Merge branch 'master' of git://git.theshell.com/dragonfly
[dragonfly.git] / share / man / man9 / bus_dma.9
1 .\"
2 .\" Copyright (c) 2002, 2003, 2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
3 .\"
4 .\" This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
5 .\" by Hiten Pandya <hmp@backplane.com>.
6 .\"
7 .\" Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8 .\" modification, are permitted provided that the following conditions
9 .\" are met:
10 .\"
11 .\" 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13 .\" 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15 .\"    the documentation and/or other materials provided with the
16 .\"    distribution.
17 .\" 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
18 .\"    contributors may be used to endorse or promote products derived
19 .\"    from this software without specific, prior written permission.
20 .\"
21 .\" THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22 .\" ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23 .\" LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
24 .\" FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
25 .\" COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
26 .\" INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
27 .\" BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
28 .\" LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
29 .\" AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
30 .\" OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
31 .\" OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32 .\" SUCH DAMAGE.
33 .\"
34 .\" Copyright (c) 1996, 1997, 1998, 2001 The NetBSD Foundation, Inc.
35 .\" All rights reserved.
36 .\"
37 .\" This code is derived from software contributed to The NetBSD Foundation
38 .\" by Jason R. Thorpe of the Numerical Aerospace Simulation Facility,
39 .\" NASA Ames Research Center.
40 .\"
41 .\" Redistribution and use in source and binary forms, with or without
42 .\" modification, are permitted provided that the following conditions
43 .\" are met:
44 .\" 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
45 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
46 .\" 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
47 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
48 .\"    documentation and/or other materials provided with the distribution.
49 .\" 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
50 .\"    must display the following acknowledgment:
51 .\"     This product includes software developed by the NetBSD
52 .\"     Foundation, Inc. and its contributors.
53 .\" 4. Neither the name of The NetBSD Foundation nor the names of its
54 .\"    contributors may be used to endorse or promote products derived
55 .\"    from this software without specific prior written permission.
56 .\"
57 .\" THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
58 .\" ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
59 .\" TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
60 .\" PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
61 .\" BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
62 .\" CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
63 .\" SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
64 .\" INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
65 .\" CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
66 .\" ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
67 .\" POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
68 .\"
69 .\" $FreeBSD: /repoman/r/ncvs/src/share/man/man9/bus_dma.9,v 1.7 2003/07/27 14:05:29 mux Exp $
70 .\" $NetBSD: bus_dma.9,v 1.25 2002/10/14 13:43:16 wiz Exp $
71 .\"
72 .Dd January 11, 2010
73 .Dt BUS_DMA 9
74 .Os
75 .Sh NAME
76 .Nm bus_dma ,
77 .Nm bus_dma_tag_create ,
78 .Nm bus_dma_tag_destroy ,
79 .Nm bus_dmamap_create ,
80 .Nm bus_dmamap_destroy ,
81 .Nm bus_dmamap_load ,
82 .Nm bus_dmamap_load_mbuf ,
83 .Nm bus_dmamap_load_mbuf_segment ,
84 .Nm bus_dmamap_load_mbuf_defrag ,
85 .Nm bus_dmamap_load_uio ,
86 .Nm bus_dmamap_unload ,
87 .Nm bus_dmamap_sync ,
88 .Nm bus_dmamem_alloc ,
89 .Nm bus_dmamem_coherent ,
90 .Nm bus_dmamem_coherent_any ,
91 .Nm bus_dmamem_free
92 .Nd Bus and Machine Independent DMA Mapping Interface
93 .Sh SYNOPSIS
94 .In sys/bus.h
95 .Ft int
96 .Fn bus_dma_tag_create "bus_dma_tag_t parent" "bus_size_t alignment" \
