         } else {
 766                 map->slist = slist;
 767                 map->sync_count = 0;
 768         }
 769         *vaddrp = vaddr;
 770         *mapp = map;
 771
 772         return (vaddr == NULL ? ENOMEM : 0);
 773 }
 774
 775 /*
 776  * Free a piece of memory that was allocated via bus_dmamem_alloc, along with
 777  * its associated map.
 778  */
 779 void
 780 bus_dmamem_free(bus_dma_tag_t dmat, void *vaddr, bus_dmamap_t map)
 781 {
 782         struct busdma_bufzone *bufzone;
 783         busdma_bufalloc_t ba;
 784
 785         if (map->flags & DMAMAP_COHERENT)
 786                 ba = coherent_allocator;
 787         else
 788                 ba = standard_allocator;
 789         uma_zfree(dmamap_zone, map);
 790
 791         free(map->slist, M_DEVBUF);
 792         /* Be careful not to access map from here on. */
 793
 794         bufzone = busdma_bufalloc_findzone(ba, dmat->maxsize);
 795
 796         if (bufzone != NULL && dmat->alignment <= bufzone->size &&
 797             !_bus_dma_can_bounce(dmat->lowaddr, dmat->highaddr))
 798                 uma_zfree(bufzone->umazone, vaddr);
 799         else
 800                 kmem_free(kernel_arena, (vm_offset_t)vaddr, dmat->maxsize);
 801 }
 802
 803 static void
 804 _bus_dmamap_count_phys(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, vm_paddr_t buf,
 805     bus_size_t buflen, int flags)
 806 {
 807         bus_addr_t curaddr;
 808         bus_size_t sgsize;
 809
 810         if (map->pagesneeded == 0) {
 811                 CTR3(KTR_BUSDMA, "lowaddr= %d, boundary= %d, alignment= %d",
 812                     dmat->lowaddr, dmat->boundary, dmat->alignment);
 813                 CTR2(KTR_BUSDMA, "map= %p, pagesneeded= %d",
 814                     map, map->pagesneeded);
 815                 /*
 816                  * Count the number of bounce pages
 817                  * needed in order to complete this transfer
 818                  */
 819                 curaddr = buf;
 820                 while (buflen != 0) {
 821                         sgsize = MIN(buflen, dmat->maxsegsz);
 822                         if (run_filter(dmat, curaddr) != 0) {
 823                                 sgsize = MIN(sgsize, PAGE_SIZE);
 824                                 map->pagesneeded++;
 825                         }
 826                         curaddr += sgsize;
 827                         buflen -= sgsize;
 828                 }
 829                 CTR1(KTR_BUSDMA, "pagesneeded= %d\n", map->pagesneeded);
 830         }
 831 }
 832
 833 static void
 834 _bus_dmamap_count_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, pmap_t pmap,
 835     void *buf, bus_size_t buflen, int flags)
 836 {
 837         vm_offset_t vaddr;
 838         vm_offset_t vendaddr;
 839         bus_addr_t paddr;
 840
 841         if (map->pagesneeded == 0) {
 842                 CTR3(KTR_BUSDMA, "lowaddr= %d, boundary= %d, alignment= %d",
 843                     dmat->lowaddr, dmat->boundary, dmat->alignment);
 844                 CTR2(KTR_BUSDMA, "map= %p, pagesneeded= %d",
 845                     map, map->pagesneeded);
 846                 /*
 847                  * Count the number of bounce pages
 848                  * needed in order to complete this transfer
 849                  */
 850                 vaddr = trunc_page((vm_offset_t)buf);
 851                 vendaddr = (vm_offset_t)buf + buflen;
 852
 853                 while (vaddr < vendaddr) {
 854                         if (__predict_true(pmap == kernel_pmap))
 855                                 paddr = pmap_kextract(vaddr);
 856                         else
 857                                 paddr = pmap_extract(pmap, vaddr);
 858                         if (run_filter(dmat, paddr) != 0)
 859                                 map->pagesneeded++;
 860                         vaddr += PAGE_SIZE;
 861                 }
 862                 CTR1(KTR_BUSDMA, "pagesneeded= %d\n", map->pagesneeded);
 863         }
 864 }
 865
 866 static int
 867 _bus_dmamap_reserve_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, int flags)
 868 {
 869
 870         /* Reserve Necessary Bounce Pages */
 871         mtx_lock(&bounce_lock);
 872         if (flags & BUS_DMA_NOWAIT) {
 873                 if (reserve_bounce_pages(dmat, map, 0) != 0) {
 874                         mtx_unlock(&bounce_lock);
 875                         return (ENOMEM);
 876                 }
 877         } else {
 878                 if (reserve_bounce_pages(dmat, map, 1) != 0) {
 879                         /* Queue us for resources */
 880                         STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_map_waitinglist, map, links);
 881                         mtx_unlock(&bounce_lock);
 882                         return (EINPROGRESS);
 883                 }
 884         }
 885         mtx_unlock(&bounce_lock);
 886
 887         return (0);
 888 }
 889
 890 /*
 891  * Add a single contiguous physical range to the segment list.
