sys/ia64/ia64/busdma_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1997 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/kernel.h>
  33 #include <sys/malloc.h>
  34 #include <sys/mbuf.h>
  35 #include <sys/lock.h>
  36 #include <sys/mutex.h>
  37 #include <sys/bus.h>
  38 #include <sys/interrupt.h>
  39 #include <sys/proc.h>
  40 #include <sys/uio.h>
  41 #include <sys/sysctl.h>
  42
  43 #include <vm/vm.h>
  44 #include <vm/vm_page.h>
  45 #include <vm/vm_map.h>
  46
  47 #include <machine/atomic.h>
  48 #include <machine/bus.h>
  49 #include <machine/md_var.h>
  50
  51 #define MAX_BPAGES 256
  52
  53 struct bus_dma_tag {
  54         bus_dma_tag_t     parent;
  55         bus_size_t        alignment;
  56         bus_size_t        boundary;
  57         bus_addr_t        lowaddr;
  58         bus_addr_t        highaddr;
  59         bus_dma_filter_t *filter;
  60         void             *filterarg;
  61         bus_size_t        maxsize;
  62         u_int             nsegments;
  63         bus_size_t        maxsegsz;
  64         int               flags;
  65         int               ref_count;
  66         int               map_count;
  67         bus_dma_lock_t   *lockfunc;
  68         void             *lockfuncarg;
  69         bus_dma_segment_t *segments;
  70 };
  71
  72 struct bounce_page {
  73         vm_offset_t     vaddr;          /* kva of bounce buffer */
  74         bus_addr_t      busaddr;        /* Physical address */
  75         vm_offset_t     datavaddr;      /* kva of client data */
  76         bus_size_t      datacount;      /* client data count */
  77         STAILQ_ENTRY(bounce_page) links;
  78 };
  79
  80 int busdma_swi_pending;
  81
  82 static struct mtx bounce_lock;
  83 static STAILQ_HEAD(bp_list, bounce_page) bounce_page_list;
  84 static int free_bpages;
  85 static int reserved_bpages;
  86 static int active_bpages;
  87 static int total_bpages;
  88 static int total_bounced;
  89 static int total_deferred;
  90
  91 SYSCTL_NODE(_hw, OID_AUTO, busdma, CTLFLAG_RD, 0, "Busdma parameters");
  92 SYSCTL_INT(_hw_busdma, OID_AUTO, free_bpages, CTLFLAG_RD, &free_bpages, 0,
  93            "Free bounce pages");
  94 SYSCTL_INT(_hw_busdma, OID_AUTO, reserved_bpages, CTLFLAG_RD, &reserved_bpages,
  95            0, "Reserved bounce pages");
  96 SYSCTL_INT(_hw_busdma, OID_AUTO, active_bpages, CTLFLAG_RD, &active_bpages, 0,
  97            "Active bounce pages");
  98 SYSCTL_INT(_hw_busdma, OID_AUTO, total_bpages, CTLFLAG_RD, &total_bpages, 0,
  99            "Total bounce pages");
 100 SYSCTL_INT(_hw_busdma, OID_AUTO, total_bounced, CTLFLAG_RD, &total_bounced, 0,
 101            "Total bounce requests");
 102 SYSCTL_INT(_hw_busdma, OID_AUTO, total_deferred, CTLFLAG_RD, &total_deferred, 0,
 103            "Total bounce requests that were deferred");
 104
 105 struct bus_dmamap {
 106         struct bp_list         bpages;
 107         int                    pagesneeded;
 108         int                    pagesreserved;
 109         bus_dma_tag_t          dmat;
 110         void                  *buf;             /* unmapped buffer pointer */
 111         bus_size_t             buflen;          /* unmapped buffer length */
 112         bus_dmamap_callback_t *callback;
 113         void                  *callback_arg;
 114         STAILQ_ENTRY(bus_dmamap) links;
 115 };
 116
 117 static STAILQ_HEAD(, bus_dmamap) bounce_map_waitinglist;
 118 static STAILQ_HEAD(, bus_dmamap) bounce_map_callbacklist;
 119 static struct bus_dmamap nobounce_dmamap;
 120
 121 static void init_bounce_pages(void *dummy);
 122 static int alloc_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, u_int numpages);
 123 static int reserve_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 124                                 int commit);
 125 static bus_addr_t add_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 126                                    vm_offset_t vaddr, bus_size_t size);
 127 static void free_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, struct bounce_page *bpage);
 128 static __inline int run_filter(bus_dma_tag_t dmat, bus_addr_t paddr,
 129                                bus_size_t len);
 130
 131 /*
 132  * Return true if a match is made.
 133  *
 134  * To find a match walk the chain of bus_dma_tag_t's looking for 'paddr'.