97 "bus_size_t boundary" "bus_addr_t lowaddr" "bus_addr_t highaddr" \
98 "bus_dma_filter_t *filtfunc" "void *filtfuncarg" "bus_size_t maxsize" \
99 "int nsegments" "bus_size_t maxsegsz" "int flags" "bus_dma_tag_t *dmat"
100 .Ft int
101 .Fn bus_dma_tag_destroy "bus_dma_tag_t dmat"
102 .Ft int
103 .Fn bus_dmamap_create "bus_dma_tag_t dmat" "int flags" "bus_dmamap_t *mapp"
104 .Ft int
105 .Fn bus_dmamap_destroy "bus_dma_tag_t dmat" "bus_dmamap_t map"
106 .Ft int
107 .Fn bus_dmamap_load "bus_dma_tag_t dmat" "bus_dmamap_t map" "void *buf" \
108 "bus_size_t buflen" "bus_dmamap_callback_t *callback" "void *callback_arg" \
109 "int flags"
110 .Ft int
111 .Fn bus_dmamap_load_mbuf "bus_dma_tag_t dmat" "bus_dmamap_t map" \
112 "struct mbuf *mbuf" "bus_dmamap_callback2_t *callback" "void *callback_arg" \
113 "int flags"
114 .Ft int
115 .Fn bus_dmamap_load_mbuf_segment "bus_dma_tag_t dmat" "bus_dmamap_t map" \
116 "struct mbuf *mbuf" "bus_dma_segment_t *segs" "int maxsegs" "int *nsegs" \
117 "int flags"
118 .Ft int
119 .Fn bus_dmamap_load_mbuf_defrag "bus_dma_tag_t dmat" "bus_dmamap_t map" \
120 "struct mbuf **mbuf" "bus_dma_segment_t *segs" "int maxsegs" "int *nsegs" \
121 "int flags"
122 .Ft int
123 .Fn bus_dmamap_load_uio "bus_dma_tag_t dmat" "bus_dmamap_t map" \
124 "struct uio *uio" "bus_dmamap_callback2_t *callback" "void *callback_arg" \
125 "int flags"
126 .Ft int
127 .Fn bus_dmamem_alloc "bus_dma_tag_t dmat" "void **vaddr" \
128 "int flags" "bus_dmamap_t *mapp"
129 .Ft int
130 .Fn bus_dmamem_coherent "bus_dma_tag_t parent" "bus_size_t alignment" \
131 "bus_size_t boundary" "bus_addr_t lowaddr" "bus_addr_t highaddr" \
132 "bus_size_t maxsize" "int flags" "bus_dmamem_t *dmem"
133 .Ft void *
134 .Fn bus_dmamem_coherent_any "bus_dma_tag_t parent" "bus_size_t alignment" \
135 "bus_size_t maxsize" "int flags" "bus_dma_tag_t *dtag" "bus_dmamap_t *dmap" \
136 "bus_addr_t *busaddr"
137 .Ft void
138 .Fn bus_dmamap_unload "bus_dma_tag_t dmat" "bus_dmamap_t map"
139 .Ft void
140 .Fn bus_dmamap_sync "bus_dma_tag_t dmat" "bus_dmamap_t map" \
141 "bus_dmasync_op_t op"
142 .Ft void
143 .Fn bus_dmamem_free "bus_dma_tag_t dmat" "void *vaddr" \
144 "bus_dmamap_t map"
145 .Sh DESCRIPTION
146 Direct Memory Access (DMA) is a method of transferring data
147 without involving the CPU, thus providing higher performance.
148 A DMA transaction can be achieved between device to memory,
149 device to device, or memory to memory.
150 .Pp
151 The
152 .Nm
153 API is a bus, device, and machine-independent (MI) interface to
154 DMA mechanisms.
155 It provides the client with flexibility and simplicity by
156 abstracting machine dependent issues like setting up
157 DMA mappings, handling cache issues, bus specific features
158 and limitations.
159 .Sh STRUCTURES AND TYPES
160 .Bl -tag -width compact
161 .It Vt bus_dma_tag_t
162 A machine-dependent (MD) opaque type that describes the
163 characteristics of DMA transactions.
164 DMA tags are organized into a hierarchy, with each child
165 tag inheriting the restrictions of its parent.
166 This allows all devices along the path of DMA transactions
167 to contribute to the constraints of those transactions.
168 .It Vt bus_dma_filter_t
169 Client specified address filter having the format:
170 .Bl -tag -width compact
171 .It Ft int
172 .Fn "client_filter" "void *filtarg" "bus_addr_t testaddr"
173 .El
174 .sp
175 Address filters can be specified during tag creation to allow
176 for devices who's DMA address restrictions cannot be specified
177 by a single window.
178 The
179 .Fa filtarg
180 is client specified during tag creation to be passed to all
181 invocations of the callback.
182 The
183 .Fa testaddr
184 argument contains a potential starting address of a DMA mapping.
185 The filter function operates on the set of addresses from
186 .Fa testaddr
187 to
188 .Ql trunc_page(testaddr) + PAGE_SIZE - 1 ,
189 inclusive.
190 The filter function should return zero for any mapping in this range
191 that can be accommodated by the device and non-zero otherwise.
192 .It Vt bus_dma_segment_t
193 A machine-dependent type that describes individual
194 DMA segments.
195 .Bd -literal
196         bus_addr_t      ds_addr;
197         bus_size_t      ds_len;
198 .Ed
199 .sp
200 The
201 .Fa ds_addr
202 field contains the device visible address of the DMA segment, and
203 .Fa ds_len
204 contains the length of the DMA segment.