 892  */
 893 static int
 894 _bus_dmamap_addseg(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, bus_addr_t curaddr,
 895     bus_size_t sgsize, bus_dma_segment_t *segs, int *segp)
 896 {
 897         bus_addr_t baddr, bmask;
 898         int seg;
 899
 900         /*
 901          * Make sure we don't cross any boundaries.
 902          */
 903         bmask = ~(dmat->boundary - 1);
 904         if (dmat->boundary > 0) {
 905                 baddr = (curaddr + dmat->boundary) & bmask;
 906                 if (sgsize > (baddr - curaddr))
 907                         sgsize = (baddr - curaddr);
 908         }
 909         if (dmat->ranges) {
 910                 struct arm32_dma_range *dr;
 911
 912                 dr = _bus_dma_inrange(dmat->ranges, dmat->_nranges,
 913                     curaddr);
 914                 if (dr == NULL)
 915                         return (0);
 916                 /*
 917                  * In a valid DMA range.  Translate the physical
 918                  * memory address to an address in the DMA window.
 919                  */
 920                 curaddr = (curaddr - dr->dr_sysbase) + dr->dr_busbase;
 921
 922         }
 923
 924         seg = *segp;
 925         /*
 926          * Insert chunk into a segment, coalescing with
 927          * the previous segment if possible.
 928          */
 929         if (seg >= 0 &&
 930             curaddr == segs[seg].ds_addr + segs[seg].ds_len &&
 931             (segs[seg].ds_len + sgsize) <= dmat->maxsegsz &&
 932             (dmat->boundary == 0 ||
 933              (segs[seg].ds_addr & bmask) == (curaddr & bmask))) {
 934                 segs[seg].ds_len += sgsize;
 935         } else {
 936                 if (++seg >= dmat->nsegments)
 937                         return (0);
 938                 segs[seg].ds_addr = curaddr;
 939                 segs[seg].ds_len = sgsize;
 940         }
 941         *segp = seg;
 942         return (sgsize);
 943 }
 944
 945 /*
 946  * Utility function to load a physical buffer.  segp contains
 947  * the starting segment on entrace, and the ending segment on exit.
 948  */
 949 int
 950 _bus_dmamap_load_phys(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, vm_paddr_t buf,
 951     bus_size_t buflen, int flags, bus_dma_segment_t *segs, int *segp)
 952 {
 953         bus_size_t sgsize;
 954         bus_addr_t curaddr;
 955         int error;
 956
 957         if (segs == NULL)
 958                 segs = dmat->segments;
 959
 960         if ((dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) {
 961                 _bus_dmamap_count_phys(dmat, map, buf, buflen, flags);
 962                 if (map->pagesneeded != 0) {
 963                         error = _bus_dmamap_reserve_pages(dmat, map, flags);
 964                         if (error)
 965                                 return (error);
 966                 }
 967         }
 968
 969         while (buflen > 0) {
 970                 curaddr = buf;
 971                 sgsize = MIN(buflen, dmat->maxsegsz);
 972                 if (((dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) &&
 973                     map->pagesneeded != 0 && run_filter(dmat, curaddr)) {
 974                         sgsize = MIN(sgsize, PAGE_SIZE);
 975                         curaddr = add_bounce_page(dmat, map, 0, curaddr,
 976                             sgsize);
 977                 }
 978                 sgsize = _bus_dmamap_addseg(dmat, map, curaddr, sgsize, segs,
 979                     segp);
 980                 if (sgsize == 0)
 981                         break;
 982                 buf += sgsize;
 983                 buflen -= sgsize;
 984         }
 985
 986         /*
 987          * Did we fit?
