]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/8.0.git/blob - sys/amd64/amd64/busdma_machdep.c
Adjust to reflect 8.0-RELEASE.
[FreeBSD/releng/8.0.git] / sys / amd64 / amd64 / 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 #include <sys/cdefs.h>
28 __FBSDID("$FreeBSD$");
29
30 #include <sys/param.h>
31 #include <sys/systm.h>
32 #include <sys/malloc.h>
33 #include <sys/bus.h>
34 #include <sys/interrupt.h>
35 #include <sys/kernel.h>
36 #include <sys/ktr.h>
37 #include <sys/lock.h>
38 #include <sys/proc.h>
39 #include <sys/mutex.h>
40 #include <sys/mbuf.h>
41 #include <sys/uio.h>
42 #include <sys/sysctl.h>
43
44 #include <vm/vm.h>
45 #include <vm/vm_page.h>
46 #include <vm/vm_map.h>
47
48 #include <machine/atomic.h>
49 #include <machine/bus.h>
50 #include <machine/md_var.h>
51 #include <machine/specialreg.h>
52
53 #define MAX_BPAGES 8192
54
55 struct bounce_zone;
56
57 struct bus_dma_tag {
58         bus_dma_tag_t     parent;
59         bus_size_t        alignment;
60         bus_size_t        boundary;
61         bus_addr_t        lowaddr;
62         bus_addr_t        highaddr;
63         bus_dma_filter_t *filter;
64         void             *filterarg;
65         bus_size_t        maxsize;
66         u_int             nsegments;
67         bus_size_t        maxsegsz;
68         int               flags;
69         int               ref_count;
70         int               map_count;
71         bus_dma_lock_t   *lockfunc;
72         void             *lockfuncarg;
73         bus_dma_segment_t *segments;
74         struct bounce_zone *bounce_zone;
75 };
76
77 struct bounce_page {
78         vm_offset_t     vaddr;          /* kva of bounce buffer */
79         bus_addr_t      busaddr;        /* Physical address */
80         vm_offset_t     datavaddr;      /* kva of client data */
81         bus_size_t      datacount;      /* client data count */
82         STAILQ_ENTRY(bounce_page) links;
83 };
84
85 int busdma_swi_pending;
86
87 struct bounce_zone {
88         STAILQ_ENTRY(bounce_zone) links;
89         STAILQ_HEAD(bp_list, bounce_page) bounce_page_list;
90         int             total_bpages;
91         int             free_bpages;
92         int             reserved_bpages;
93         int             active_bpages;
94         int             total_bounced;
95         int             total_deferred;
96         int             map_count;
97         bus_size_t      alignment;
98         bus_addr_t      lowaddr;
99         char            zoneid[8];
100         char            lowaddrid[20];
101         struct sysctl_ctx_list sysctl_tree;
102         struct sysctl_oid *sysctl_tree_top;
103 };
104
105 static struct mtx bounce_lock;
106 static int total_bpages;
107 static int busdma_zonecount;
108 static STAILQ_HEAD(, bounce_zone) bounce_zone_list;
109
110 SYSCTL_NODE(_hw, OID_AUTO, busdma, CTLFLAG_RD, 0, "Busdma parameters");
111 SYSCTL_INT(_hw_busdma, OID_AUTO, total_bpages, CTLFLAG_RD, &total_bpages, 0,
112            "Total bounce pages");
113
114 struct bus_dmamap {
115         struct bp_list         bpages;
116         int                    pagesneeded;
117         int                    pagesreserved;
118         bus_dma_tag_t          dmat;
119         void                  *buf;             /* unmapped buffer pointer */
120         bus_size_t             buflen;          /* unmapped buffer length */
121         bus_dmamap_callback_t *callback;
122         void                  *callback_arg;
123         STAILQ_ENTRY(bus_dmamap) links;
124 };
125
126 static STAILQ_HEAD(, bus_dmamap) bounce_map_waitinglist;
127 static STAILQ_HEAD(, bus_dmamap) bounce_map_callbacklist;
128 static struct bus_dmamap nobounce_dmamap;
129
130 static void init_bounce_pages(void *dummy);
131 static int alloc_bounce_zone(bus_dma_tag_t dmat);
132 static int alloc_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, u_int numpages);
133 static int reserve_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
134                                 int commit);
135 static bus_addr_t add_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
136                                    vm_offset_t vaddr, bus_size_t size);
137 static void free_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, struct bounce_page *bpage);
138 static __inline int run_filter(bus_dma_tag_t dmat, bus_addr_t paddr);
139
140 /*
141  * Return true if a match is made.
142  *
143  * To find a match walk the chain of bus_dma_tag_t's looking for 'paddr'.
144  *
145  * If paddr is within the bounds of the dma tag then call the filter callback
146  * to check for a match, if there is no filter callback then assume a match.
147  */
148 static __inline int
149 run_filter(bus_dma_tag_t dmat, bus_addr_t paddr)
150 {
151         int retval;
152
153         retval = 0;
154
155         do {
156                 if (((paddr > dmat->lowaddr && paddr <= dmat->highaddr)
157                  || ((paddr & (dmat->alignment - 1)) != 0))
158                  && (dmat->filter == NULL
159                   || (*dmat->filter)(dmat->filterarg, paddr) != 0))
160                         retval = 1;
161
162                 dmat = dmat->parent;            
163         } while (retval == 0 && dmat != NULL);
164         return (retval);
165 }
166
167 /*
168  * Convenience function for manipulating driver locks from busdma (during
169  * busdma_swi, for example).  Drivers that don't provide their own locks
170  * should specify &Giant to dmat->lockfuncarg.  Drivers that use their own
171  * non-mutex locking scheme don't have to use this at all.
