treewide: remove redundant IS_ERR() before error code check
[linux/fpc-iii.git] / Documentation / driver-api / dmaengine / client.rst
bloba9a7a3c84c63d2730d2573896bca9d0fa003da76
1 ====================
2 DMA Engine API Guide
3 ====================
5 Vinod Koul <vinod dot koul at intel.com>
7 .. note:: For DMA Engine usage in async_tx please see:
8           ``Documentation/crypto/async-tx-api.txt``
11 Below is a guide to device driver writers on how to use the Slave-DMA API of the
12 DMA Engine. This is applicable only for slave DMA usage only.
14 DMA usage
15 =========
17 The slave DMA usage consists of following steps:
19 - Allocate a DMA slave channel
21 - Set slave and controller specific parameters
23 - Get a descriptor for transaction
25 - Submit the transaction
27 - Issue pending requests and wait for callback notification
29 The details of these operations are:
31 1. Allocate a DMA slave channel
33    Channel allocation is slightly different in the slave DMA context,
34    client drivers typically need a channel from a particular DMA
35    controller only and even in some cases a specific channel is desired.
36    To request a channel dma_request_chan() API is used.
38    Interface:
40    .. code-block:: c
42       struct dma_chan *dma_request_chan(struct device *dev, const char *name);
44    Which will find and return the ``name`` DMA channel associated with the 'dev'
45    device. The association is done via DT, ACPI or board file based
46    dma_slave_map matching table.
48    A channel allocated via this interface is exclusive to the caller,
49    until dma_release_channel() is called.
51 2. Set slave and controller specific parameters
53    Next step is always to pass some specific information to the DMA
54    driver. Most of the generic information which a slave DMA can use
55    is in struct dma_slave_config. This allows the clients to specify
56    DMA direction, DMA addresses, bus widths, DMA burst lengths etc
57    for the peripheral.
59    If some DMA controllers have more parameters to be sent then they
60    should try to embed struct dma_slave_config in their controller
61    specific structure. That gives flexibility to client to pass more
62    parameters, if required.
64    Interface:
66    .. code-block:: c
68       int dmaengine_slave_config(struct dma_chan *chan,
69                         struct dma_slave_config *config)
71    Please see the dma_slave_config structure definition in dmaengine.h
72    for a detailed explanation of the struct members. Please note
73    that the 'direction' member will be going away as it duplicates the
74    direction given in the prepare call.
76 3. Get a descriptor for transaction
78   For slave usage the various modes of slave transfers supported by the
79   DMA-engine are:
81   - slave_sg: DMA a list of scatter gather buffers from/to a peripheral
83   - dma_cyclic: Perform a cyclic DMA operation from/to a peripheral till the
84     operation is explicitly stopped.
86   - interleaved_dma: This is common to Slave as well as M2M clients. For slave
87     address of devices' fifo could be already known to the driver.
88     Various types of operations could be expressed by setting
89     appropriate values to the 'dma_interleaved_template' members.
91   A non-NULL return of this transfer API represents a "descriptor" for
92   the given transaction.
94   Interface:
96   .. code-block:: c
98      struct dma_async_tx_descriptor *dmaengine_prep_slave_sg(
99                 struct dma_chan *chan, struct scatterlist *sgl,
100                 unsigned int sg_len, enum dma_data_direction direction,
101                 unsigned long flags);
103      struct dma_async_tx_descriptor *dmaengine_prep_dma_cyclic(
104                 struct dma_chan *chan, dma_addr_t buf_addr, size_t buf_len,
105                 size_t period_len, enum dma_data_direction direction);
107      struct dma_async_tx_descriptor *dmaengine_prep_interleaved_dma(
108                 struct dma_chan *chan, struct dma_interleaved_template *xt,
109                 unsigned long flags);
111   The peripheral driver is expected to have mapped the scatterlist for
112   the DMA operation prior to calling dmaengine_prep_slave_sg(), and must
113   keep the scatterlist mapped until the DMA operation has completed.
114   The scatterlist must be mapped using the DMA struct device.
115   If a mapping needs to be synchronized later, dma_sync_*_for_*() must be
116   called using the DMA struct device, too.