 135  *
 136  * If paddr is within the bounds of the dma tag then call the filter callback
 137  * to check for a match, if there is no filter callback then assume a match.
 138  */
 139 static __inline int
 140 run_filter(bus_dma_tag_t dmat, bus_addr_t paddr, bus_size_t len)
 141 {
 142         bus_size_t bndy;
 143         int retval;
 144
 145         retval = 0;
 146         bndy = dmat->boundary;
 147
 148         do {
 149                 if (((paddr > dmat->lowaddr && paddr <= dmat->highaddr)
 150                  || ((paddr & (dmat->alignment - 1)) != 0)
 151                  || ((paddr & bndy) != ((paddr + len) & bndy)))
 152                  && (dmat->filter == NULL
 153                   || (*dmat->filter)(dmat->filterarg, paddr) != 0))
 154                         retval = 1;
 155
 156                 dmat = dmat->parent;
 157         } while (retval == 0 && dmat != NULL);
 158         return (retval);
 159 }
 160
 161 /*
 162  * Convenience function for manipulating driver locks from busdma (during
 163  * busdma_swi, for example).  Drivers that don't provide their own locks
 164  * should specify &Giant to dmat->lockfuncarg.  Drivers that use their own
 165  * non-mutex locking scheme don't have to use this at all.
 166  */
 167 void
 168 busdma_lock_mutex(void *arg, bus_dma_lock_op_t op)
 169 {
 170         struct mtx *dmtx;
 171
 172         dmtx = (struct mtx *)arg;
 173         switch (op) {
 174         case BUS_DMA_LOCK:
 175                 mtx_lock(dmtx);
 176                 break;
 177         case BUS_DMA_UNLOCK:
 178                 mtx_unlock(dmtx);
 179                 break;
 180         default:
 181                 panic("Unknown operation 0x%x for busdma_lock_mutex!", op);
 182         }
 183 }
 184
 185 /*
 186  * dflt_lock should never get called.  It gets put into the dma tag when
 187  * lockfunc == NULL, which is only valid if the maps that are associated
 188  * with the tag are meant to never be defered.
 189  * XXX Should have a way to identify which driver is responsible here.
 190  */
 191 static void
 192 dflt_lock(void *arg, bus_dma_lock_op_t op)
 193 {
 194         panic("driver error: busdma dflt_lock called");
 195 }
 196
 197 #define BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP BUS_DMA_BUS4
 198 /*
 199  * Allocate a device specific dma_tag.
 200  */
 201 int
 202 bus_dma_tag_create(bus_dma_tag_t parent, bus_size_t alignment,
 203                    bus_size_t boundary, bus_addr_t lowaddr,
 204                    bus_addr_t highaddr, bus_dma_filter_t *filter,
 205                    void *filterarg, bus_size_t maxsize, int nsegments,
 206                    bus_size_t maxsegsz, int flags, bus_dma_lock_t *lockfunc,
 207                    void *lockfuncarg, bus_dma_tag_t *dmat)
 208 {
 209         bus_dma_tag_t newtag;
 210         int error = 0;
 211
 212         /* Basic sanity checking */
 213         if (boundary != 0 && boundary < maxsegsz)
 214                 maxsegsz = boundary;
 215
 216         /* Return a NULL tag on failure */
 217         *dmat = NULL;
 218
 219         newtag = (bus_dma_tag_t)malloc(sizeof(*newtag), M_DEVBUF, M_NOWAIT);
 220         if (newtag == NULL)
 221                 return (ENOMEM);
 222
 223         newtag->parent = parent;
 224         newtag->alignment = alignment;
 225         newtag->boundary = boundary;
 226         newtag->lowaddr = trunc_page(lowaddr) + (PAGE_SIZE - 1);
 227         newtag->highaddr = trunc_page(highaddr) + (PAGE_SIZE - 1);
 228         newtag->filter = filter;
 229         newtag->filterarg = filterarg;
 230         newtag->maxsize = maxsize;
 231         newtag->nsegments = nsegments;
 232         newtag->maxsegsz = maxsegsz;
 233         newtag->flags = flags;
 234         newtag->ref_count = 1; /* Count ourself */
 235         newtag->map_count = 0;
 236         if (lockfunc != NULL) {
 237                 newtag->lockfunc = lockfunc;
 238                 newtag->lockfuncarg = lockfuncarg;
 239         } else {
 240                 newtag->lockfunc = dflt_lock;
 241                 newtag->lockfuncarg = NULL;
 242         }
 243         newtag->segments = NULL;
 244
 245         /* Take into account any restrictions imposed by our parent tag */
 246         if (parent != NULL) {
 247                 newtag->lowaddr = MIN(parent->lowaddr, newtag->lowaddr);
 248                 newtag->highaddr = MAX(parent->highaddr, newtag->highaddr);
 249                 if (newtag->boundary == 0)
 250                         newtag->boundary = parent->boundary;
 251                 else if (parent->boundary != 0)
 252                         newtag->boundary = MIN(parent->boundary,
 253                                                newtag->boundary);
 254                 if (newtag->filter == NULL) {
 255                         /*
 256                          * Short circuit looking at our parent directly
 257                          * since we have encapsulated all of its information
 258                          */
 259                         newtag->filter = parent->filter;
