xref: /illumos-gate/usr/src/uts/common/io/virtio/virtio_dma.c (revision 77c0a660417a046bfab6c8ef58d00c181c0264b3)
1 /*
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5  * 1.0 of the CDDL.
6  *
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10  */
11 
12 /*
13  * Copyright 2019 Joyent, Inc.
14  * Copyright 2022 Oxide Computer Company
15  */
16 
17 /*
18  * VIRTIO FRAMEWORK: DMA ROUTINES
19  *
20  * For design and usage documentation, see the comments in "virtio.h".
21  */
22 
23 #include <sys/conf.h>
24 #include <sys/kmem.h>
25 #include <sys/debug.h>
26 #include <sys/modctl.h>
27 #include <sys/autoconf.h>
28 #include <sys/ddi_impldefs.h>
29 #include <sys/ddi.h>
30 #include <sys/sunddi.h>
31 #include <sys/sunndi.h>
32 #include <sys/avintr.h>
33 #include <sys/spl.h>
34 #include <sys/promif.h>
35 #include <sys/list.h>
36 #include <sys/bootconf.h>
37 #include <sys/bootsvcs.h>
38 #include <sys/sysmacros.h>
39 #include <sys/pci.h>
40 
41 #include "virtio.h"
42 #include "virtio_impl.h"
43 
44 typedef int (dma_wait_t)(caddr_t);
45 
46 static dma_wait_t *
47 virtio_dma_wait_from_kmflags(int kmflags)
48 {
49 	switch (kmflags) {
50 	case KM_SLEEP:
51 		return (DDI_DMA_SLEEP);
52 	case KM_NOSLEEP:
53 	case KM_NOSLEEP_LAZY:
54 		return (DDI_DMA_DONTWAIT);
55 	default:
56 		panic("unexpected kmflags value 0x%x", kmflags);
57 	}
58 }
59 
60 void
61 virtio_dma_sync(virtio_dma_t *vidma, int flag)
62 {
63 	VERIFY0(ddi_dma_sync(vidma->vidma_dma_handle, 0, 0, flag));
64 }
65 
66 uint_t
67 virtio_dma_ncookies(virtio_dma_t *vidma)
68 {
69 	return (vidma->vidma_dma_ncookies);
70 }
71 
72 size_t
73 virtio_dma_size(virtio_dma_t *vidma)
74 {
75 	return (vidma->vidma_size);
76 }
77 
78 void *
79 virtio_dma_va(virtio_dma_t *vidma, size_t offset)
80 {
81 	VERIFY3U(offset, <, vidma->vidma_size);
82 
83 	return (vidma->vidma_va + offset);
84 }
85 
86 uint64_t
87 virtio_dma_cookie_pa(virtio_dma_t *vidma, uint_t cookie)
88 {
89 	VERIFY3U(cookie, <, vidma->vidma_dma_ncookies);
90 
91 	return (vidma->vidma_dma_cookies[cookie].dmac_laddress);
92 }
93 
94 size_t
95 virtio_dma_cookie_size(virtio_dma_t *vidma, uint_t cookie)
96 {
97 	VERIFY3U(cookie, <, vidma->vidma_dma_ncookies);
98 
99 	return (vidma->vidma_dma_cookies[cookie].dmac_size);
100 }
101 
102 int
103 virtio_dma_init_handle(virtio_t *vio, virtio_dma_t *vidma,
104     const ddi_dma_attr_t *attr, int kmflags)
105 {
106 	int r;
107 	dev_info_t *dip = vio->vio_dip;
108 	int (*dma_wait)(caddr_t) = virtio_dma_wait_from_kmflags(kmflags);
109 
110 	vidma->vidma_virtio = vio;
111 
112 	/*
113 	 * Ensure we don't try to allocate a second time using the same
114 	 * tracking object.