 988          */
 989         if (buflen != 0) {
 990                 _bus_dmamap_unload(dmat, map);
 991                 return (EFBIG); /* XXX better return value here? */
 992         }
 993         return (0);
 994 }
 995
 996 int
 997 _bus_dmamap_load_ma(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 998     struct vm_page **ma, bus_size_t tlen, int ma_offs, int flags,
 999     bus_dma_segment_t *segs, int *segp)
1000 {
1001
1002         return (bus_dmamap_load_ma_triv(dmat, map, ma, tlen, ma_offs, flags,
1003             segs, segp));
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Utility function to load a linear buffer.  segp contains
1008  * the starting segment on entrance, and the ending segment on exit.
1009  */
1010 int
1011 _bus_dmamap_load_buffer(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, void *buf,
1012     bus_size_t buflen, struct pmap *pmap, int flags, bus_dma_segment_t *segs,
1013     int *segp)
1014 {
1015         bus_size_t sgsize;
1016         bus_addr_t curaddr;
1017         struct sync_list *sl;
1018         vm_offset_t vaddr = (vm_offset_t)buf;
1019         int error = 0;
1020
1021         if (segs == NULL)
1022                 segs = dmat->segments;
1023         if ((flags & BUS_DMA_LOAD_MBUF) != 0)
1024                 map->flags |= DMAMAP_CACHE_ALIGNED;
1025
1026         if ((dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) {
1027                 _bus_dmamap_count_pages(dmat, map, pmap, buf, buflen, flags);
1028                 if (map->pagesneeded != 0) {
1029                         error = _bus_dmamap_reserve_pages(dmat, map, flags);
1030                         if (error)
1031                                 return (error);
1032                 }
1033         }
1034         CTR3(KTR_BUSDMA, "lowaddr= %d boundary= %d, "
1035             "alignment= %d", dmat->lowaddr, dmat->boundary, dmat->alignment);
1036
1037         while (buflen > 0) {
1038                 /*
1039                  * Get the physical address for this segment.
1040                  */
1041                 if (__predict_true(pmap == kernel_pmap)) {
1042                         curaddr = pmap_kextract(vaddr);
1043                 } else {
1044                         curaddr = pmap_extract(pmap, vaddr);
1045                         map->flags &= ~DMAMAP_COHERENT;
1046                 }
1047
1048                 /*
1049                  * Compute the segment size, and adjust counts.
1050                  */
1051                 sgsize = PAGE_SIZE - ((u_long)curaddr & PAGE_MASK);
1052                 if (sgsize > dmat->maxsegsz)
1053                         sgsize = dmat->maxsegsz;
1054                 if (buflen < sgsize)
1055                         sgsize = buflen;
1056
1057                 if (((dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) &&
1058                     map->pagesneeded != 0 && run_filter(dmat, curaddr)) {
1059                         curaddr = add_bounce_page(dmat, map, vaddr, curaddr,
1060                             sgsize);
1061                 } else {
1062                         sl = &map->slist[map->sync_count - 1];
1063                         if (map->sync_count == 0 ||
1064                             vaddr != sl->vaddr + sl->datacount) {
1065                                 if (++map->sync_count > dmat->nsegments)
1066                                         goto cleanup;
1067                                 sl++;
1068                                 sl->vaddr = vaddr;
1069                                 sl->datacount = sgsize;
1070                                 sl->busaddr = curaddr;
1071                         } else
1072                                 sl->datacount += sgsize;
1073                 }
1074                 sgsize = _bus_dmamap_addseg(dmat, map, curaddr, sgsize, segs,
1075                     segp);
1076                 if (sgsize == 0)
1077                         break;
1078                 vaddr += sgsize;
1079                 buflen -= sgsize;
1080         }
1081
1082 cleanup:
1083         /*
1084          * Did we fit?