 260                         newtag->filterarg = parent->filterarg;
 261                         newtag->parent = parent->parent;
 262                 }
 263                 if (newtag->parent != NULL)
 264                         atomic_add_int(&parent->ref_count, 1);
 265         }
 266
 267         if (newtag->lowaddr < ptoa(Maxmem) && (flags & BUS_DMA_ALLOCNOW) != 0) {
 268                 /* Must bounce */
 269
 270                 if (ptoa(total_bpages) < maxsize) {
 271                         int pages;
 272
 273                         pages = atop(maxsize) - total_bpages;
 274
 275                         /* Add pages to our bounce pool */
 276                         if (alloc_bounce_pages(newtag, pages) < pages)
 277                                 error = ENOMEM;
 278                 }
 279                 /* Performed initial allocation */
 280                 newtag->flags |= BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP;
 281         }
 282
 283         if (error != 0) {
 284                 free(newtag, M_DEVBUF);
 285         } else {
 286                 *dmat = newtag;
 287         }
 288         return (error);
 289 }
 290
 291 int
 292 bus_dma_tag_destroy(bus_dma_tag_t dmat)
 293 {
 294         if (dmat != NULL) {
 295
 296                 if (dmat->map_count != 0)
 297                         return (EBUSY);
 298
 299                 while (dmat != NULL) {
 300                         bus_dma_tag_t parent;
 301
 302                         parent = dmat->parent;
 303                         atomic_subtract_int(&dmat->ref_count, 1);
 304                         if (dmat->ref_count == 0) {
 305                                 if (dmat->segments != NULL)
 306                                         free(dmat->segments, M_DEVBUF);
 307                                 free(dmat, M_DEVBUF);
 308                                 /*
 309                                  * Last reference count, so
 310                                  * release our reference
 311                                  * count on our parent.
 312                                  */
 313                                 dmat = parent;
 314                         } else
 315                                 dmat = NULL;
 316                 }
 317         }
 318         return (0);
 319 }
 320
 321 /*
 322  * Allocate a handle for mapping from kva/uva/physical
 323  * address space into bus device space.
 324  */
 325 int
 326 bus_dmamap_create(bus_dma_tag_t dmat, int flags, bus_dmamap_t *mapp)
 327 {
 328         int error;
 329
 330         error = 0;
 331
 332         if (dmat->segments == NULL) {
 333                 dmat->segments = (bus_dma_segment_t *)malloc(
 334                     sizeof(bus_dma_segment_t) * dmat->nsegments, M_DEVBUF,
 335                     M_NOWAIT);
 336                 if (dmat->segments == NULL)
 337                         return (ENOMEM);
 338         }
 339
 340         /*
 341          * Bouncing might be required if the driver asks for an active
 342          * exclusion region, a data alignment that is stricter than 1, and/or
 343          * an active address boundary.
 344          */
 345         if (dmat->lowaddr < ptoa(Maxmem)) {
 346                 /* Must bounce */
 347                 int maxpages;
 348
 349                 *mapp = (bus_dmamap_t)malloc(sizeof(**mapp), M_DEVBUF,
 350                                              M_NOWAIT | M_ZERO);
 351                 if (*mapp == NULL)
 352                         return (ENOMEM);
 353
 354                 /* Initialize the new map */
 355                 STAILQ_INIT(&((*mapp)->bpages));
 356
 357                 /*
 358                  * Attempt to add pages to our pool on a per-instance
 359                  * basis up to a sane limit.
 360                  */
 361                 maxpages = MIN(MAX_BPAGES, Maxmem - atop(dmat->lowaddr));
 362                 if ((dmat->flags & BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP) == 0
 363                  || (dmat->map_count > 0 && total_bpages < maxpages)) {
 364                         int pages;
 365
 366                         pages = MAX(atop(dmat->maxsize), 1);
 367                         pages = MIN(maxpages - total_bpages, pages);
 368                         if (alloc_bounce_pages(dmat, pages) < pages)
 369                                 error = ENOMEM;
 370
 371                         if ((dmat->flags & BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP) == 0) {
 372                                 if (error == 0)
 373                                         dmat->flags |= BUS_DMA_MIN_ALLOC_COMP;
 374                         } else {
 375                                 error = 0;
 376                         }
 377                 }
 378         } else {
 379                 *mapp = NULL;
 380         }
 381         if (error == 0)
 382                 dmat->map_count++;
 383         return (error);
 384 }
 385
 386 /*
 387  * Destroy a handle for mapping from kva/uva/physical
 388  * address space into bus device space.