205 Although the DMA segments returned by a mapping call will adhere to
206 all restrictions necessary for a successful DMA operation, some conversion
207 (e.g. a conversion from host byte order to the device's byte order) is
208 almost always required when presenting segment information to the device.
209 .It Vt bus_dmamap_t
210 A machine-dependent opaque type describing an individual mapping.
211 Multiple DMA maps can be associated with one DMA tag.
212 .It Vt bus_dmamem_t
213 A machine-dependent type that describes DMA memory created by
214 .Fn bus_dmamem_coherent .
215 .Bd -literal
216         bus_dma_tag_t   dmem_tag;
217         bus_dmamap_t    dmem_map;
218         void            *dmem_addr;
219         bus_addr_t      dmem_busaddr;
220 .Ed
221 .sp
222 The
223 .Fa dmem_tag
224 field contains the DMA tag of the DMA memory and
225 .Fa dmem_map
226 field contains the DMA map of the DMA memory.
227 The
228 .Fa dmem_addr
229 field points to the allocated DMA memory in kernel virtual address space.
230 The
231 .Fa dmem_busaddr
232 field contains the device visible address of the DMA memory.
233 .It Vt bus_dmamap_callback_t
234 Client specified callback for receiving mapping information resulting from
235 the load of a
236 .Vt bus_dmamap_t
237 via
238 .Fn bus_dmamap_load .
239 Callbacks are of the format:
240 .Bl -tag -width compact
241 .It Ft void
242 .Fn "client_callback" "void *callback_arg" "bus_dma_segment_t *segs" \
243 "int nseg" "int error"
244 .El
245 .sp
246 The
247 .Fa callback_arg
248 is the callback argument passed to dmamap load functions.
249 The
250 .Fa segs
251 and
252 .Fa nseg
253 parameters describe an array of
254 .Vt bus_dma_segment_t
255 structures that represent the mapping.
256 This array is only valid within the scope of the callback function.
257 The success or failure of the mapping is indicated by the
258 .Fa error
259 parameter.
260 More information on the use of callbacks can be found in the
261 description of the individual dmamap load functions.
262 .It Vt bus_dmamap_callback2_t
263 Client specified callback for receiving mapping information resulting from
264 the load of a
265 .Vt bus_dmamap_t
266 via
267 .Fn bus_dmamap_load_uio
268 or
269 .Fn bus_dmamap_load_mbuf .
270 .sp
271 Callback2s are of the format:
272 .Bl -tag -width compact
273 .It Ft void
274 .Fn "client_callback2" "void *callback_arg" "bus_dma_segment_t *segs" \
275 "int nseg" "bus_size_t mapsize" "int error"
276 .El
277 .sp
278 Callback2's behavior is the same as
279 .Vt bus_dmamap_callback_t
280 with the addition that the length of the data mapped is provided via
281 .Fa mapsize .
282 .It Vt bus_dmasync_op_t
283 Memory synchronization operation specifier.
284 Bus DMA requires explicit synchronization of memory with it's device
285 visible mapping in order to guarantee memory coherency.
286 The
287 .Vt bus_dmasync_op_t
288 allows the type of DMA operation that will be or has been performed
289 to be communicated to the system so that the correct coherency measures
290 are taken.
291 All operations specified below are performed from the DMA engine's
292 point of view:
293 .Bl -tag -width BUS_DMASYNC_POSTWRITE
294 .It Dv BUS_DMASYNC_PREREAD
295 Perform any synchronization required after an update of memory by the CPU
296 but prior to DMA read operations.
297 .It Dv BUS_DMASYNC_PREWRITE
298 Perform any synchronization required after an update of memory by the CPU
299 but prior to DMA write operations.
300 .It Dv BUS_DMASYNC_POSTREAD
301 Perform any synchronization required after DMA read operations, but prior
302 to CPU access of the memory.
303 .It Dv BUS_DMASYNC_POSTWRITE
304 Perform any synchronization required after DMA write operations, but prior
305 to CPU access of the memory.
306 .El
307 .El
308 .sp
309 .Sh FUNCTIONS
310 .Bl -tag -width compact
311 .It Fn bus_dma_tag_create "parent" "alignment" "boundary" "lowaddr" \
312 "highaddr" "*filtfunc" "*filtfuncarg" "maxsize" "nsegments" "maxsegsz" \
313 "flags" "*dmat"
314 Allocates a device specific DMA tag, and initializes it according to
315 the arguments provided:
316 .Bl -tag -width *filtfuncarg -compact
317 .It Fa parent
318 Indicates restrictions between the parent bridge, CPU memory, and the
319 device.