172  */
173 void
174 busdma_lock_mutex(void *arg, bus_dma_lock_op_t op)
175 {
176         struct mtx *dmtx;
177
178         dmtx = (struct mtx *)arg;
179         switch (op) {
180         case BUS_DMA_LOCK:
181                 mtx_lock(dmtx);
182                 break;
183         case BUS_DMA_UNLOCK:
184                 mtx_unlock(dmtx);
185                 break;
186         default:
187                 panic("Unknown operation 0x%x for busdma_lock_mutex!", op);
188         }
189 }
190
191 /*
192  * dflt_lock should never get called.  It gets put into the dma tag when
193  * lockfunc == NULL, which is only valid if the maps that are associated
194  * with the tag are meant to never be defered.
195  * XXX Should have a way to identify which driver is responsible here.
196  */
197 static void
198 dflt_lock(void *arg, bus_dma_lock_op_t op)
199 {
200         panic("driver error: busdma dflt_lock called");
201 }
202
203 #define BUS_DMA_COULD_BOUNCE    BUS_DMA_BUS3
204 #define BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP  BUS_DMA_BUS4
205 /*
206  * Allocate a device specific dma_tag.
207  */
208 int
209 bus_dma_tag_create(bus_dma_tag_t parent, bus_size_t alignment,
210                    bus_size_t boundary, bus_addr_t lowaddr,
211                    bus_addr_t highaddr, bus_dma_filter_t *filter,
212                    void *filterarg, bus_size_t maxsize, int nsegments,
213                    bus_size_t maxsegsz, int flags, bus_dma_lock_t *lockfunc,
214                    void *lockfuncarg, bus_dma_tag_t *dmat)
215 {
216         bus_dma_tag_t newtag;
217         int error = 0;
218
219         /* Basic sanity checking */
220         if (boundary != 0 && boundary < maxsegsz)
221                 maxsegsz = boundary;
222
223         if (maxsegsz == 0) {
224                 return (EINVAL);
225         }
226
227         /* Return a NULL tag on failure */
228         *dmat = NULL;
229
230         newtag = (bus_dma_tag_t)malloc(sizeof(*newtag), M_DEVBUF,
231             M_ZERO | M_NOWAIT);
232         if (newtag == NULL) {
233                 CTR4(KTR_BUSDMA, "%s returned tag %p tag flags 0x%x error %d",
234                     __func__, newtag, 0, error);
235                 return (ENOMEM);
236         }
237
238         newtag->parent = parent;
239         newtag->alignment = alignment;
240         newtag->boundary = boundary;
241         newtag->lowaddr = trunc_page((vm_paddr_t)lowaddr) + (PAGE_SIZE - 1);
242         newtag->highaddr = trunc_page((vm_paddr_t)highaddr) +
243             (PAGE_SIZE - 1);
244         newtag->filter = filter;
245         newtag->filterarg = filterarg;
246         newtag->maxsize = maxsize;
247         newtag->nsegments = nsegments;
248         newtag->maxsegsz = maxsegsz;
249         newtag->flags = flags;
250         newtag->ref_count = 1; /* Count ourself */
251         newtag->map_count = 0;
252         if (lockfunc != NULL) {
253                 newtag->lockfunc = lockfunc;
254                 newtag->lockfuncarg = lockfuncarg;
255         } else {
256                 newtag->lockfunc = dflt_lock;
257                 newtag->lockfuncarg = NULL;
258         }
259         newtag->segments = NULL;
260
261         /* Take into account any restrictions imposed by our parent tag */
262         if (parent != NULL) {
263                 newtag->lowaddr = MIN(parent->lowaddr, newtag->lowaddr);
264                 newtag->highaddr = MAX(parent->highaddr, newtag->highaddr);
265                 if (newtag->boundary == 0)
266                         newtag->boundary = parent->boundary;
267                 else if (parent->boundary != 0)
268                         newtag->boundary = MIN(parent->boundary,
269                                                newtag->boundary);
270                 if (newtag->filter == NULL) {
271                         /*
272                          * Short circuit looking at our parent directly
273                          * since we have encapsulated all of its information
274                          */
275                         newtag->filter = parent->filter;
276                         newtag->filterarg = parent->filterarg;
277                         newtag->parent = parent->parent;
278                 }
279                 if (newtag->parent != NULL)
280                         atomic_add_int(&parent->ref_count, 1);
281         }
282
283         if (newtag->lowaddr < ptoa((vm_paddr_t)Maxmem)
284          || newtag->alignment > 1)
285                 newtag->flags |= BUS_DMA_COULD_BOUNCE;
286
287         if (((newtag->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0) &&
288             (flags & BUS_DMA_ALLOCNOW) != 0) {
289                 struct bounce_zone *bz;
290
291                 /* Must bounce */
292
293                 if ((error = alloc_bounce_zone(newtag)) != 0) {
294                         free(newtag, M_DEVBUF);
295                         return (error);
296                 }
297                 bz = newtag->bounce_zone;
298
299                 if (ptoa(bz->total_bpages) < maxsize) {
300                         int pages;
301
302                         pages = atop(maxsize) - bz->total_bpages;
303
304                         /* Add pages to our bounce pool */
305                         if (alloc_bounce_pages(newtag, pages) < pages)
306                                 error = ENOMEM;
307                 }
308                 /* Performed initial allocation */
309                 newtag->flags |= BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP;
310         }
311         
312         if (error != 0) {
313                 free(newtag, M_DEVBUF);
314         } else {
315                 *dmat = newtag;
316         }
317         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s returned tag %p tag flags 0x%x error %d",
318             __func__, newtag, (newtag != NULL ? newtag->flags : 0), error);
319         return (error);
320 }
321
322 int
323 bus_dma_tag_destroy(bus_dma_tag_t dmat)
324 {
325         bus_dma_tag_t dmat_copy;
326         int error;
327
328         error = 0;
329         dmat_copy = dmat;
330
331         if (dmat != NULL) {
332
333                 if (dmat->map_count != 0) {
334                         error = EBUSY;
335                         goto out;
336                 }
337
338                 while (dmat != NULL) {
339                         bus_dma_tag_t parent;
340
341                         parent = dmat->parent;
342                         atomic_subtract_int(&dmat->ref_count, 1);
343                         if (dmat->ref_count == 0) {
344                                 if (dmat->segments != NULL)
345                                         free(dmat->segments, M_DEVBUF);
346                                 free(dmat, M_DEVBUF);
347                                 /*
348                                  * Last reference count, so
349                                  * release our reference
350                                  * count on our parent.