 389  */
 390 int
 391 bus_dmamap_destroy(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map)
 392 {
 393
 394         if (map != NULL && map != &nobounce_dmamap) {
 395                 if (STAILQ_FIRST(&map->bpages) != NULL)
 396                         return (EBUSY);
 397                 free(map, M_DEVBUF);
 398         }
 399         dmat->map_count--;
 400         return (0);
 401 }
 402
 403
 404 /*
 405  * Allocate a piece of memory that can be efficiently mapped into
 406  * bus device space based on the constraints lited in the dma tag.
 407  * A dmamap to for use with dmamap_load is also allocated.
 408  */
 409 int
 410 bus_dmamem_alloc(bus_dma_tag_t dmat, void** vaddr, int flags,
 411                  bus_dmamap_t *mapp)
 412 {
 413         int mflags;
 414
 415         if (flags & BUS_DMA_NOWAIT)
 416                 mflags = M_NOWAIT;
 417         else
 418                 mflags = M_WAITOK;
 419
 420         /* If we succeed, no mapping/bouncing will be required */
 421         *mapp = NULL;
 422
 423         if (dmat->segments == NULL) {
 424                 dmat->segments = (bus_dma_segment_t *)malloc(
 425                     sizeof(bus_dma_segment_t) * dmat->nsegments, M_DEVBUF,
 426                     mflags);
 427                 if (dmat->segments == NULL)
 428                         return (ENOMEM);
 429         }
 430         if (flags & BUS_DMA_ZERO)
 431                 mflags |= M_ZERO;
 432
 433         /*
 434          * XXX:
 435          * (dmat->alignment < dmat->maxsize) is just a quick hack; the exact
 436          * alignment guarantees of malloc need to be nailed down, and the
 437          * code below should be rewritten to take that into account.
 438          *
 439          * In the meantime, we'll warn the user if malloc gets it wrong.
 440          */
 441         if ((dmat->maxsize <= PAGE_SIZE) &&
 442            (dmat->alignment < dmat->maxsize) &&
 443             dmat->lowaddr >= ptoa(Maxmem)) {
 444                 *vaddr = malloc(dmat->maxsize, M_DEVBUF, mflags);
 445         } else {
 446                 /*
 447                  * XXX Use Contigmalloc until it is merged into this facility
 448                  *     and handles multi-seg allocations.  Nobody is doing
 449                  *     multi-seg allocations yet though.
 450                  * XXX Certain AGP hardware does.
 451                  */
 452                 *vaddr = contigmalloc(dmat->maxsize, M_DEVBUF, mflags,
 453                     0ul, dmat->lowaddr, dmat->alignment? dmat->alignment : 1ul,
 454                     dmat->boundary);
 455         }
 456         if (*vaddr == NULL)
 457                 return (ENOMEM);
 458         else if ((uintptr_t)*vaddr & (dmat->alignment - 1))
 459                 printf("bus_dmamem_alloc failed to align memory properly.\n");
 460         return (0);
 461 }
 462
 463 /*
 464  * Free a piece of memory and it's allociated dmamap, that was allocated
 465  * via bus_dmamem_alloc.  Make the same choice for free/contigfree.
 466  */
 467 void
 468 bus_dmamem_free(bus_dma_tag_t dmat, void *vaddr, bus_dmamap_t map)
 469 {
 470         /*
 471          * dmamem does not need to be bounced, so the map should be
 472          * NULL
 473          */
 474         if (map != NULL)
 475                 panic("bus_dmamem_free: Invalid map freed\n");
 476         if ((dmat->maxsize <= PAGE_SIZE) &&
 477            (dmat->alignment < dmat->maxsize) &&
 478             dmat->lowaddr >= ptoa(Maxmem))
 479                 free(vaddr, M_DEVBUF);
 480         else {
 481                 contigfree(vaddr, dmat->maxsize, M_DEVBUF);
 482         }
 483 }
 484
 485 /*
 486  * Utility function to load a linear buffer.  lastaddrp holds state
 487  * between invocations (for multiple-buffer loads).  segp contains
 488  * the starting segment on entrace, and the ending segment on exit.
 489  * first indicates if this is the first invocation of this function.