320 May be NULL, if no DMA restrictions are to be inherited.
321 .It Fa alignment
322 Alignment constraint, in bytes, of any mappings created using this tag.
323 The alignment must be a power of 2.
324 Hardware that can DMA starting at any address would specify
325 .Em 1
326 for byte alignment.
327 Hardware requiring DMA transfers to start on a multiple of 4K
328 would specify
329 .Em 4096 .
330 .It Fa boundary
331 Boundary constraint, in bytes, of the target DMA memory region.
332 The boundary indicates the set of addresses, all multiples of the
333 boundary argument, that cannot be crossed by a single
334 .Vt bus_dma_segment_t .
335 The boundary must be either a power of 2 or 0.
336 .Ql 0
337 indicates that there are no boundary restrictions.
338 .It Fa lowaddr
339 .It Fa highaddr
340 Bounds of the window of bus address space that
341 .Em cannot
342 be directly accessed by the device.
343 The window contains all address greater than lowaddr and
344 less than or equal to highaddr.
345 For example, a device incapable of DMA above 4GB, would specify
346 a highaddr of
347 .Dv BUS_SPACE_MAXADDR
348 and a lowaddr of
349 .Dv BUS_SPACE_MAXADDR_32BIT .
350 Similarly a device that can only dma to addresses bellow 16MB would
351 specify a highaddr of
352 .Dv BUS_SPACE_MAXADDR
353 and a lowaddr of
354 .Dv BUS_SPACE_MAXADDR_24BIT .
355 Some implementations requires that some region of device visible
356 address space, overlapping available host memory, be outside the
357 window.
358 This area of
359 .Ql safe memory
360 is used to bounce requests that would otherwise conflict with
361 the exclusion window.
362 .It Fa filtfunc
363 Optional filter function (may be NULL) to be called for any attempt to
364 map memory into the window described by
365 .Fa lowaddr
366 and
367 .Fa highaddr .
368 A filter function is only required when the single window described
369 by
370 .Fa lowaddr
371 and
372 .Fa highaddr
373 cannot adequately describe the constraints of the device.
374 The filter function will be called for every machine page
375 that overlaps the exclusion window.
376 .It Fa filtfuncarg
377 Argument passed to all calls to the filter function for this tag.
378 May be NULL.
379 .It Fa maxsize
380 Maximum size, in bytes, of the sum of all segment lengths in a given
381 DMA mapping associated with this tag.
382 .It Fa nsegments
383 Number of discontinuities (scatter/gather segments) allowed
384 in a DMA mapped region.
385 If there is no restriction,
386 .Dv BUS_SPACE_UNRESTRICTED
387 may be specified.
388 .It Fa maxsegsz
389 Maximum size, in bytes, of a segment in any DMA mapped region associated
390 with
391 .Fa dmat .
392 .It Fa flags
393 Are as follows:
394 .Bl -tag -width ".Dv BUS_DMA_PRIVBZONE" -compact
395 .It Dv BUS_DMA_ALLOCNOW
396 Allocate the minimum resources necessary to guarantee that all map load
397 operations associated with this tag may not block.
398 If sufficient resources are not available,
399 .Er ENOMEM
400 is returned.
401 .It Dv BUS_DMA_WAITOK
402 Indicates that it is OK to wait for resources.
403 However,
404 unlike
405 .Xr kmalloc 9 ,
406 it is not guaranteed that the resource allocation will succeed.
407 This flag is the default one,
408 if
409 .Dv BUS_DMA_NOWAIT
410 is not supplied.
411 .It Dv BUS_DMA_NOWAIT
412 If the resource allocation request cannot be immediately fulfilled,
413 .Er ENOMEM
414 is returned.
415 .It Dv BUS_DMA_ONEBPAGE
416 Allocte one bounce page at most,
417 even if the
418 .Fa maxsize
419 indicates that multiple bounce pages are needed.
420 .It Dv BUS_DMA_ALIGNED
421 Indicates that all memory to be loaded into the DMA maps associated
422 with this DMA tag is properly aligned according to
423 .Fa alignment
424 constraint.
425 No resources,
426 e.g. bounce pages,
427 will be allocated due to the
428 .Fa alignment
429 constraint.
430 If unaligned memory was loaded into the DMA maps associated with this DMA tag,
431 system will panic.