351                                  */
352                                 dmat = parent;
353                         } else
354                                 dmat = NULL;
355                 }
356         }
357 out:
358         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s tag %p error %d", __func__, dmat_copy, error);
359         return (error);
360 }
361
362 /*
363  * Allocate a handle for mapping from kva/uva/physical
364  * address space into bus device space.
365  */
366 int
367 bus_dmamap_create(bus_dma_tag_t dmat, int flags, bus_dmamap_t *mapp)
368 {
369         int error;
370
371         error = 0;
372
373         if (dmat->segments == NULL) {
374                 dmat->segments = (bus_dma_segment_t *)malloc(
375                     sizeof(bus_dma_segment_t) * dmat->nsegments, M_DEVBUF,
376                     M_NOWAIT);
377                 if (dmat->segments == NULL) {
378                         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error %d",
379                             __func__, dmat, ENOMEM);
380                         return (ENOMEM);
381                 }
382         }
383
384         /*
385          * Bouncing might be required if the driver asks for an active
386          * exclusion region, a data alignment that is stricter than 1, and/or
387          * an active address boundary.
388          */
389         if (dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) {
390
391                 /* Must bounce */
392                 struct bounce_zone *bz;
393                 int maxpages;
394
395                 if (dmat->bounce_zone == NULL) {
396                         if ((error = alloc_bounce_zone(dmat)) != 0)
397                                 return (error);
398                 }
399                 bz = dmat->bounce_zone;
400
401                 *mapp = (bus_dmamap_t)malloc(sizeof(**mapp), M_DEVBUF,
402                                              M_NOWAIT | M_ZERO);
403                 if (*mapp == NULL) {
404                         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error %d",
405                             __func__, dmat, ENOMEM);
406                         return (ENOMEM);
407                 }
408
409                 /* Initialize the new map */
410                 STAILQ_INIT(&((*mapp)->bpages));
411
412                 /*
413                  * Attempt to add pages to our pool on a per-instance
414                  * basis up to a sane limit.
415                  */
416                 if (dmat->alignment > 1)
417                         maxpages = MAX_BPAGES;
418                 else
419                         maxpages = MIN(MAX_BPAGES, Maxmem -atop(dmat->lowaddr));
420                 if ((dmat->flags & BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP) == 0
421                  || (bz->map_count > 0 && bz->total_bpages < maxpages)) {
422                         int pages;
423
424                         pages = MAX(atop(dmat->maxsize), 1);
425                         pages = MIN(maxpages - bz->total_bpages, pages);
426                         pages = MAX(pages, 1);
427                         if (alloc_bounce_pages(dmat, pages) < pages)
428                                 error = ENOMEM;
429
430                         if ((dmat->flags & BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP) == 0) {
431                                 if (error == 0)
432                                         dmat->flags |= BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP;
433                         } else {
434                                 error = 0;
435                         }
436                 }
437                 bz->map_count++;
438         } else {
439                 *mapp = NULL;
440         }
441         if (error == 0)
442                 dmat->map_count++;
443         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
444             __func__, dmat, dmat->flags, error);
445         return (error);
446 }
447
448 /*
449  * Destroy a handle for mapping from kva/uva/physical
450  * address space into bus device space.
451  */
452 int
453 bus_dmamap_destroy(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map)
454 {
455         if (map != NULL && map != &nobounce_dmamap) {
456                 if (STAILQ_FIRST(&map->bpages) != NULL) {
457                         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error %d",
458                             __func__, dmat, EBUSY);
459                         return (EBUSY);
460                 }
461                 if (dmat->bounce_zone)
462                         dmat->bounce_zone->map_count--;
463                 free(map, M_DEVBUF);
464         }
465         dmat->map_count--;
466         CTR2(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p error 0", __func__, dmat);
467         return (0);
468 }
469
470
471 /*
472  * Allocate a piece of memory that can be efficiently mapped into
473  * bus device space based on the constraints lited in the dma tag.
474  * A dmamap to for use with dmamap_load is also allocated.