115 	 */
116 	VERIFY0(vidma->vidma_level);
117 
118 	if ((r = ddi_dma_alloc_handle(dip, (ddi_dma_attr_t *)attr, dma_wait,
119 	    NULL, &vidma->vidma_dma_handle)) != DDI_SUCCESS) {
120 		dev_err(dip, CE_WARN, "DMA handle allocation failed (%x)", r);
121 		goto fail;
122 	}
123 	vidma->vidma_level |= VIRTIO_DMALEVEL_HANDLE_ALLOC;
124 
125 	return (DDI_SUCCESS);
126 
127 fail:
128 	virtio_dma_fini(vidma);
129 	return (DDI_FAILURE);
130 }
131 
132 int
133 virtio_dma_init(virtio_t *vio, virtio_dma_t *vidma, size_t sz,
134     const ddi_dma_attr_t *attr, int dmaflags, int kmflags)
135 {
136 	int r;
137 	dev_info_t *dip = vio->vio_dip;
138 	caddr_t va = NULL;
139 	int (*dma_wait)(caddr_t) = virtio_dma_wait_from_kmflags(kmflags);
140 
141 	if (virtio_dma_init_handle(vio, vidma, attr, kmflags) !=
142 	    DDI_SUCCESS) {
143 		goto fail;
144 	}
145 
146 	if ((r = ddi_dma_mem_alloc(vidma->vidma_dma_handle, sz,
147 	    &virtio_acc_attr,
148 	    dmaflags & (DDI_DMA_STREAMING | DDI_DMA_CONSISTENT),
149 	    dma_wait, NULL, &va, &vidma->vidma_real_size,
150 	    &vidma->vidma_acc_handle)) != DDI_SUCCESS) {
151 		dev_err(dip, CE_WARN, "DMA memory allocation failed (%x)", r);
152 		goto fail;
153 	}
154 	vidma->vidma_level |= VIRTIO_DMALEVEL_MEMORY_ALLOC;
155 
156 	/*
157 	 * Zero the memory to avoid accidental exposure of arbitrary kernel
158 	 * memory.
159 	 */
160 	bzero(va, vidma->vidma_real_size);
161 
162 	if (virtio_dma_bind(vidma, va, sz, dmaflags, kmflags) != DDI_SUCCESS) {
163 		goto fail;
164 	}
165 
166 	return (DDI_SUCCESS);
167 
168 fail:
169 	virtio_dma_fini(vidma);
170 	return (DDI_FAILURE);
171 }
172 
173 int
174 virtio_dma_bind(virtio_dma_t *vidma, void *va, size_t sz, int dmaflags,
175     int kmflags)
176 {
177 	int r;
178 	dev_info_t *dip = vidma->vidma_virtio->vio_dip;
179 	ddi_dma_cookie_t dmac;
180 	int (*dma_wait)(caddr_t) = virtio_dma_wait_from_kmflags(kmflags);
181 
182 	VERIFY(vidma->vidma_level & VIRTIO_DMALEVEL_HANDLE_ALLOC);
183 	VERIFY(!(vidma->vidma_level & VIRTIO_DMALEVEL_HANDLE_BOUND));
184 
185 	vidma->vidma_va = va;
186 	vidma->vidma_size = sz;
187 
188 	if ((r = ddi_dma_addr_bind_handle(vidma->vidma_dma_handle, NULL,
189 	    vidma->vidma_va, vidma->vidma_size, dmaflags, dma_wait, NULL,
190 	    &dmac, &vidma->vidma_dma_ncookies)) != DDI_DMA_MAPPED) {
191 		VERIFY3S(r, !=, DDI_DMA_PARTIAL_MAP);
192 		dev_err(dip, CE_WARN, "DMA handle bind failed (%x)", r);
193 		goto fail;
194 	}
195 	vidma->vidma_level |= VIRTIO_DMALEVEL_HANDLE_BOUND;
196 
197 	if ((vidma->vidma_dma_cookies = kmem_alloc(
198 	    vidma->vidma_dma_ncookies * sizeof (ddi_dma_cookie_t),
199 	    kmflags)) == NULL) {