1085          */
1086         if (buflen != 0) {
1087                 _bus_dmamap_unload(dmat, map);
1088                 return (EFBIG); /* XXX better return value here? */
1089         }
1090         return (0);
1091 }
1092
1093 void
1094 __bus_dmamap_waitok(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
1095                     struct memdesc *mem, bus_dmamap_callback_t *callback,
1096                     void *callback_arg)
1097 {
1098
1099         KASSERT(dmat != NULL, ("dmatag is NULL"));
1100         KASSERT(map != NULL, ("dmamap is NULL"));
1101         map->mem = *mem;
1102         map->callback = callback;
1103         map->callback_arg = callback_arg;
1104 }
1105
1106 bus_dma_segment_t *
1107 _bus_dmamap_complete(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
1108                      bus_dma_segment_t *segs, int nsegs, int error)
1109 {
1110
1111         if (segs == NULL)
1112                 segs = dmat->segments;
1113         return (segs);
1114 }
1115
1116 /*
1117  * Release the mapping held by map.
1118  */
1119 void
1120 _bus_dmamap_unload(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map)
1121 {
1122         struct bounce_page *bpage;
1123
1124         while ((bpage = STAILQ_FIRST(&map->bpages)) != NULL) {
1125                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&map->bpages, links);
1126                 free_bounce_page(dmat, bpage);
1127         }
1128         map->sync_count = 0;
1129         return;
1130 }
1131
1132 static void
1133 bus_dmamap_sync_buf(vm_offset_t buf, int len, bus_dmasync_op_t op,
1134     int bufaligned)
1135 {
1136         char _tmp_cl[arm_dcache_align], _tmp_clend[arm_dcache_align];
1137         register_t s;
1138         int partial;
1139
1140         if ((op & BUS_DMASYNC_PREWRITE) && !(op & BUS_DMASYNC_PREREAD)) {
1141                 cpu_dcache_wb_range(buf, len);
1142                 cpu_l2cache_wb_range(buf, len);
1143         }
1144
1145         /*
1146          * If the caller promises the buffer is properly aligned to a cache line
1147          * (even if the call parms make it look like it isn't) we can avoid
1148          * attempting to preserve the non-DMA part of the cache line in the
1149          * POSTREAD case, but we MUST still do a writeback in the PREREAD case.
1150          *
1151          * This covers the case of mbufs, where we know how they're aligned and
1152          * know the CPU doesn't touch the header in front of the DMA data area
1153          * during the IO, but it may have touched it right before invoking the
1154          * sync, so a PREREAD writeback is required.
1155          *
1156          * It also handles buffers we created in bus_dmamem_alloc(), which are
1157          * always aligned and padded to cache line size even if the IO length
1158          * isn't a multiple of cache line size.  In this case the PREREAD
1159          * writeback probably isn't required, but it's harmless.
1160          */
1161         partial = (((vm_offset_t)buf) | len) & arm_dcache_align_mask;
1162
1163         if (op & BUS_DMASYNC_PREREAD) {
1164                 if (!(op & BUS_DMASYNC_PREWRITE) && !partial) {
1165                         cpu_dcache_inv_range(buf, len);
1166                         cpu_l2cache_inv_range(buf, len);
1167                 } else {
1168                         cpu_dcache_wbinv_range(buf, len);
1169                         cpu_l2cache_wbinv_range(buf, len);
1170                 }
1171         }
1172         if (op & BUS_DMASYNC_POSTREAD) {
1173                 if (partial && !bufaligned) {
1174                         s = intr_disable();
1175                         if (buf & arm_dcache_align_mask)
1176                                 memcpy(_tmp_cl, (void *)(buf &
1177                                     ~arm_dcache_align_mask),
1178                                     buf & arm_dcache_align_mask);
1179                         if ((buf + len) & arm_dcache_align_mask)
1180                                 memcpy(_tmp_clend,
1181                                     (void *)(buf + len),
1182                                     arm_dcache_align -
1183                                     ((buf + len) & arm_dcache_align_mask));
1184                 }
1185                 cpu_dcache_inv_range(buf, len);
1186                 cpu_l2cache_inv_range(buf, len);
1187                 if (partial && !bufaligned) {
1188                         if (buf & arm_dcache_align_mask)
1189                                 memcpy((void *)(buf &
1190                                     ~arm_dcache_align_mask), _tmp_cl,