475  */
476 int
477 bus_dmamem_alloc(bus_dma_tag_t dmat, void** vaddr, int flags,
478                  bus_dmamap_t *mapp)
479 {
480         int mflags;
481
482         if (flags & BUS_DMA_NOWAIT)
483                 mflags = M_NOWAIT;
484         else
485                 mflags = M_WAITOK;
486
487         /* If we succeed, no mapping/bouncing will be required */
488         *mapp = NULL;
489
490         if (dmat->segments == NULL) {
491                 dmat->segments = (bus_dma_segment_t *)malloc(
492                     sizeof(bus_dma_segment_t) * dmat->nsegments, M_DEVBUF,
493                     mflags);
494                 if (dmat->segments == NULL) {
495                         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
496                             __func__, dmat, dmat->flags, ENOMEM);
497                         return (ENOMEM);
498                 }
499         }
500         if (flags & BUS_DMA_ZERO)
501                 mflags |= M_ZERO;
502
503         /* 
504          * XXX:
505          * (dmat->alignment < dmat->maxsize) is just a quick hack; the exact
506          * alignment guarantees of malloc need to be nailed down, and the
507          * code below should be rewritten to take that into account.
508          *
509          * In the meantime, we'll warn the user if malloc gets it wrong.
510          */
511         if ((dmat->maxsize <= PAGE_SIZE) &&
512            (dmat->alignment < dmat->maxsize) &&
513             dmat->lowaddr >= ptoa((vm_paddr_t)Maxmem)) {
514                 *vaddr = malloc(dmat->maxsize, M_DEVBUF, mflags);
515         } else {
516                 /*
517                  * XXX Use Contigmalloc until it is merged into this facility
518                  *     and handles multi-seg allocations.  Nobody is doing
519                  *     multi-seg allocations yet though.
520                  * XXX Certain AGP hardware does.
521                  */
522                 *vaddr = contigmalloc(dmat->maxsize, M_DEVBUF, mflags,
523                     0ul, dmat->lowaddr, dmat->alignment? dmat->alignment : 1ul,
524                     dmat->boundary);
525         }
526         if (*vaddr == NULL) {
527                 CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
528                     __func__, dmat, dmat->flags, ENOMEM);
529                 return (ENOMEM);
530         } else if ((uintptr_t)*vaddr & (dmat->alignment - 1)) {
531                 printf("bus_dmamem_alloc failed to align memory properly.\n");
532         }
533         if (flags & BUS_DMA_NOCACHE)
534                 pmap_change_attr((vm_offset_t)*vaddr, dmat->maxsize,
535                     PAT_UNCACHEABLE);
536         CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d",
537             __func__, dmat, dmat->flags, 0);
538         return (0);
539 }
540
541 /*
542  * Free a piece of memory and it's allociated dmamap, that was allocated
543  * via bus_dmamem_alloc.  Make the same choice for free/contigfree.
544  */
545 void
546 bus_dmamem_free(bus_dma_tag_t dmat, void *vaddr, bus_dmamap_t map)
547 {
548         /*
549          * dmamem does not need to be bounced, so the map should be
550          * NULL
551          */
552         if (map != NULL)
553                 panic("bus_dmamem_free: Invalid map freed\n");
554         pmap_change_attr((vm_offset_t)vaddr, dmat->maxsize, PAT_WRITE_BACK);
555         if ((dmat->maxsize <= PAGE_SIZE) &&
556            (dmat->alignment < dmat->maxsize) &&
557             dmat->lowaddr >= ptoa((vm_paddr_t)Maxmem))
558                 free(vaddr, M_DEVBUF);
559         else {
560                 contigfree(vaddr, dmat->maxsize, M_DEVBUF);
561         }
562         CTR3(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p flags 0x%x", __func__, dmat, dmat->flags);
563 }
564
565 /*
566  * Utility function to load a linear buffer.  lastaddrp holds state
567  * between invocations (for multiple-buffer loads).  segp contains
568  * the starting segment on entrace, and the ending segment on exit.
569  * first indicates if this is the first invocation of this function.
570  */
571 static __inline int
572 _bus_dmamap_load_buffer(bus_dma_tag_t dmat,
573                         bus_dmamap_t map,
574                         void *buf, bus_size_t buflen,
575                         pmap_t pmap,
576                         int flags,
577                         bus_addr_t *lastaddrp,
578                         bus_dma_segment_t *segs,
579                         int *segp,
580                         int first)
581 {
582         bus_size_t sgsize;
583         bus_addr_t curaddr, lastaddr, baddr, bmask;
584         vm_offset_t vaddr;
585         bus_addr_t paddr;
586         int seg;
587
588         if (map == NULL)
589                 map = &nobounce_dmamap;
590
591         if ((map != &nobounce_dmamap && map->pagesneeded == 0) 
592          && ((dmat->flags & BUS_DMA_COULD_BOUNCE) != 0)) {
593                 vm_offset_t     vendaddr;
594
595                 CTR4(KTR_BUSDMA, "lowaddr= %d Maxmem= %d, boundary= %d, "
596                     "alignment= %d", dmat->lowaddr, ptoa((vm_paddr_t)Maxmem),
597                     dmat->boundary, dmat->alignment);
598                 CTR3(KTR_BUSDMA, "map= %p, nobouncemap= %p, pagesneeded= %d",
599                     map, &nobounce_dmamap, map->pagesneeded);
600                 /*
601                  * Count the number of bounce pages
602                  * needed in order to complete this transfer
603                  */
604                 vaddr = (vm_offset_t)buf;
605                 vendaddr = (vm_offset_t)buf + buflen;
606
607                 while (vaddr < vendaddr) {
608                         if (pmap)
609                                 paddr = pmap_extract(pmap, vaddr);
610                         else
611                                 paddr = pmap_kextract(vaddr);
612                         if (run_filter(dmat, paddr) != 0)
613                                 map->pagesneeded++;
614                         vaddr += (PAGE_SIZE - ((vm_offset_t)vaddr & PAGE_MASK));
615                 }
616                 CTR1(KTR_BUSDMA, "pagesneeded= %d\n", map->pagesneeded);
617         }
618
619         /* Reserve Necessary Bounce Pages */
620         if (map->pagesneeded != 0) {
621                 mtx_lock(&bounce_lock);
622                 if (flags & BUS_DMA_NOWAIT) {
623                         if (reserve_bounce_pages(dmat, map, 0) != 0) {
624                                 mtx_unlock(&bounce_lock);
625                                 return (ENOMEM);
626                         }
627                 } else {
628                         if (reserve_bounce_pages(dmat, map, 1) != 0) {
629                                 /* Queue us for resources */
630                                 map->dmat = dmat;
631                                 map->buf = buf;
632                                 map->buflen = buflen;
633                                 STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_map_waitinglist,
634                                     map, links);
635                                 mtx_unlock(&bounce_lock);
636                                 return (EINPROGRESS);
637                         }
638                 }
639                 mtx_unlock(&bounce_lock);
640         }
641
642         vaddr = (vm_offset_t)buf;
643         lastaddr = *lastaddrp;
644         bmask = ~(dmat->boundary - 1);
645
646         for (seg = *segp; buflen > 0 ; ) {
647                 /*
648                  * Get the physical address for this segment.
