sys/dev/ata/ata-dma.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1998 - 2008 Søren Schmidt <sos@FreeBSD.org>
   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. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  19  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  20  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  21  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  22  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  23  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  24  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF 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/ata.h>
  33 #include <sys/kernel.h>
  34 #include <sys/endian.h>
  35 #include <sys/malloc.h>
  36 #include <sys/lock.h>
  37 #include <sys/sema.h>
  38 #include <sys/taskqueue.h>
  39 #include <vm/uma.h>
  40 #include <sys/bus.h>
  41 #include <machine/bus.h>
  42 #include <sys/rman.h>
  43 #include <dev/ata/ata-all.h>
  44
  45 /* prototypes */
  46 static void ata_dmasetupc_cb(void *xsc, bus_dma_segment_t *segs, int nsegs, int error);
  47 static void ata_dmaalloc(device_t dev);
  48 static void ata_dmafree(device_t dev);
  49 static void ata_dmasetprd(void *xsc, bus_dma_segment_t *segs, int nsegs, int error);
  50 static int ata_dmaload(struct ata_request *request, void *addr, int *nsegs);
  51 static int ata_dmaunload(struct ata_request *request);
  52
  53 /* local vars */
  54 static MALLOC_DEFINE(M_ATADMA, "ata_dma", "ATA driver DMA");
  55
  56 /* misc defines */
  57 #define MAXTABSZ        PAGE_SIZE
  58 #define MAXWSPCSZ       PAGE_SIZE*2
  59
  60 struct ata_dc_cb_args {
  61     bus_addr_t maddr;
  62     int error;
  63 };
  64
  65 void
  66 ata_dmainit(device_t dev)
  67 {
  68     struct ata_channel *ch = device_get_softc(dev);
  69     struct ata_dc_cb_args dcba;
  70
  71     if (ch->dma.alloc == NULL)
  72         ch->dma.alloc = ata_dmaalloc;
  73     if (ch->dma.free == NULL)
  74         ch->dma.free = ata_dmafree;
  75     if (ch->dma.setprd == NULL)
  76         ch->dma.setprd = ata_dmasetprd;
  77     if (ch->dma.load == NULL)
  78         ch->dma.load = ata_dmaload;
  79     if (ch->dma.unload == NULL)
  80         ch->dma.unload = ata_dmaunload;
  81     if (ch->dma.alignment == 0)
  82         ch->dma.alignment = 2;
  83     if (ch->dma.boundary == 0)
  84         ch->dma.boundary = 65536;
  85     if (ch->dma.segsize == 0)
  86         ch->dma.segsize = 65536;
  87     if (ch->dma.max_iosize == 0)
  88         ch->dma.max_iosize = MIN((ATA_DMA_ENTRIES - 1) * PAGE_SIZE, MAXPHYS);
  89     if (ch->dma.max_address == 0)
  90         ch->dma.max_address = BUS_SPACE_MAXADDR_32BIT;
  91     if (ch->dma.dma_slots == 0)
  92         ch->dma.dma_slots = 1;
  93
  94     if (bus_dma_tag_create(bus_get_dma_tag(dev), ch->dma.alignment, 0,
  95                            ch->dma.max_address, BUS_SPACE_MAXADDR,
  96                            NULL, NULL, ch->dma.max_iosize,
  97                            ATA_DMA_ENTRIES, ch->dma.segsize,
  98                            0, NULL, NULL, &ch->dma.dmatag))
  99         goto error;
 100
 101     if (bus_dma_tag_create(ch->dma.dmatag, PAGE_SIZE, 64 * 1024,
 102                            ch->dma.max_address, BUS_SPACE_MAXADDR,
 103                            NULL, NULL, MAXWSPCSZ, 1, MAXWSPCSZ,
 104                            0, NULL, NULL, &ch->dma.work_tag))
 105         goto error;
 106
 107     if (bus_dmamem_alloc(ch->dma.work_tag, (void **)&ch->dma.work,
 108                          BUS_DMA_WAITOK | BUS_DMA_COHERENT,
 109                          &ch->dma.work_map))
 110         goto error;
 111
 112     if (bus_dmamap_load(ch->dma.work_tag, ch->dma.work_map, ch->dma.work,
 113                         MAXWSPCSZ, ata_dmasetupc_cb, &dcba, 0) ||
 114                         dcba.error) {
 115         bus_dmamem_free(ch->dma.work_tag, ch->dma.work, ch->dma.work_map);
 116         goto error;
 117     }
 118     ch->dma.work_bus = dcba.maddr;
 119     return;
 120
 121 error:
 122     device_printf(dev, "WARNING - DMA initialization failed, disabling DMA\n");
 123     ata_dmafini(dev);