 490  */
 491 static int
 492 _bus_dmamap_load_buffer(bus_dma_tag_t dmat,
 493                         bus_dmamap_t map,
 494                         void *buf, bus_size_t buflen,
 495                         struct thread *td,
 496                         int flags,
 497                         bus_addr_t *lastaddrp,
 498                         bus_dma_segment_t *segs,
 499                         int *segp,
 500                         int first)
 501 {
 502         bus_size_t sgsize;
 503         bus_addr_t curaddr, lastaddr, baddr, bmask;
 504         vm_offset_t vaddr;
 505         bus_addr_t paddr;
 506         int seg;
 507         pmap_t pmap;
 508
 509         if (map == NULL)
 510                 map = &nobounce_dmamap;
 511
 512         if (td != NULL)
 513                 pmap = vmspace_pmap(td->td_proc->p_vmspace);
 514         else
 515                 pmap = NULL;
 516
 517         if ((dmat->lowaddr < ptoa(Maxmem) || dmat->boundary > 0 ||
 518             dmat->alignment > 1) && map != &nobounce_dmamap &&
 519             map->pagesneeded == 0) {
 520                 vm_offset_t vendaddr;
 521
 522                 /*
 523                  * Count the number of bounce pages
 524                  * needed in order to complete this transfer
 525                  */
 526                 vaddr = trunc_page((vm_offset_t)buf);
 527                 vendaddr = (vm_offset_t)buf + buflen;
 528
 529                 while (vaddr < vendaddr) {
 530                         if (pmap != NULL)
 531                                 paddr = pmap_extract(pmap, vaddr);
 532                         else
 533                                 paddr = pmap_kextract(vaddr);
 534                         if (run_filter(dmat, paddr, 0) != 0)
 535                                 map->pagesneeded++;
 536                         vaddr += PAGE_SIZE;
 537                 }
 538         }
 539
 540         vaddr = (vm_offset_t)buf;
 541
 542         /* Reserve Necessary Bounce Pages */
 543         if (map->pagesneeded != 0) {
 544                 mtx_lock(&bounce_lock);
 545                 if (flags & BUS_DMA_NOWAIT) {
 546                         if (reserve_bounce_pages(dmat, map, 0) != 0) {
 547                                 mtx_unlock(&bounce_lock);
 548                                 return (ENOMEM);
 549                         }
 550                 } else {
 551                         if (reserve_bounce_pages(dmat, map, 1) != 0) {
 552                                 /* Queue us for resources */
 553                                 map->dmat = dmat;
 554                                 map->buf = buf;
 555                                 map->buflen = buflen;
 556                                 STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_map_waitinglist,
 557                                     map, links);
 558                                 mtx_unlock(&bounce_lock);
 559                                 return (EINPROGRESS);
 560                         }
 561                 }
 562                 mtx_unlock(&bounce_lock);
 563         }
 564
 565         lastaddr = *lastaddrp;
 566         bmask = ~(dmat->boundary - 1);
 567
 568         for (seg = *segp; buflen > 0 ; ) {
 569                 /*
 570                  * Get the physical address for this segment.
 571                  */
 572                 if (pmap)
 573                         curaddr = pmap_extract(pmap, vaddr);
 574                 else
 575                         curaddr = pmap_kextract(vaddr);
 576
 577                 /*
 578                  * Compute the segment size, and adjust counts.
 579                  */
 580                 sgsize = PAGE_SIZE - ((u_long)curaddr & PAGE_MASK);
 581                 if (sgsize > dmat->maxsegsz)
 582                         sgsize = dmat->maxsegsz;
 583                 if (buflen < sgsize)
 584                         sgsize = buflen;
 585
 586                 /*
 587                  * Make sure we don't cross any boundaries.
 588                  */
 589                 if (dmat->boundary > 0) {
 590                         baddr = (curaddr + dmat->boundary) & bmask;
 591                         if (sgsize > (baddr - curaddr))
 592                                 sgsize = (baddr - curaddr);
 593                 }
 594
 595                 if (map->pagesneeded != 0 && run_filter(dmat, curaddr, sgsize))
 596                         curaddr = add_bounce_page(dmat, map, vaddr, sgsize);
 597
 598                 /*
 599                  * Insert chunk into a segment, coalescing with
 600                  * previous segment if possible.
 601                  */
 602                 if (first) {
 603                         segs[seg].ds_addr = curaddr;
 604                         segs[seg].ds_len = sgsize;
 605                         first = 0;
 606                 } else {
 607                         if (curaddr == lastaddr &&
 608                             (segs[seg].ds_len + sgsize) <= dmat->maxsegsz &&
 609                             (dmat->boundary == 0 ||
 610                              (segs[seg].ds_addr & bmask) == (curaddr & bmask)))
 611                                 segs[seg].ds_len += sgsize;
 612                         else {
 613                                 if (++seg >= dmat->nsegments)
 614                                         break;
 615                                 segs[seg].ds_addr = curaddr;
 616                                 segs[seg].ds_len = sgsize;
 617                         }
 618                 }
 619
 620                 lastaddr = curaddr + sgsize;
 621                 vaddr += sgsize;
 622                 buflen -= sgsize;
 623         }
 624
 625         *segp = seg;
 626         *lastaddrp = lastaddr;
 627
 628         /*
 629          * Did we fit?