432 .It Dv BUS_DMA_PRIVBZONE
433 Uses a private bounce zone instead of a shared one.
434 A private bounce zone will vanish if the DMA tag is destroyed.
435 .It Dv BUS_DMA_ALLOCALL
436 Allocate all required resources (mainly the bounce buffer).
437 If any allocation fails,
438 .Fn bus_dma_tag_create
439 fails.
440 .It Dv BUS_DMA_PROTECTED
441 All of the functions called with the DMA tag are already protected by the
442 caller, so the
443 .Nm
444 code need not protect the internal data structures.
445 .El
446 .It Fa dmat
447 Pointer to a bus_dma_tag_t where the resulting DMA tag will
448 be stored.
449 .El
450 .Pp
451 Returns
452 .Er ENOMEM
453 if sufficient memory is not available for tag creation
454 or allocating mapping resources.
455 .It Fn bus_dma_tag_destroy "dmat"
456 Deallocate the DMA tag
457 .Fa dmat
458 that was created by
459 .Fn bus_dma_tag_create .
460 .Pp
461 Returns
462 .Er EBUSY
463 if any DMA maps remain associated with
464 .Fa dmat
465 or
466 .Ql 0
467 on success.
468 .It Fn bus_dmamap_create "dmat" "flags" "*mapp"
469 Allocates and initializes a DMA map.
470 Arguments are as follows:
471 .Bl -tag -width nsegments -compact
472 .It Fa dmat
473 DMA tag.
474 .It Fa flags
475 Are as follows:
476 .Bl -tag -width ".Dv BUS_DMA_ONEBPAGE" -compact
477 .It Dv BUS_DMA_WAITOK
478 Indicates that it is OK to wait for resources.
479 However,
480 unlike
481 .Xr kmalloc 9 ,
482 it is not guaranteed that the resource allocation will succeed.
483 This flag is the default one,
484 if
485 .Dv BUS_DMA_NOWAIT
486 is not supplied.
487 .It Dv BUS_DMA_NOWAIT
488 If the resource allocation request cannot be immediately fulfilled,
489 .Er ENOMEM
490 is returned.
491 .It Dv BUS_DMA_ONEBPAGE
492 Allocte one bounce page at most,
493 even if the
494 .Fa maxsize
495 used to create the
496 .Fa dmat
497 indicates that multiple bounce pages are needed.
498 .El
499 .It Fa mapp
500 Pointer to a
501 .Vt bus_dmamap_t
502 where the resulting DMA map will be stored.
503 .El
504 .Pp
505 Returns
506 .Er ENOMEM
507 if sufficient memory is not available for creating the
508 map or allocating mapping resources.
509 .It Fn bus_dmamap_destroy "dmat" "map"
510 Frees all resources associated with a given DMA map.
511 Arguments are as follows:
512 .Bl -tag -width dmat -compact
513 .It Fa dmat
514 DMA tag used to allocate
515 .Fa map .
516 .It Fa map
517 The DMA map to destroy.
518 .El
519 .Pp
520 Returns
521 .Er EBUSY
522 if a mapping is still active for
523 .Fa map .
524 .It Fn bus_dmamap_load "dmat" "map" "buf" "buflen" "*callback" "..."
525 Creates a mapping in device visible address space of
526 .Fa buflen
527 bytes of
528 .Fa buf ,
529 associated with the DMA map
530 .Fa map .
531 Arguments are as follows:
532 .Bl -tag -width buflen -compact
533 .It Fa dmat
534 DMA tag used to allocate
535 .Fa map .
536 .It Fa map
537 A DMA map without a currently active mapping.
538 .It Fa buf
539 A kernel virtual address pointer to a contiguous (in KVA) buffer, to be
540 mapped into device visible address space.
541 .It Fa buflen
542 The size of the buffer.
543 .It Fa callback Fa callback_arg
544 The callback function, and its argument.
545 .It Fa flags
546 The value of this argument is currently undefined, and should be
547 specified as
548 .Ql 0 .
549 .El
550 .Pp
551 Return values to the caller are as follows:
552 .Bl -tag -width ".Er EINPROGRESS" -compact
553 .It 0
554 The callback has been called and completed.
555 The status of the mapping has been delivered to the callback.
556 .It Er EINPROGRESS
557 The mapping has been deferred for lack of resources.
558 The callback will be called as soon as resources are available.
559 Callbacks are serviced in FIFO order.
560 DMA maps created from DMA tags that are allocated with
561 the
562 .Dv BUS_DMA_ALLOCNOW
563 flag will never return this status for a load operation.