649                  */
650                 if (pmap)
651                         curaddr = pmap_extract(pmap, vaddr);
652                 else
653                         curaddr = pmap_kextract(vaddr);
654
655                 /*
656                  * Compute the segment size, and adjust counts.
657                  */
658                 sgsize = PAGE_SIZE - ((u_long)curaddr & PAGE_MASK);
659                 if (sgsize > dmat->maxsegsz)
660                         sgsize = dmat->maxsegsz;
661                 if (buflen < sgsize)
662                         sgsize = buflen;
663
664                 /*
665                  * Make sure we don't cross any boundaries.
666                  */
667                 if (dmat->boundary > 0) {
668                         baddr = (curaddr + dmat->boundary) & bmask;
669                         if (sgsize > (baddr - curaddr))
670                                 sgsize = (baddr - curaddr);
671                 }
672
673                 if (map->pagesneeded != 0 && run_filter(dmat, curaddr))
674                         curaddr = add_bounce_page(dmat, map, vaddr, sgsize);
675
676                 /*
677                  * Insert chunk into a segment, coalescing with
678                  * previous segment if possible.
679                  */
680                 if (first) {
681                         segs[seg].ds_addr = curaddr;
682                         segs[seg].ds_len = sgsize;
683                         first = 0;
684                 } else {
685                         if (curaddr == lastaddr &&
686                             (segs[seg].ds_len + sgsize) <= dmat->maxsegsz &&
687                             (dmat->boundary == 0 ||
688                              (segs[seg].ds_addr & bmask) == (curaddr & bmask)))
689                                 segs[seg].ds_len += sgsize;
690                         else {
691                                 if (++seg >= dmat->nsegments)
692                                         break;
693                                 segs[seg].ds_addr = curaddr;
694                                 segs[seg].ds_len = sgsize;
695                         }
696                 }
697
698                 lastaddr = curaddr + sgsize;
699                 vaddr += sgsize;
700                 buflen -= sgsize;
701         }
702
703         *segp = seg;
704         *lastaddrp = lastaddr;
705
706         /*
707          * Did we fit?
708          */
709         return (buflen != 0 ? EFBIG : 0); /* XXX better return value here? */
710 }
711
712 /*
713  * Map the buffer buf into bus space using the dmamap map.
714  */
715 int
716 bus_dmamap_load(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, void *buf,
717                 bus_size_t buflen, bus_dmamap_callback_t *callback,
718                 void *callback_arg, int flags)
719 {
720         bus_addr_t              lastaddr = 0;
721         int                     error, nsegs = 0;
722
723         if (map != NULL) {
724                 flags |= BUS_DMA_WAITOK;
725                 map->callback = callback;
726                 map->callback_arg = callback_arg;
727         }
728
729         error = _bus_dmamap_load_buffer(dmat, map, buf, buflen, NULL, flags,
730              &lastaddr, dmat->segments, &nsegs, 1);
731
732         CTR5(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d nsegs %d",
733             __func__, dmat, dmat->flags, error, nsegs + 1);
734
735         if (error == EINPROGRESS) {
736                 return (error);
737         }
738
739         if (error)
740                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments, 0, error);
741         else
742                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments, nsegs + 1, 0);
743
744         /*
745          * Return ENOMEM to the caller so that it can pass it up the stack.
746          * This error only happens when NOWAIT is set, so deferal is disabled.
747          */
748         if (error == ENOMEM)
749                 return (error);
750
751         return (0);
752 }
753
754
755 /*
756  * Like _bus_dmamap_load(), but for mbufs.