 630          */
 631         return (buflen != 0 ? EFBIG : 0); /* XXX better return value here? */
 632 }
 633
 634 /*
 635  * Map the buffer buf into bus space using the dmamap map.
 636  */
 637 int
 638 bus_dmamap_load(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, void *buf,
 639                 bus_size_t buflen, bus_dmamap_callback_t *callback,
 640                 void *callback_arg, int flags)
 641 {
 642         bus_addr_t              lastaddr = 0;
 643         int                     error, nsegs = 0;
 644
 645         if (map != NULL) {
 646                 flags |= BUS_DMA_WAITOK;
 647                 map->callback = callback;
 648                 map->callback_arg = callback_arg;
 649         }
 650
 651         error = _bus_dmamap_load_buffer(dmat, map, buf, buflen, NULL, flags,
 652             &lastaddr, dmat->segments, &nsegs, 1);
 653
 654         if (error == EINPROGRESS)
 655                 return (error);
 656
 657         if (error)
 658                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments, 0, error);
 659         else
 660                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments, nsegs + 1, 0);
 661
 662         return (0);
 663 }
 664
 665 /*
 666  * Like _bus_dmamap_load(), but for mbufs.
 667  */
 668 int
 669 bus_dmamap_load_mbuf(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 670                      struct mbuf *m0,
 671                      bus_dmamap_callback2_t *callback, void *callback_arg,
 672                      int flags)
 673 {
 674         int nsegs, error;
 675
 676         M_ASSERTPKTHDR(m0);
 677
 678         flags |= BUS_DMA_NOWAIT;
 679         nsegs = 0;
 680         error = 0;
 681         if (m0->m_pkthdr.len <= dmat->maxsize) {
 682                 int first = 1;
 683                 bus_addr_t lastaddr = 0;
 684                 struct mbuf *m;
 685
 686                 for (m = m0; m != NULL && error == 0; m = m->m_next) {
 687                         if (m->m_len > 0) {
 688                                 error = _bus_dmamap_load_buffer(dmat, map,
 689                                                 m->m_data, m->m_len,
 690                                                 NULL, flags, &lastaddr,
 691                                                 dmat->segments, &nsegs, first);
 692                                 first = 0;
 693                         }
 694                 }
 695         } else {
 696                 error = EINVAL;
 697         }
 698
 699         if (error) {
 700                 /* force "no valid mappings" in callback */
 701                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments, 0, 0, error);
 702         } else {
 703                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments, nsegs + 1,
 704                     m0->m_pkthdr.len, error);
 705         }
 706         return (error);
 707 }
 708
 709 int
 710 bus_dmamap_load_mbuf_sg(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 711                         struct mbuf *m0, bus_dma_segment_t *segs,
 712                         int *nsegs, int flags)
 713 {
 714         int error;
 715
 716         M_ASSERTPKTHDR(m0);
 717
 718         flags |= BUS_DMA_NOWAIT;
 719         *nsegs = 0;
 720         error = 0;
 721         if (m0->m_pkthdr.len <= dmat->maxsize) {
 722                 int first = 1;
 723                 bus_addr_t lastaddr = 0;
 724                 struct mbuf *m;
 725
 726                 for (m = m0; m != NULL && error == 0; m = m->m_next) {
 727                         if (m->m_len > 0) {
 728                                 error = _bus_dmamap_load_buffer(dmat, map,
 729                                                 m->m_data, m->m_len,
 730                                                 NULL, flags, &lastaddr,
 731                                                 segs, nsegs, first);
 732                                 first = 0;
 733                         }
 734                 }
 735                 ++*nsegs;
 736         } else {
 737                 error = EINVAL;
 738         }
 739
 740         return (error);
 741 }
 742
 743 /*
 744  * Like _bus_dmamap_load(), but for uios.
 745  */
 746 int
 747 bus_dmamap_load_uio(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map,
 748                     struct uio *uio,
 749                     bus_dmamap_callback2_t *callback, void *callback_arg,
 750                     int flags)
 751 {
 752         bus_addr_t lastaddr;
 753         int nsegs, error, first, i;
 754         bus_size_t resid;
 755         struct iovec *iov;
 756         struct thread *td = NULL;
 757
 758         flags |= BUS_DMA_NOWAIT;
 759         resid = uio->uio_resid;
 760         iov = uio->uio_iov;
 761
 762         if (uio->uio_segflg == UIO_USERSPACE) {
 763                 td = uio->uio_td;
 764                 KASSERT(td != NULL,
 765                         ("bus_dmamap_load_uio: USERSPACE but no proc"));
 766         }
 767
 768         nsegs = 0;
 769         error = 0;
 770         first = 1;
 771         for (i = 0; i < uio->uio_iovcnt && resid != 0 && !error; i++) {
 772                 /*
 773                  * Now at the first iovec to load.  Load each iovec
 774                  * until we have exhausted the residual count.