1191                                     buf & arm_dcache_align_mask);
1192                         if ((buf + len) & arm_dcache_align_mask)
1193                                 memcpy((void *)(buf + len),
1194                                     _tmp_clend, arm_dcache_align -
1195                                     ((buf + len) & arm_dcache_align_mask));
1196                         intr_restore(s);
1197                 }
1198         }
1199 }
1200
1201 static void
1202 _bus_dmamap_sync_bp(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, bus_dmasync_op_t op)
1203 {
1204         struct bounce_page *bpage;
1205
1206         STAILQ_FOREACH(bpage, &map->bpages, links) {
1207                 if (op & BUS_DMASYNC_PREWRITE) {
1208                         if (bpage->datavaddr != 0)
1209                                 bcopy((void *)bpage->datavaddr,
1210                                     (void *)bpage->vaddr, bpage->datacount);
1211                         else
1212                                 physcopyout(bpage->dataaddr,
1213                                     (void *)bpage->vaddr,bpage->datacount);
1214                         cpu_dcache_wb_range(bpage->vaddr, bpage->datacount);
1215                         cpu_l2cache_wb_range(bpage->vaddr, bpage->datacount);
1216                         dmat->bounce_zone->total_bounced++;
1217                 }
1218                 if (op & BUS_DMASYNC_POSTREAD) {
1219                         cpu_dcache_inv_range(bpage->vaddr, bpage->datacount);
1220                         cpu_l2cache_inv_range(bpage->vaddr, bpage->datacount);
1221                         if (bpage->datavaddr != 0)
1222                                 bcopy((void *)bpage->vaddr,
1223                                     (void *)bpage->datavaddr, bpage->datacount);
1224                         else
1225                                 physcopyin((void *)bpage->vaddr,
1226                                     bpage->dataaddr, bpage->datacount);
1227                         dmat->bounce_zone->total_bounced++;
1228                 }
1229         }
1230 }
1231
1232 void
1233 _bus_dmamap_sync(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, bus_dmasync_op_t op)
1234 {
1235         struct sync_list *sl, *end;
1236         int bufaligned;
1237
1238         if (op == BUS_DMASYNC_POSTWRITE)
1239                 return;
1240         if (map->flags & DMAMAP_COHERENT)
1241                 goto drain;
1242         if (STAILQ_FIRST(&map->bpages))
1243                 _bus_dmamap_sync_bp(dmat, map, op);
1244         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: op %x flags %x", __func__, op, map->flags);
1245         bufaligned = (map->flags & DMAMAP_CACHE_ALIGNED);
1246         if (map->sync_count) {
1247                 end = &map->slist[map->sync_count];
1248                 for (sl = &map->slist[0]; sl != end; sl++)
1249                         bus_dmamap_sync_buf(sl->vaddr, sl->datacount, op,
1250                             bufaligned);
1251         }
1252
1253 drain:
1254
1255         cpu_drain_writebuf();
1256 }
1257
1258 static void
1259 init_bounce_pages(void *dummy __unused)
1260 {
1261
1262         total_bpages = 0;
1263         STAILQ_INIT(&bounce_zone_list);
1264         STAILQ_INIT(&bounce_map_waitinglist);
1265         STAILQ_INIT(&bounce_map_callbacklist);
1266         mtx_init(&bounce_lock, "bounce pages lock", NULL, MTX_DEF);
1267 }
1268 SYSINIT(bpages, SI_SUB_LOCK, SI_ORDER_ANY, init_bounce_pages, NULL);
1269
1270 static struct sysctl_ctx_list *
1271 busdma_sysctl_tree(struct bounce_zone *bz)
1272 {
1273         return (&bz->sysctl_tree);
1274 }
1275
1276 static struct sysctl_oid *
1277 busdma_sysctl_tree_top(struct bounce_zone *bz)
1278 {
1279         return (bz->sysctl_tree_top);
1280 }
1281
1282 static int
1283 alloc_bounce_zone(bus_dma_tag_t dmat)
1284 {
1285         struct bounce_zone *bz;
1286
1287         /* Check to see if we already have a suitable zone */
1288         STAILQ_FOREACH(bz, &bounce_zone_list, links) {
1289                 if ((dmat->alignment <= bz->alignment)
1290                  && (dmat->lowaddr >= bz->lowaddr)) {
1291                         dmat->bounce_zone = bz;
1292                         return (0);
1293                 }
1294         }
1295
1296         if ((bz = (struct bounce_zone *)malloc(sizeof(*bz), M_DEVBUF,
1297             M_NOWAIT | M_ZERO)) == NULL)
1298                 return (ENOMEM);
1299
1300         STAILQ_INIT(&bz->bounce_page_list);
1301         bz->free_bpages = 0;
1302         bz->reserved_bpages = 0;
1303         bz->active_bpages = 0;