 124 }
 125
 126 void
 127 ata_dmafini(device_t dev)
 128 {
 129     struct ata_channel *ch = device_get_softc(dev);
 130
 131     if (ch->dma.work_bus) {
 132         bus_dmamap_unload(ch->dma.work_tag, ch->dma.work_map);
 133         bus_dmamem_free(ch->dma.work_tag, ch->dma.work, ch->dma.work_map);
 134         ch->dma.work_bus = 0;
 135         ch->dma.work_map = NULL;
 136         ch->dma.work = NULL;
 137     }
 138     if (ch->dma.work_tag) {
 139         bus_dma_tag_destroy(ch->dma.work_tag);
 140         ch->dma.work_tag = NULL;
 141     }
 142     if (ch->dma.dmatag) {
 143         bus_dma_tag_destroy(ch->dma.dmatag);
 144         ch->dma.dmatag = NULL;
 145     }
 146 }
 147
 148 static void
 149 ata_dmasetupc_cb(void *xsc, bus_dma_segment_t *segs, int nsegs, int error)
 150 {
 151     struct ata_dc_cb_args *dcba = (struct ata_dc_cb_args *)xsc;
 152
 153     if (!(dcba->error = error))
 154         dcba->maddr = segs[0].ds_addr;
 155 }
 156
 157 static void
 158 ata_dmaalloc(device_t dev)
 159 {
 160     struct ata_channel *ch = device_get_softc(dev);
 161     struct ata_dc_cb_args dcba;
 162     int i;
 163
 164     /* alloc and setup needed dma slots */
 165     bzero(ch->dma.slot, sizeof(struct ata_dmaslot) * ATA_DMA_SLOTS);
 166     for (i = 0; i < ch->dma.dma_slots; i++) {
 167         struct ata_dmaslot *slot = &ch->dma.slot[i];
 168
 169         if (bus_dma_tag_create(ch->dma.dmatag, PAGE_SIZE, PAGE_SIZE,
 170                                ch->dma.max_address, BUS_SPACE_MAXADDR,
 171                                NULL, NULL, PAGE_SIZE, 1, PAGE_SIZE,
 172                                0, NULL, NULL, &slot->sg_tag)) {
 173             device_printf(ch->dev, "FAILURE - create sg_tag\n");
 174             goto error;
 175         }
 176
 177         if (bus_dmamem_alloc(slot->sg_tag, (void **)&slot->sg, BUS_DMA_WAITOK,
 178                              &slot->sg_map)) {
 179             device_printf(ch->dev, "FAILURE - alloc sg_map\n");
 180             goto error;
 181         }
 182
 183         if (bus_dmamap_load(slot->sg_tag, slot->sg_map, slot->sg, MAXTABSZ,
 184                             ata_dmasetupc_cb, &dcba, 0) || dcba.error) {
 185             device_printf(ch->dev, "FAILURE - load sg\n");
 186             goto error;
 187         }
 188         slot->sg_bus = dcba.maddr;
 189
 190         if (bus_dma_tag_create(ch->dma.dmatag,
 191                                ch->dma.alignment, ch->dma.boundary,
 192                                ch->dma.max_address, BUS_SPACE_MAXADDR,
 193                                NULL, NULL, ch->dma.max_iosize,
 194                                ATA_DMA_ENTRIES, ch->dma.segsize,
 195                                BUS_DMA_ALLOCNOW, NULL, NULL, &slot->data_tag)) {
 196             device_printf(ch->dev, "FAILURE - create data_tag\n");
 197             goto error;
 198         }
 199
 200         if (bus_dmamap_create(slot->data_tag, 0, &slot->data_map)) {
 201             device_printf(ch->dev, "FAILURE - create data_map\n");
 202             goto error;
 203         }
 204     }
 205
 206     return;
 207
 208 error:
 209     device_printf(dev, "WARNING - DMA allocation failed, disabling DMA\n");
 210     ata_dmafree(dev);
 211 }
 212
 213 static void
 214 ata_dmafree(device_t dev)
 215 {
 216     struct ata_channel *ch = device_get_softc(dev);
 217     int i;
 218
 219     /* free all dma slots */
 220     for (i = 0; i < ATA_DMA_SLOTS; i++) {
 221         struct ata_dmaslot *slot = &ch->dma.slot[i];
 222
 223         if (slot->sg_bus) {
 224             bus_dmamap_unload(slot->sg_tag, slot->sg_map);
 225             slot->sg_bus = 0;
 226         }
 227         if (slot->sg_map) {
 228             bus_dmamem_free(slot->sg_tag, slot->sg, slot->sg_map);
 229             bus_dmamap_destroy(slot->sg_tag, slot->sg_map);
 230             slot->sg = NULL;
 231             slot->sg_map = NULL;
 232         }
 233         if (slot->data_map) {
 234             bus_dmamap_destroy(slot->data_tag, slot->data_map);
 235             slot->data_map = NULL;
 236         }
 237         if (slot->sg_tag) {