757  */
758 int
759 bus_dmamap_load_mbuf(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
760                      struct mbuf *m0,
761                      bus_dmamap_callback2_t *callback, void *callback_arg,
762                      int flags)
763 {
764         int nsegs, error;
765
766         M_ASSERTPKTHDR(m0);
767
768         flags |= BUS_DMA_NOWAIT;
769         nsegs = 0;
770         error = 0;
771         if (m0->m_pkthdr.len <= dmat->maxsize) {
772                 int first = 1;
773                 bus_addr_t lastaddr = 0;
774                 struct mbuf *m;
775
776                 for (m = m0; m != NULL && error == 0; m = m->m_next) {
777                         if (m->m_len > 0) {
778                                 error = _bus_dmamap_load_buffer(dmat, map,
779                                                 m->m_data, m->m_len,
780                                                 NULL, flags, &lastaddr,
781                                                 dmat->segments, &nsegs, first);
782                                 first = 0;
783                         }
784                 }
785         } else {
786                 error = EINVAL;
787         }
788
789         if (error) {
790                 /* force "no valid mappings" in callback */
791                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments, 0, 0, error);
792         } else {
793                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments,
794                             nsegs+1, m0->m_pkthdr.len, error);
795         }
796         CTR5(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d nsegs %d",
797             __func__, dmat, dmat->flags, error, nsegs + 1);
798         return (error);
799 }
800
801 int
802 bus_dmamap_load_mbuf_sg(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
803                         struct mbuf *m0, bus_dma_segment_t *segs, int *nsegs,
804                         int flags)
805 {
806         int error;
807
808         M_ASSERTPKTHDR(m0);
809
810         flags |= BUS_DMA_NOWAIT;
811         *nsegs = 0;
812         error = 0;
813         if (m0->m_pkthdr.len <= dmat->maxsize) {
814                 int first = 1;
815                 bus_addr_t lastaddr = 0;
816                 struct mbuf *m;
817
818                 for (m = m0; m != NULL && error == 0; m = m->m_next) {
819                         if (m->m_len > 0) {
820                                 error = _bus_dmamap_load_buffer(dmat, map,
821                                                 m->m_data, m->m_len,
822                                                 NULL, flags, &lastaddr,
823                                                 segs, nsegs, first);
824                                 first = 0;
825                         }
826                 }
827         } else {
828                 error = EINVAL;
829         }
830
831         /* XXX FIXME: Having to increment nsegs is really annoying */
832         ++*nsegs;
833         CTR5(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d nsegs %d",
834             __func__, dmat, dmat->flags, error, *nsegs);
835         return (error);
836 }
837
838 /*
839  * Like _bus_dmamap_load(), but for uios.
840  */
841 int
842 bus_dmamap_load_uio(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
843                     struct uio *uio,
844                     bus_dmamap_callback2_t *callback, void *callback_arg,
845                     int flags)
846 {
847         bus_addr_t lastaddr = 0;
848         int nsegs, error, first, i;
849         bus_size_t resid;
850         struct iovec *iov;
851         pmap_t pmap;
852
853         flags |= BUS_DMA_NOWAIT;
854         resid = uio->uio_resid;
855         iov = uio->uio_iov;
856
857         if (uio->uio_segflg == UIO_USERSPACE) {
858                 KASSERT(uio->uio_td != NULL,
859                         ("bus_dmamap_load_uio: USERSPACE but no proc"));
860                 pmap = vmspace_pmap(uio->uio_td->td_proc->p_vmspace);
861         } else
862                 pmap = NULL;
863
864         nsegs = 0;
865         error = 0;
866         first = 1;
867         for (i = 0; i < uio->uio_iovcnt && resid != 0 && !error; i++) {
868                 /*
869                  * Now at the first iovec to load.  Load each iovec
870                  * until we have exhausted the residual count.
871                  */
872                 bus_size_t minlen =
873                         resid < iov[i].iov_len ? resid : iov[i].iov_len;
874                 caddr_t addr = (caddr_t) iov[i].iov_base;
875
876                 if (minlen > 0) {
877                         error = _bus_dmamap_load_buffer(dmat, map,
878                                         addr, minlen, pmap, flags, &lastaddr,
879                                         dmat->segments, &nsegs, first);
880                         first = 0;
881
882                         resid -= minlen;
883                 }
884         }
885
886         if (error) {
887                 /* force "no valid mappings" in callback */
888                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments, 0, 0, error);
889         } else {
890                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments,
891                             nsegs+1, uio->uio_resid, error);
892         }
893         CTR5(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x error %d nsegs %d",
894             __func__, dmat, dmat->flags, error, nsegs + 1);
895         return (error);
896 }
897
898 /*
899  * Release the mapping held by map.