1304         bz->lowaddr = dmat->lowaddr;
1305         bz->alignment = MAX(dmat->alignment, PAGE_SIZE);
1306         bz->map_count = 0;
1307         snprintf(bz->zoneid, 8, "zone%d", busdma_zonecount);
1308         busdma_zonecount++;
1309         snprintf(bz->lowaddrid, 18, "%#jx", (uintmax_t)bz->lowaddr);
1310         STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_zone_list, bz, links);
1311         dmat->bounce_zone = bz;
1312
1313         sysctl_ctx_init(&bz->sysctl_tree);
1314         bz->sysctl_tree_top = SYSCTL_ADD_NODE(&bz->sysctl_tree,
1315             SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_hw_busdma), OID_AUTO, bz->zoneid,
1316             CTLFLAG_RD, 0, "");
1317         if (bz->sysctl_tree_top == NULL) {
1318                 sysctl_ctx_free(&bz->sysctl_tree);
1319                 return (0);     /* XXX error code? */
1320         }
1321
1322         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1323             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1324             "total_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->total_bpages, 0,
1325             "Total bounce pages");
1326         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1327             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1328             "free_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->free_bpages, 0,
1329             "Free bounce pages");
1330         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1331             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1332             "reserved_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->reserved_bpages, 0,
1333             "Reserved bounce pages");
1334         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1335             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1336             "active_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->active_bpages, 0,
1337             "Active bounce pages");
1338         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1339             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1340             "total_bounced", CTLFLAG_RD, &bz->total_bounced, 0,
1341             "Total bounce requests");
1342         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1343             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1344             "total_deferred", CTLFLAG_RD, &bz->total_deferred, 0,
1345             "Total bounce requests that were deferred");
1346         SYSCTL_ADD_STRING(busdma_sysctl_tree(bz),
1347             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1348             "lowaddr", CTLFLAG_RD, bz->lowaddrid, 0, "");
1349         SYSCTL_ADD_ULONG(busdma_sysctl_tree(bz),
1350             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1351             "alignment", CTLFLAG_RD, &bz->alignment, "");
1352
1353         return (0);
1354 }
1355
1356 static int
1357 alloc_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, u_int numpages)
1358 {
1359         struct bounce_zone *bz;
1360         int count;
1361
1362         bz = dmat->bounce_zone;
1363         count = 0;
1364         while (numpages > 0) {
1365                 struct bounce_page *bpage;
1366
1367                 bpage = (struct bounce_page *)malloc(sizeof(*bpage), M_DEVBUF,
1368                                                      M_NOWAIT | M_ZERO);
1369
1370                 if (bpage == NULL)
1371                         break;
1372                 bpage->vaddr = (vm_offset_t)contigmalloc(PAGE_SIZE, M_DEVBUF,
1373                                                          M_NOWAIT, 0ul,
1374                                                          bz->lowaddr,
1375                                                          PAGE_SIZE,
1376                                                          0);
1377                 if (bpage->vaddr == 0) {
1378                         free(bpage, M_DEVBUF);
1379                         break;
1380                 }
1381                 bpage->busaddr = pmap_kextract(bpage->vaddr);
1382                 mtx_lock(&bounce_lock);
1383                 STAILQ_INSERT_TAIL(&bz->bounce_page_list, bpage, links);
1384                 total_bpages++;
1385                 bz->total_bpages++;
1386                 bz->free_bpages++;
1387                 mtx_unlock(&bounce_lock);
1388                 count++;
1389                 numpages--;
1390         }
1391         return (count);
1392 }
1393
1394 static int
1395 reserve_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, int commit)
1396 {