564 .It Er EINVAL
565 The load request was invalid.
566 The callback has not, and will not be called.
567 This error value may indicate that
568 .Fa dmat ,
569 .Fa map ,
570 .Fa buf ,
571 or
572 .Fa callback
573 were invalid, or
574 .Fa buslen
575 was larger than the
576 .Fa maxsize
577 argument used to create the dma tag
578 .Fa dmat .
579 .El
580 .Pp
581 When the callback is called, it is presented with an error value
582 indicating the disposition of the mapping.
583 Error may be one of the following:
584 .Bl -tag -width ".Er EINPROGRESS" -compact
585 .It 0
586 The mapping was successful and the
587 .Fa dm_segs
588 callback argument contains an array of
589 .Vt bus_dma_segment_t
590 elements describing the mapping.
591 This array is only valid during the scope of the callback function.
592 .It Er EFBIG
593 A mapping could not be achieved within the segment constraints provided
594 in the tag even though the requested allocation size was less than maxsize.
595 .El
596 .It Fn bus_dmamap_load_mbuf "dmat" "map" "mbuf" "callback2" "callback_arg" \
597 "flags"
598 This is a variation of
599 .Fn bus_dmamap_load
600 which maps mbuf chains
601 for DMA transfers.
602 A
603 .Vt bus_size_t
604 argument is also passed to the callback routine, which
605 contains the mbuf chain's packet header length.
606 .Pp
607 Mbuf chains are assumed to be in kernel virtual address space.
608 .Pp
609 Returns
610 .Er EINVAL
611 if the size of the mbuf chain exceeds the maximum limit of the
612 DMA tag.
613 .It Fn bus_dmamap_load_mbuf_segment "dmat" "map" "mbuf" "*segs" "maxsegs" \
614 "*nsegs" "flags"
615 It is like
616 .Fn bus_dmamap_load_mbuf
617 without callback.
618 Segmentation information are saved in the
619 .Fa segs
620 and
621 .Fa nsegs
622 if the loading is successful.
623 The
624 .Fa maxsegs ,
625 which indicates the number of elements in the
626 .Fa segs ,
627 must be set by the caller and must be at least 1 but less than the
628 .Fa nsegments
629 used to create the
630 .Fa dmat .
631 The
632 .Fa flags
633 must have
634 .Dv BUS_DMA_NOWAIT
635 turned on.
636 .Pp
637 This function will not block.
638 When system is short of DMA resources,
639 this function will return
640 .Er ENOMEM ,
641 instead of
642 .Er EINPROGRESS .
643 .It Fn bus_dmamap_load_mbuf_defrag "dmat" "map" "*mbuf" "*segs" "maxsegs" \
644 "*nsegs" "flags"
645 This function is like
646 .Fn bus_dmamap_load_mbuf_segment ,
647 but it will call
648 .Fn m_defrag
649 on the
650 .Fa *mbuf
651 and try reloading,
652 if low level code indicates too many fragments in the
653 .Fa *mbuf ;
654 the
655 .Fa mbuf
656 will be updated under this situation.
657 However,
658 .Fa *mbuf
659 would not be freed by this function,
660 even if
661 .Fn m_defrag
662 failed.
663 .Pp
664 Return
665 .Er ENOBUFS ,
666 if the calling of
667 .Fn m_defrag
668 failed.
669 .It Fn bus_dmamap_load_uio "dmat" "map" "uio" "callback2" "callback_arg" "flags"
670 This is a variation of
671 .Fn bus_dmamap_load
672 which maps buffers pointed to by
673 .Fa uio
674 for DMA transfers.
675 A
676 .Vt bus_size_t
677 argument is also passed to the callback routine, which contains the size of
678 .Fa uio ,
679 i.e.
680 .Fa uio->uio_resid .
681 .Pp
682 If
683 .Fa uio->uio_segflg
684 is
685 .Dv UIO_USERSPACE ,
686 then it is assumed that the buffer,
687 .Fa uio
688 is in
689 .Fa "uio->uio_td->td_proc" Ns 's
690 address space.
691 User space memory must be in-core and wired prior to attempting a map
692 load operation.
693 .It Fn bus_dmamap_unload "dmat" "map"
694 Unloads a DMA map.
695 Arguments are as follows:
696 .Bl -tag -width dmam -compact
697 .It Fa dmat
698 DMA tag used to allocate
699 .Fa map .
700 .It Fa map
701 The DMA map that is to be unloaded.
702 .El
703 .Pp
704 .Fn bus_dmamap_unload
705 will not perform any implicit synchronization of DMA buffers.
706 This must be done explicitly by a call to
707 .Fn bus_dmamap_sync
708 prior to unloading the map.