 238             bus_dma_tag_destroy(slot->sg_tag);
 239             slot->sg_tag = NULL;
 240         }
 241         if (slot->data_tag) {
 242             bus_dma_tag_destroy(slot->data_tag);
 243             slot->data_tag = NULL;
 244         }
 245     }
 246 }
 247
 248 static void
 249 ata_dmasetprd(void *xsc, bus_dma_segment_t *segs, int nsegs, int error)
 250 {
 251     struct ata_dmasetprd_args *args = xsc;
 252     struct ata_dma_prdentry *prd = args->dmatab;
 253     int i;
 254
 255     if ((args->error = error))
 256         return;
 257
 258     for (i = 0; i < nsegs; i++) {
 259         prd[i].addr = htole32(segs[i].ds_addr);
 260         prd[i].count = htole32(segs[i].ds_len);
 261     }
 262     prd[i - 1].count |= htole32(ATA_DMA_EOT);
 263     KASSERT(nsegs <= ATA_DMA_ENTRIES, ("too many DMA segment entries\n"));
 264     args->nsegs = nsegs;
 265 }
 266
 267 static int
 268 ata_dmaload(struct ata_request *request, void *addr, int *entries)
 269 {
 270     struct ata_channel *ch = device_get_softc(request->parent);
 271     struct ata_dmasetprd_args dspa;
 272     int error;
 273
 274     ATA_DEBUG_RQ(request, "dmaload");
 275
 276     if (request->dma) {
 277         device_printf(request->parent,
 278                       "FAILURE - already active DMA on this device\n");
 279         return EIO;
 280     }
 281     if (!request->bytecount) {
 282         device_printf(request->parent,
 283                       "FAILURE - zero length DMA transfer attempted\n");
 284         return EIO;
 285     }
 286     if (request->bytecount & (ch->dma.alignment - 1)) {
 287         device_printf(request->parent,
 288                       "FAILURE - odd-sized DMA transfer attempt %d %% %d\n",
 289                       request->bytecount, ch->dma.alignment);
 290         return EIO;
 291     }
 292     if (request->bytecount > ch->dma.max_iosize) {
 293         device_printf(request->parent,
 294                       "FAILURE - oversized DMA transfer attempt %d > %d\n",
 295                       request->bytecount, ch->dma.max_iosize);
 296         return EIO;
 297     }
 298
 299     /* set our slot. XXX SOS NCQ will change that */
 300     request->dma = &ch->dma.slot[0];
 301
 302     if (addr)
 303         dspa.dmatab = addr;
 304     else
 305         dspa.dmatab = request->dma->sg;
 306
 307 #ifdef ATA_CAM
 308     if (request->flags & ATA_R_DATA_IN_CCB)
 309         error = bus_dmamap_load_ccb(request->dma->data_tag,
 310                                 request->dma->data_map, request->ccb,
 311                                 ch->dma.setprd, &dspa, BUS_DMA_NOWAIT);
 312     else
 313 #endif
 314         error = bus_dmamap_load(request->dma->data_tag, request->dma->data_map,
 315                                 request->data, request->bytecount,
 316                                 ch->dma.setprd, &dspa, BUS_DMA_NOWAIT);
 317     if (error || (error = dspa.error)) {
 318         device_printf(request->parent, "FAILURE - load data\n");
 319         goto error;
 320     }
 321
 322     if (entries)
 323         *entries = dspa.nsegs;
 324
 325     bus_dmamap_sync(request->dma->sg_tag, request->dma->sg_map,
 326                     BUS_DMASYNC_PREWRITE);
 327     bus_dmamap_sync(request->dma->data_tag, request->dma->data_map,
 328                     (request->flags & ATA_R_READ) ?
 329                     BUS_DMASYNC_PREREAD : BUS_DMASYNC_PREWRITE);
 330     return 0;
 331
 332 error:
 333     ata_dmaunload(request);
 334     return EIO;
 335 }
 336
 337 int
 338 ata_dmaunload(struct ata_request *request)
 339 {
 340     ATA_DEBUG_RQ(request, "dmaunload");
 341
 342     if (request->dma) {
 343         bus_dmamap_sync(request->dma->sg_tag, request->dma->sg_map,
 344                         BUS_DMASYNC_POSTWRITE);
 345         bus_dmamap_sync(request->dma->data_tag, request->dma->data_map,
 346                         (request->flags & ATA_R_READ) ?
 347                         BUS_DMASYNC_POSTREAD : BUS_DMASYNC_POSTWRITE);
 348
 349         bus_dmamap_unload(request->dma->data_tag, request->dma->data_map);
 350         request->dma = NULL;
 351     }
 352     return 0;
 353 }