 775                  */
 776                 bus_size_t minlen =
 777                         resid < iov[i].iov_len ? resid : iov[i].iov_len;
 778                 caddr_t addr = (caddr_t) iov[i].iov_base;
 779
 780                 if (minlen > 0) {
 781                         error = _bus_dmamap_load_buffer(dmat, map, addr,
 782                             minlen, td, flags, &lastaddr, dmat->segments,
 783                             &nsegs, first);
 784                         first = 0;
 785
 786                         resid -= minlen;
 787                 }
 788         }
 789
 790         if (error) {
 791                 /* force "no valid mappings" in callback */
 792                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments, 0, 0, error);
 793         } else {
 794                 (*callback)(callback_arg, dmat->segments, nsegs + 1,
 795                     uio->uio_resid, error);
 796         }
 797         return (error);
 798 }
 799
 800 /*
 801  * Release the mapping held by map.
 802  */
 803 void
 804 _bus_dmamap_unload(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map)
 805 {
 806         struct bounce_page *bpage;
 807
 808         while ((bpage = STAILQ_FIRST(&map->bpages)) != NULL) {
 809                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&map->bpages, links);
 810                 free_bounce_page(dmat, bpage);
 811         }
 812 }
 813
 814 void
 815 _bus_dmamap_sync(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, bus_dmasync_op_t op)
 816 {
 817         struct bounce_page *bpage;
 818
 819         if ((bpage = STAILQ_FIRST(&map->bpages)) != NULL) {
 820                 /*
 821                  * Handle data bouncing.  We might also
 822                  * want to add support for invalidating
 823                  * the caches on broken hardware
 824                  */
 825
 826                 if (op & BUS_DMASYNC_PREWRITE) {
 827                         while (bpage != NULL) {
 828                                 bcopy((void *)bpage->datavaddr,
 829                                       (void *)bpage->vaddr,
 830                                       bpage->datacount);
 831                                 bpage = STAILQ_NEXT(bpage, links);
 832                         }
 833                         total_bounced++;
 834                 }
 835
 836                 if (op & BUS_DMASYNC_POSTREAD) {
 837                         while (bpage != NULL) {
 838                                 bcopy((void *)bpage->vaddr,
 839                                       (void *)bpage->datavaddr,
 840                                       bpage->datacount);
 841                                 bpage = STAILQ_NEXT(bpage, links);
 842                         }
 843                         total_bounced++;
 844                 }
 845         }
 846 }
 847
 848 static void
 849 init_bounce_pages(void *dummy __unused)
 850 {
 851
 852         free_bpages = 0;
 853         reserved_bpages = 0;
 854         active_bpages = 0;
 855         total_bpages = 0;
 856         STAILQ_INIT(&bounce_page_list);
 857         STAILQ_INIT(&bounce_map_waitinglist);
 858         STAILQ_INIT(&bounce_map_callbacklist);
 859         mtx_init(&bounce_lock, "bounce pages lock", NULL, MTX_DEF);
 860 }
 861 SYSINIT(bpages, SI_SUB_LOCK, SI_ORDER_ANY, init_bounce_pages, NULL);
 862
 863 static int
 864 alloc_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, u_int numpages)
 865 {
 866         int count;
 867
 868         count = 0;
 869         while (numpages > 0) {
 870                 struct bounce_page *bpage;
 871
 872                 bpage = (struct bounce_page *)malloc(sizeof(*bpage), M_DEVBUF,
 873                                                      M_NOWAIT | M_ZERO);
 874
 875                 if (bpage == NULL)
 876                         break;
 877                 bpage->vaddr = (vm_offset_t)contigmalloc(PAGE_SIZE, M_DEVBUF,
 878                                                          M_NOWAIT, 0ul,
 879                                                          dmat->lowaddr,
 880                                                          PAGE_SIZE,
 881                                                          dmat->boundary);
 882                 if (bpage->vaddr == 0) {
 883                         free(bpage, M_DEVBUF);
 884                         break;
 885                 }
 886                 bpage->busaddr = pmap_kextract(bpage->vaddr);
 887                 mtx_lock(&bounce_lock);
 888                 STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_page_list, bpage, links);