709 .It Fn bus_dmamap_sync "dmat" "map" "op"
710 Performs synchronization of a device visible mapping with the CPU visible
711 memory referenced by that mapping.
712 Arguments are as follows:
713 .Bl -tag -width dmat -compact
714 .It Fa dmat
715 DMA tag used to allocate
716 .Fa map .
717 .It Fa map
718 The DMA mapping to be synchronized.
719 .It Fa op
720 Type of synchronization operation to perform.
721 See the definition of
722 .Vt bus_dmasync_op_t
723 for a description of the acceptable values for
724 .Fa op .
725 .El
726 .Pp
727 .Fn bus_dmamap_sync
728 is the method used to ensure that CPU and device DMA access to shared
729 memory is coherent.
730 For example, the CPU might be used to setup the contents of a buffer
731 that is to be DMA'ed into a device.
732 To ensure that the data are visible via the device's mapping of that
733 memory, the buffer must be loaded and a dma sync operation of
734 .Dv BUS_DMASYNC_PREREAD
735 must be performed.
736 Additional sync operations must be performed after every CPU write
737 to this memory if additional DMA reads are to be performed.
738 Conversely, for the DMA write case, the buffer must be loaded,
739 and a dma sync operation of
740 .Dv BUS_DMASYNC_PREWRITE
741 must be performed.
742 The CPU will only be able to see the results of this DMA write
743 once the DMA has completed and a
744 .Dv BUS_DMASYNC_POSTWRITE
745 operation has been performed.
746 .Pp
747 If DMA read and write operations are not preceded and followed by the
748 appropriate synchronization operations, behavior is undefined.
749 .It Fn bus_dmamem_alloc "dmat" "**vaddr" "flags" "mapp"
750 Allocates memory that is mapped into KVA at the address returned
751 in
752 .Fa vaddr
753 that is permanently loaded into the newly created
754 .Vt bus_dmamap_t
755 returned via
756 .Fa mapp .
757 Arguments are as follows:
758 .Bl -tag -width alignment -compact
759 .It Fa dmat
760 DMA tag describing the constraints of the DMA mapping.
761 .It Fa vaddr
762 Pointer to a pointer that will hold the returned KVA mapping of
763 the allocated region.
764 .It Fa flags
765 Flags are defined as follows:
766 .Bl -tag -width ".Dv BUS_DMA_NOWAIT" -compact
767 .It Dv BUS_DMA_WAITOK
768 The routine can safely wait (sleep) for resources.
769 .It Dv BUS_DMA_NOWAIT
770 The routine is not allowed to wait for resources.
771 If resources are not available,
772 .Er ENOMEM
773 is returned.
774 .It Dv BUS_DMA_COHERENT
775 Attempt to map this memory such that cache sync operations are
776 as cheap as possible.
777 This flag is typically set on memory that will be accessed by both
778 a CPU and a DMA engine, frequently.
779 Use of this flag does not remove the requirement of using
780 bus_dmamap_sync, but it may reduce the cost of performing
781 these operations.
782 .It Dv BUS_DMA_ZERO
783 Causes the allocated memory to be set to all zeros.
784 .El
785 .It Fa mapp
786 Pointer to storage for the returned DMA map.
787 .El
788 .Pp
789 The size of memory to be allocated is
790 .Fa maxsize
791 as specified in
792 .Fa dmat .
793 .Pp
794 The current implementation of
795 .Fn bus_dmamem_alloc
796 will allocate all requests as a single segment.
797 .Pp
798 Although no explicit loading is required to access the memory
799 referenced by the returned map, the synchronization requirements
800 as described in the
801 .Fn bus_dmamap_sync
802 section still apply.
803 .Pp
804 Returns
805 .Er ENOMEM
806 if sufficient memory is not available for completing
807 the operation.
808 .It Fn bus_dmamem_coherent "parent" "alignment" "boundary" "lowaddr" \
809 "highaddr" "maxsize" "flags" "*dmem"
810 This is a convenient function to create one segment of DMA memory.
811 It combines following
812 .Xr bus_dma 9
813 function calls:
814 .Bd -literal
815         bus_dma_tag_create(..., dtag);
816         bus_dmamem_alloc(*dtag, vaddr, ..., dmap);
817         bus_dmamap_load(*dtag, *dmap, *vaddr, ..., \\
818                         callback, busaddr, ...);
819 .Ed
820 .sp
821 The final results of the above function calls are:
822 DMA tag,
823 DMA map,
824 DMA memory's kernel virtual address and
825 its device visible address.
826 .Fn bus_dmamem_coherent
827 saves the results in
828 .Fa *dmem .