900  */
901 void
902 _bus_dmamap_unload(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map)
903 {
904         struct bounce_page *bpage;
905
906         while ((bpage = STAILQ_FIRST(&map->bpages)) != NULL) {
907                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&map->bpages, links);
908                 free_bounce_page(dmat, bpage);
909         }
910 }
911
912 void
913 _bus_dmamap_sync(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, bus_dmasync_op_t op)
914 {
915         struct bounce_page *bpage;
916
917         if ((bpage = STAILQ_FIRST(&map->bpages)) != NULL) {
918                 /*
919                  * Handle data bouncing.  We might also
920                  * want to add support for invalidating
921                  * the caches on broken hardware
922                  */
923                 CTR4(KTR_BUSDMA, "%s: tag %p tag flags 0x%x op 0x%x "
924                     "performing bounce", __func__, op, dmat, dmat->flags);
925
926                 if (op & BUS_DMASYNC_PREWRITE) {
927                         while (bpage != NULL) {
928                                 bcopy((void *)bpage->datavaddr,
929                                       (void *)bpage->vaddr,
930                                       bpage->datacount);
931                                 bpage = STAILQ_NEXT(bpage, links);
932                         }
933                         dmat->bounce_zone->total_bounced++;
934                 }
935
936                 if (op & BUS_DMASYNC_POSTREAD) {
937                         while (bpage != NULL) {
938                                 bcopy((void *)bpage->vaddr,
939                                       (void *)bpage->datavaddr,
940                                       bpage->datacount);
941                                 bpage = STAILQ_NEXT(bpage, links);
942                         }
943                         dmat->bounce_zone->total_bounced++;
944                 }
945         }
946 }
947
948 static void
949 init_bounce_pages(void *dummy __unused)
950 {
951
952         total_bpages = 0;
953         STAILQ_INIT(&bounce_zone_list);
954         STAILQ_INIT(&bounce_map_waitinglist);
955         STAILQ_INIT(&bounce_map_callbacklist);
956         mtx_init(&bounce_lock, "bounce pages lock", NULL, MTX_DEF);
957 }
958 SYSINIT(bpages, SI_SUB_LOCK, SI_ORDER_ANY, init_bounce_pages, NULL);
959
960 static struct sysctl_ctx_list *
961 busdma_sysctl_tree(struct bounce_zone *bz)
962 {
963         return (&bz->sysctl_tree);
964 }
965
966 static struct sysctl_oid *
967 busdma_sysctl_tree_top(struct bounce_zone *bz)
968 {
969         return (bz->sysctl_tree_top);
970 }
971
972 static int
973 alloc_bounce_zone(bus_dma_tag_t dmat)
974 {
975         struct bounce_zone *bz;
976
977         /* Check to see if we already have a suitable zone */
978         STAILQ_FOREACH(bz, &bounce_zone_list, links) {
979                 if ((dmat->alignment <= bz->alignment)
980                  && (dmat->lowaddr >= bz->lowaddr)) {
981                         dmat->bounce_zone = bz;
982                         return (0);
983                 }
984         }
985
986         if ((bz = (struct bounce_zone *)malloc(sizeof(*bz), M_DEVBUF,
987             M_NOWAIT | M_ZERO)) == NULL)
988                 return (ENOMEM);
989
990         STAILQ_INIT(&bz->bounce_page_list);
991         bz->free_bpages = 0;
992         bz->reserved_bpages = 0;
993         bz->active_bpages = 0;
994         bz->lowaddr = dmat->lowaddr;
995         bz->alignment = MAX(dmat->alignment, PAGE_SIZE);
996         bz->map_count = 0;
997         snprintf(bz->zoneid, 8, "zone%d", busdma_zonecount);
998         busdma_zonecount++;
999         snprintf(bz->lowaddrid, 18, "%#jx", (uintmax_t)bz->lowaddr);
1000         STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_zone_list, bz, links);
1001         dmat->bounce_zone = bz;
1002
1003         sysctl_ctx_init(&bz->sysctl_tree);
1004         bz->sysctl_tree_top = SYSCTL_ADD_NODE(&bz->sysctl_tree,
1005             SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_hw_busdma), OID_AUTO, bz->zoneid,
1006             CTLFLAG_RD, 0, "");
1007         if (bz->sysctl_tree_top == NULL) {
1008                 sysctl_ctx_free(&bz->sysctl_tree);
1009                 return (0);     /* XXX error code? */
1010         }
1011
1012         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1013             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1014             "total_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->total_bpages, 0,
1015             "Total bounce pages");
1016         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1017             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1018             "free_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->free_bpages, 0,
1019             "Free bounce pages");
1020         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1021             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1022             "reserved_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->reserved_bpages, 0,
1023             "Reserved bounce pages");
1024         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1025             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1026             "active_bpages", CTLFLAG_RD, &bz->active_bpages, 0,
1027             "Active bounce pages");
1028         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1029             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1030             "total_bounced", CTLFLAG_RD, &bz->total_bounced, 0,
1031             "Total bounce requests");
1032         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1033             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1034             "total_deferred", CTLFLAG_RD, &bz->total_deferred, 0,
1035             "Total bounce requests that were deferred");
1036         SYSCTL_ADD_STRING(busdma_sysctl_tree(bz),
1037             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1038             "lowaddr", CTLFLAG_RD, bz->lowaddrid, 0, "");
1039         SYSCTL_ADD_INT(busdma_sysctl_tree(bz),
1040             SYSCTL_CHILDREN(busdma_sysctl_tree_top(bz)), OID_AUTO,
1041             "alignment", CTLFLAG_RD, &bz->alignment, 0, "");
1042
1043         return (0);