 889                 total_bpages++;
 890                 free_bpages++;
 891                 mtx_unlock(&bounce_lock);
 892                 count++;
 893                 numpages--;
 894         }
 895         return (count);
 896 }
 897
 898 static int
 899 reserve_bounce_pages(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, int commit)
 900 {
 901         int pages;
 902
 903         mtx_assert(&bounce_lock, MA_OWNED);
 904         pages = MIN(free_bpages, map->pagesneeded - map->pagesreserved);
 905         if (commit == 0 && map->pagesneeded > (map->pagesreserved + pages))
 906                 return (map->pagesneeded - (map->pagesreserved + pages));
 907         free_bpages -= pages;
 908         reserved_bpages += pages;
 909         map->pagesreserved += pages;
 910         pages = map->pagesneeded - map->pagesreserved;
 911
 912         return (pages);
 913 }
 914
 915 static bus_addr_t
 916 add_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, bus_dmamap_t map, vm_offset_t vaddr,
 917                 bus_size_t size)
 918 {
 919         struct bounce_page *bpage;
 920
 921         KASSERT(map != NULL && map != &nobounce_dmamap,
 922             ("add_bounce_page: bad map %p", map));
 923
 924         if (map->pagesneeded == 0)
 925                 panic("add_bounce_page: map doesn't need any pages");
 926         map->pagesneeded--;
 927
 928         if (map->pagesreserved == 0)
 929                 panic("add_bounce_page: map doesn't need any pages");
 930         map->pagesreserved--;
 931
 932         mtx_lock(&bounce_lock);
 933         bpage = STAILQ_FIRST(&bounce_page_list);
 934         if (bpage == NULL)
 935                 panic("add_bounce_page: free page list is empty");
 936
 937         STAILQ_REMOVE_HEAD(&bounce_page_list, links);
 938         reserved_bpages--;
 939         active_bpages++;
 940         mtx_unlock(&bounce_lock);
 941
 942         if (dmat->flags & BUS_DMA_KEEP_PG_OFFSET) {
 943                 /* Page offset needs to be preserved. */
 944                 bpage->vaddr |= vaddr & PAGE_MASK;
 945                 bpage->busaddr |= vaddr & PAGE_MASK;
 946         }
 947         bpage->datavaddr = vaddr;
 948         bpage->datacount = size;
 949         STAILQ_INSERT_TAIL(&(map->bpages), bpage, links);
 950         return (bpage->busaddr);
 951 }
 952
 953 static void
 954 free_bounce_page(bus_dma_tag_t dmat, struct bounce_page *bpage)
 955 {
 956         struct bus_dmamap *map;
 957
 958         bpage->datavaddr = 0;
 959         bpage->datacount = 0;
 960         if (dmat->flags & BUS_DMA_KEEP_PG_OFFSET) {
 961                 /*
 962                  * Reset the bounce page to start at offset 0.  Other uses
 963                  * of this bounce page may need to store a full page of
 964                  * data and/or assume it starts on a page boundary.
 965                  */
 966                 bpage->vaddr &= ~PAGE_MASK;
 967                 bpage->busaddr &= ~PAGE_MASK;
 968         }
 969
 970         mtx_lock(&bounce_lock);
 971         STAILQ_INSERT_HEAD(&bounce_page_list, bpage, links);
 972         free_bpages++;
 973         active_bpages--;
 974         if ((map = STAILQ_FIRST(&bounce_map_waitinglist)) != NULL) {
 975                 if (reserve_bounce_pages(map->dmat, map, 1) == 0) {
 976                         STAILQ_REMOVE_HEAD(&bounce_map_waitinglist, links);
 977                         STAILQ_INSERT_TAIL(&bounce_map_callbacklist,
 978                                            map, links);
 979                         busdma_swi_pending = 1;
 980                         total_deferred++;
 981                         swi_sched(vm_ih, 0);
 982                 }
 983         }
 984         mtx_unlock(&bounce_lock);
 985 }
 986
 987 void
 988 busdma_swi(void)
 989 {
 990         bus_dma_tag_t dmat;
 991         struct bus_dmamap *map;
 992
 993         mtx_lock(&bounce_lock);
 994         while ((map = STAILQ_FIRST(&bounce_map_callbacklist)) != NULL) {
 995                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&bounce_map_callbacklist, links);
 996                 mtx_unlock(&bounce_lock);
 997                 dmat = map->dmat;
 998                 (dmat->lockfunc)(dmat->lockfuncarg, BUS_DMA_LOCK);
 999                 bus_dmamap_load(map->dmat, map, map->buf, map->buflen,
1000                                 map->callback, map->callback_arg, /*flags*/0);
1001                 (dmat->lockfunc)(dmat->lockfuncarg, BUS_DMA_UNLOCK);
1002                 mtx_lock(&bounce_lock);
1003         }
1004         mtx_unlock(&bounce_lock);
1005 }