829 .Pp
830 The
831 .Fa parent ,
832 .Fa alignment ,
833 .Fa boundary ,
834 .Fa lowaddr
835 and
836 .Fa highaddr
837 will be passed to
838 .Fn bus_dma_tag_create
839 as they are.
840 The
841 .Fa maxsize
842 will be passed to
843 .Fn bus_dma_tag_create
844 as its
845 .Fa maxsize
846 and
847 .Fa maxsegsz
848 and
849 .Ql 1
850 will be passed to
851 .Fn bus_dma_tag_create
852 as its
853 .Fa nsegments .
854 When
855 .Fn bus_dmamem_alloc
856 is called,
857 .Fa flags
858 will be first or'ed with
859 .Dv BUS_DMA_COHERENT
860 then passed to it.
861 The final results of the above three functions,
862 i.e. DMA tag,
863 DMA map,
864 DMA memory's kernel virtual address and
865 its device visible address,
866 are saved in
867 .Fa *dmem .
868 If any of the three functions failed,
869 this function will return the error code and the
870 .Fa *dmem
871 should not be used.
872 .It Fn bus_dmamem_coherent_any "parent" "alignment" "maxsize" "flags" \
873 "*dtag" "*dmap" "*busaddr"
874 This function is a simplified version of
875 .Fn bus_dmamem_coherent
876 with
877 its
878 .Fa boundary
879 set to
880 .Ql 0 ,
881 .Fa lowaddr
882 set to
883 .Dv BUS_SPACE_MAXADDR
884 and
885 .Fa highaddr
886 set to
887 .Dv BUS_SPACE_MAXADDR .
888 The
889 .Fa parent
890 usually should not be NULL.
891 .Pp
892 Return the DMA memory's kernel virtual address.
893 The DMA tag, DMA map and device visible address are returned in
894 .Fa *dtag ,
895 .Fa *dmap ,
896 and
897 .Fa *busaddr .
898 If this function failed,
899 NULL will be returned;
900 .Fa *dtag ,
901 .Fa *dmap ,
902 and
903 .Fa *busaddr
904 are left unchanged.
905 .It Fn bus_dmamem_free "dmat" "*vaddr" "map"
906 Frees memory previously allocated by
907 .Fn bus_dmamem_alloc .
908 Any mappings
909 will be invalidated.
910 Arguments are as follows:
911 .Bl -tag -width vaddr -compact
912 .It Fa dmat
913 DMA tag.
914 .It Fa vaddr
915 Kernel virtual address of the memory.
916 .It Fa map
917 DMA map to be invalidated.
918 .El
919 .El
920 .Sh RETURN VALUES
921 Behavior is undefined if invalid arguments are passed to
922 any of the above functions.
923 If sufficient resources cannot be allocated for a given
924 transaction,
925 .Er ENOMEM
926 is returned.
927 All
928 routines that are not of type,
929 .Vt void ,
930 will return 0 on success or an error
931 code, as discussed above.
932 .Pp
933 All
934 .Vt void
935 routines will succeed if provided with valid arguments.
936 .Sh SEE ALSO
937 .Xr devclass 9 ,
938 .Xr device 9 ,
939 .Xr driver 9 ,
940 .Xr rman 9
941 .Rs
942 .%A "Jason R. Thorpe"
943 .%T "A Machine-Independent DMA Framework for NetBSD"
944 .%J "Proceedings of the Summer 1998 USENIX Technical Conference"
945 .%Q "USENIX Association"
946 .%D "June 1998"
947 .Re
948 .Sh HISTORY
949 The
950 .Nm
951 interface first appeared in
952 .Nx 1.3 .
953 .Pp
954 The
955 .Nm
956 API was adopted from
957 .Nx
958 for use in the CAM SCSI subsystem.
959 The alterations to the original API were aimed to remove the need for
960 a
961 .Vt bus_dma_segment_t
962 array stored in each
963 .Vt bus_dmamap_t
964 while allowing callers to queue up on scarce resources.
965 .Sh AUTHORS
966 The
967 .Nm
968 interface was designed and implemented by
969 .An Jason R. Thorpe
970 of the Numerical Aerospace Simulation Facility, NASA Ames Research Center.
971 Additional input on the
972 .Nm
973 design was provided by
974 .An -nosplit
975 .An Chris Demetriou ,
976 .An Charles Hannum ,
977 .An Ross Harvey ,
978 .An Matthew Jacob ,
979 .An Jonathan Stone ,
980 and
981 .An Matt Thomas .
982 .Pp
983 This manual page was written by
984 .An Hiten Pandya
985 and
986 .An Justin T. Gibbs .