1044 }
1045
1046 static int
1047 alloc_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, u_int numpages)
1048 {
1049         struct bounce_zone *bz;
1050         int count;
1051
1052         bz = dmat->bounce_zone;
1053         count = 0;
1054         while (numpages > 0) {
1055                 struct bounce_page *bpage;
1056
1057                 bpage = (struct bounce_page *)malloc(sizeof(*bpage), M_DEVBUF,
1058                                                      M_NOWAIT | M_ZERO);
1059
1060                 if (bpage == NULL)
1061                         break;
1062                 bpage->vaddr = (vm_offset_t)contigmalloc(PAGE_SIZE, M_DEVBUF,
1063                                                          M_NOWAIT, 0ul,
1064                                                          bz->lowaddr,
1065                                                          PAGE_SIZE,
1066                                                          0);
1067                 if (bpage->vaddr == 0) {
1068                         free(bpage, M_DEVBUF);
1069                         break;
1070                 }
1071                 bpage->busaddr = pmap_kextract(bpage->vaddr);
1072                 mtx_lock(&bounce_lock);
1073                 STAILQ_INSERT_TAIL(&bz->bounce_page_list, bpage, links);
1074                 total_bpages++;
1075                 bz->total_bpages++;
1076                 bz->free_bpages++;
1077                 mtx_unlock(&bounce_lock);
1078                 count++;
1079                 numpages--;
1080         }
1081         return (count);
1082 }
1083
1084 static int
1085 reserve_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, int commit)
1086 {
1087         struct bounce_zone *bz;
1088         int pages;
1089
1090         mtx_assert(&bounce_lock, MA_OWNED);
1091         bz = dmat->bounce_zone;
1092         pages = MIN(bz->free_bpages, map->pagesneeded - map->pagesreserved);
1093         if (commit == 0 && map->pagesneeded > (map->pagesreserved + pages))
1094                 return (map->pagesneeded - (map->pagesreserved + pages));
1095         bz->free_bpages -= pages;
1096         bz->reserved_bpages += pages;
1097         map->pagesreserved += pages;
1098         pages = map->pagesneeded - map->pagesreserved;
1099
1100         return (pages);
1101 }
1102
1103 static bus_addr_t
1104 add_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, vm_offset_t vaddr,
1105                 bus_size_t size)
1106 {
1107         struct bounce_zone *bz;
1108         struct bounce_page *bpage;
1109
1110         KASSERT(dmat->bounce_zone != NULL, ("no bounce zone in dma tag"));
1111         KASSERT(map != NULL && map != &nobounce_dmamap,
1112             ("add_bounce_page: bad map %p", map));
1113
1114         bz = dmat->bounce_zone;
1115         if (map->pagesneeded == 0)
1116                 panic("add_bounce_page: map doesn't need any pages");
1117         map->pagesneeded--;
1118
1119         if (map->pagesreserved == 0)
1120                 panic("add_bounce_page: map doesn't need any pages");
1121         map->pagesreserved--;
1122
1123         mtx_lock(&bounce_lock);
1124         bpage = STAILQ_FIRST(&bz->bounce_page_list);
1125         if (bpage == NULL)
1126                 panic("add_bounce_page: free page list is empty");
1127
1128         STAILQ_REMOVE_HEAD(&bz->bounce_page_list, links);
1129         bz->reserved_bpages--;
1130         bz->active_bpages++;
1131         mtx_unlock(&bounce_lock);
1132
1133         if (dmat->flags & BUS_DMA_KEEP_PG_OFFSET) {
1134                 /* Page offset needs to be preserved. */
1135                 bpage->vaddr |= vaddr & PAGE_MASK;
1136                 bpage->busaddr |= vaddr & PAGE_MASK;
1137         }
1138         bpage->datavaddr = vaddr;
1139         bpage->datacount = size;
1140         STAILQ_INSERT_TAIL(&(map->bpages), bpage, links);
1141         return (bpage->busaddr);
1142 }
1143
1144 static void
1145 free_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, struct bounce_page *bpage)
1146 {
1147         struct bus_dmamap *map;
1148         struct bounce_zone *bz;
1149
1150         bz = dmat->bounce_zone;
1151         bpage->datavaddr = 0;
1152         bpage->datacount = 0;
1153         if (dmat->flags & BUS_DMA_KEEP_PG_OFFSET) {
1154                 /*
1155                  * Reset the bounce page to start at offset 0.  Other uses
1156                  * of this bounce page may need to store a full page of
1157                  * data and/or assume it starts on a page boundary.
1158                  */
1159                 bpage->vaddr &= ~PAGE_MASK;
1160                 bpage->busaddr &= ~PAGE_MASK;
1161         }
1162
1163         mtx_lock(&bounce_lock);
1164         STAILQ_INSERT_HEAD(&bz->bounce_page_list, bpage, links);
1165         bz->free_bpages++;
1166         bz->active_bpages--;
1167         if ((map = STAILQ_FIRST(&bounce_map_waitinglist)) != NULL) {
1168                 if (reserve_bounce_pages(map->dmat, map, 1) == 0) {
1169                         STAILQ_REMOVE_HEAD(&bounce_map_waitinglist, links);
1170                         STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_map_callbacklist,
1171                                            map, links);
1172                         busdma_swi_pending = 1;
1173                         bz->total_deferred++;
1174                         swi_sched(vm_ih, 0);
1175                 }
1176         }
1177         mtx_unlock(&bounce_lock);
1178 }
1179
1180 void
1181 busdma_swi(void)
1182 {
1183         bus_dma_tag_t dmat;
1184         struct bus_dmamap *map;
1185
1186         mtx_lock(&bounce_lock);
1187         while ((map = STAILQ_FIRST(&bounce_map_callbacklist)) != NULL) {
1188                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&bounce_map_callbacklist, links);
1189                 mtx_unlock(&bounce_lock);
1190                 dmat = map->dmat;
1191                 (dmat->lockfunc)(dmat->lockfuncarg, BUS_DMA_LOCK);
1192                 bus_dmamap_load(map->dmat, map, map->buf, map->buflen,
1193                                 map->callback, map->callback_arg, /*flags*/0);
1194                 (dmat->lockfunc)(dmat->lockfuncarg, BUS_DMA_UNLOCK);
1195                 mtx_lock(&bounce_lock);
1196         }
1197         mtx_unlock(&bounce_lock);
1198 }