200 		dev_err(dip, CE_WARN, "DMA cookie array allocation failure");
201 		goto fail;
202 	}
203 	vidma->vidma_level |= VIRTIO_DMALEVEL_COOKIE_ARRAY;
204 
205 	vidma->vidma_dma_cookies[0] = dmac;
206 	for (uint_t n = 1; n < vidma->vidma_dma_ncookies; n++) {
207 		ddi_dma_nextcookie(vidma->vidma_dma_handle,
208 		    &vidma->vidma_dma_cookies[n]);
209 	}
210 
211 	return (DDI_SUCCESS);
212 
213 fail:
214 	virtio_dma_unbind(vidma);
215 	return (DDI_FAILURE);
216 }
217 
218 virtio_dma_t *
219 virtio_dma_alloc(virtio_t *vio, size_t sz, const ddi_dma_attr_t *attr,
220     int dmaflags, int kmflags)
221 {
222 	virtio_dma_t *vidma;
223 
224 	if ((vidma = kmem_zalloc(sizeof (*vidma), kmflags)) == NULL) {
225 		return (NULL);
226 	}
227 
228 	if (virtio_dma_init(vio, vidma, sz, attr, dmaflags, kmflags) !=
229 	    DDI_SUCCESS) {
230 		kmem_free(vidma, sizeof (*vidma));
231 		return (NULL);
232 	}
233 
234 	return (vidma);
235 }
236 
237 virtio_dma_t *
238 virtio_dma_alloc_nomem(virtio_t *vio, const ddi_dma_attr_t *attr, int kmflags)
239 {
240 	virtio_dma_t *vidma;
241 
242 	if ((vidma = kmem_zalloc(sizeof (*vidma), kmflags)) == NULL) {
243 		return (NULL);
244 	}
245 
246 	if (virtio_dma_init_handle(vio, vidma, attr, kmflags) != DDI_SUCCESS) {
247 		kmem_free(vidma, sizeof (*vidma));
248 		return (NULL);
249 	}
250 
251 	return (vidma);
252 }
253 
254 void
255 virtio_dma_fini(virtio_dma_t *vidma)
256 {
257 	virtio_dma_unbind(vidma);
258 
259 	if (vidma->vidma_level & VIRTIO_DMALEVEL_MEMORY_ALLOC) {
260 		ddi_dma_mem_free(&vidma->vidma_acc_handle);
261 
262 		vidma->vidma_level &= ~VIRTIO_DMALEVEL_MEMORY_ALLOC;
263 	}
264 
265 	if (vidma->vidma_level & VIRTIO_DMALEVEL_HANDLE_ALLOC) {
266 		ddi_dma_free_handle(&vidma->vidma_dma_handle);
267 
268 		vidma->vidma_level &= ~VIRTIO_DMALEVEL_HANDLE_ALLOC;
269 	}
270 
271 	VERIFY0(vidma->vidma_level);
272 	bzero(vidma, sizeof (*vidma));
273 }
274 
275 void
276 virtio_dma_unbind(virtio_dma_t *vidma)
277 {
278 	if (vidma->vidma_level & VIRTIO_DMALEVEL_COOKIE_ARRAY) {
279 		kmem_free(vidma->vidma_dma_cookies,
280 		    vidma->vidma_dma_ncookies * sizeof (ddi_dma_cookie_t));
281 
282 		vidma->vidma_level &= ~VIRTIO_DMALEVEL_COOKIE_ARRAY;
283 	}
284 
285 	if (vidma->vidma_level & VIRTIO_DMALEVEL_HANDLE_BOUND) {
286 		VERIFY3U(ddi_dma_unbind_handle(vidma->vidma_dma_handle), ==,
287 		    DDI_SUCCESS);
288 
289 		vidma->vidma_level &= ~VIRTIO_DMALEVEL_HANDLE_BOUND;
290 	}
291 
292 	vidma->vidma_va = 0;
293 	vidma->vidma_size = 0;
294 }
295 
296 void
297 virtio_dma_free(virtio_dma_t *vidma)
298 {
299 	virtio_dma_fini(vidma);
300 	kmem_free(vidma, sizeof (*vidma));
301 }
302