1397         struct bounce_zone *bz;
1398         int pages;
1399
1400         mtx_assert(&bounce_lock, MA_OWNED);
1401         bz = dmat->bounce_zone;
1402         pages = MIN(bz->free_bpages, map->pagesneeded - map->pagesreserved);
1403         if (commit == 0 && map->pagesneeded > (map->pagesreserved + pages))
1404                 return (map->pagesneeded - (map->pagesreserved + pages));
1405         bz->free_bpages -= pages;
1406         bz->reserved_bpages += pages;
1407         map->pagesreserved += pages;
1408         pages = map->pagesneeded - map->pagesreserved;
1409
1410         return (pages);
1411 }
1412
1413 static bus_addr_t
1414 add_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, vm_offset_t vaddr,
1415                 bus_addr_t addr, bus_size_t size)
1416 {
1417         struct bounce_zone *bz;
1418         struct bounce_page *bpage;
1419
1420         KASSERT(dmat->bounce_zone != NULL, ("no bounce zone in dma tag"));
1421         KASSERT(map != NULL, ("add_bounce_page: bad map %p", map));
1422
1423         bz = dmat->bounce_zone;
1424         if (map->pagesneeded == 0)
1425                 panic("add_bounce_page: map doesn't need any pages");
1426         map->pagesneeded--;
1427
1428         if (map->pagesreserved == 0)
1429                 panic("add_bounce_page: map doesn't need any pages");
1430         map->pagesreserved--;
1431
1432         mtx_lock(&bounce_lock);
1433         bpage = STAILQ_FIRST(&bz->bounce_page_list);
1434         if (bpage == NULL)
1435                 panic("add_bounce_page: free page list is empty");
1436
1437         STAILQ_REMOVE_HEAD(&bz->bounce_page_list, links);
1438         bz->reserved_bpages--;
1439         bz->active_bpages++;
1440         mtx_unlock(&bounce_lock);
1441
1442         if (dmat->flags & BUS_DMA_KEEP_PG_OFFSET) {
1443                 /* Page offset needs to be preserved. */
1444                 bpage->vaddr |= addr & PAGE_MASK;
1445                 bpage->busaddr |= addr & PAGE_MASK;
1446         }
1447         bpage->datavaddr = vaddr;
1448         bpage->dataaddr = addr;
1449         bpage->datacount = size;
1450         STAILQ_INSERT_TAIL(&(map->bpages), bpage, links);
1451         return (bpage->busaddr);
1452 }
1453
1454 static void
1455 free_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, struct bounce_page *bpage)
1456 {
1457         struct bus_dmamap *map;
1458         struct bounce_zone *bz;
1459
1460         bz = dmat->bounce_zone;
1461         bpage->datavaddr = 0;
1462         bpage->datacount = 0;
1463         if (dmat->flags & BUS_DMA_KEEP_PG_OFFSET) {
1464                 /*
1465                  * Reset the bounce page to start at offset 0.  Other uses
1466                  * of this bounce page may need to store a full page of
1467                  * data and/or assume it starts on a page boundary.
1468                  */
1469                 bpage->vaddr &= ~PAGE_MASK;
1470                 bpage->busaddr &= ~PAGE_MASK;
1471         }
1472
1473         mtx_lock(&bounce_lock);
1474         STAILQ_INSERT_HEAD(&bz->bounce_page_list, bpage, links);
1475         bz->free_bpages++;
1476         bz->active_bpages--;
1477         if ((map = STAILQ_FIRST(&bounce_map_waitinglist)) != NULL) {
1478                 if (reserve_bounce_pages(map->dmat, map, 1) == 0) {
1479                         STAILQ_REMOVE_HEAD(&bounce_map_waitinglist, links);
1480                         STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_map_callbacklist,
1481                                            map, links);
1482                         busdma_swi_pending = 1;
1483                         bz->total_deferred++;
1484                         swi_sched(vm_ih, 0);
1485                 }
1486         }
1487         mtx_unlock(&bounce_lock);
1488 }
1489
1490 void
1491 busdma_swi(void)
1492 {
1493         bus_dma_tag_t dmat;
1494         struct bus_dmamap *map;
1495
1496         mtx_lock(&bounce_lock);
1497         while ((map = STAILQ_FIRST(&bounce_map_callbacklist)) != NULL) {
1498                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&bounce_map_callbacklist, links);
1499                 mtx_unlock(&bounce_lock);
1500                 dmat = map->dmat;
1501                 (dmat->lockfunc)(dmat->lockfuncarg, BUS_DMA_LOCK);
1502                 bus_dmamap_load_mem(map->dmat, map, &map->mem,
1503                     map->callback, map->callback_arg, BUS_DMA_WAITOK);
1504                 (dmat->lockfunc)(dmat->lockfuncarg, BUS_DMA_UNLOCK);
1505                 mtx_lock(&bounce_lock);
1506         }
1507         mtx_unlock(&bounce_lock);
1508 }