117   So, normal setup should look like this:
119   .. code-block:: c
121      nr_sg = dma_map_sg(chan->device->dev, sgl, sg_len);
122         if (nr_sg == 0)
123                 /* error */
125         desc = dmaengine_prep_slave_sg(chan, sgl, nr_sg, direction, flags);
127   Once a descriptor has been obtained, the callback information can be
128   added and the descriptor must then be submitted. Some DMA engine
129   drivers may hold a spinlock between a successful preparation and
130   submission so it is important that these two operations are closely
131   paired.
133   .. note::
135      Although the async_tx API specifies that completion callback
136      routines cannot submit any new operations, this is not the
137      case for slave/cyclic DMA.
139      For slave DMA, the subsequent transaction may not be available
140      for submission prior to callback function being invoked, so
141      slave DMA callbacks are permitted to prepare and submit a new
142      transaction.
144      For cyclic DMA, a callback function may wish to terminate the
145      DMA via dmaengine_terminate_async().
147      Therefore, it is important that DMA engine drivers drop any
148      locks before calling the callback function which may cause a
149      deadlock.
151      Note that callbacks will always be invoked from the DMA
152      engines tasklet, never from interrupt context.
154   Optional: per descriptor metadata
155   ---------------------------------
156   DMAengine provides two ways for metadata support.
158   DESC_METADATA_CLIENT
160     The metadata buffer is allocated/provided by the client driver and it is
161     attached to the descriptor.
163   .. code-block:: c
165      int dmaengine_desc_attach_metadata(struct dma_async_tx_descriptor *desc,
166                                    void *data, size_t len);
168   DESC_METADATA_ENGINE
170     The metadata buffer is allocated/managed by the DMA driver. The client
171     driver can ask for the pointer, maximum size and the currently used size of
172     the metadata and can directly update or read it.
174     Becasue the DMA driver manages the memory area containing the metadata,
175     clients must make sure that they do not try to access or get the pointer
176     after their transfer completion callback has run for the descriptor.
177     If no completion callback has been defined for the transfer, then the
178     metadata must not be accessed after issue_pending.
179     In other words: if the aim is to read back metadata after the transfer is
180     completed, then the client must use completion callback.
182   .. code-block:: c
184      void *dmaengine_desc_get_metadata_ptr(struct dma_async_tx_descriptor *desc,
185                 size_t *payload_len, size_t *max_len);
187      int dmaengine_desc_set_metadata_len(struct dma_async_tx_descriptor *desc,
188                 size_t payload_len);
190   Client drivers can query if a given mode is supported with:
192   .. code-block:: c
194      bool dmaengine_is_metadata_mode_supported(struct dma_chan *chan,
195                 enum dma_desc_metadata_mode mode);
197   Depending on the used mode client drivers must follow different flow.
199   DESC_METADATA_CLIENT
201     - DMA_MEM_TO_DEV / DEV_MEM_TO_MEM:
202       1. prepare the descriptor (dmaengine_prep_*)
203          construct the metadata in the client's buffer
204       2. use dmaengine_desc_attach_metadata() to attach the buffer to the
205          descriptor
206       3. submit the transfer
207     - DMA_DEV_TO_MEM:
208       1. prepare the descriptor (dmaengine_prep_*)
209       2. use dmaengine_desc_attach_metadata() to attach the buffer to the
210          descriptor
211       3. submit the transfer
212       4. when the transfer is completed, the metadata should be available in the
213          attached buffer
215   DESC_METADATA_ENGINE
217     - DMA_MEM_TO_DEV / DEV_MEM_TO_MEM:
218       1. prepare the descriptor (dmaengine_prep_*)
219       2. use dmaengine_desc_get_metadata_ptr() to get the pointer to the
220          engine's metadata area
221       3. update the metadata at the pointer
222       4. use dmaengine_desc_set_metadata_len()  to tell the DMA engine the
223          amount of data the client has placed into the metadata buffer
224       5. submit the transfer
225     - DMA_DEV_TO_MEM:
226       1. prepare the descriptor (dmaengine_prep_*)
227       2. submit the transfer
228       3. on transfer completion, use dmaengine_desc_get_metadata_ptr() to get
229          the pointer to the engine's metadata area
230       4. read out the metadata from the pointer
232   .. note::
234      When DESC_METADATA_ENGINE mode is used the metadata area for the descriptor
235      is no longer valid after the transfer has been completed (valid up to the
236      point when the completion callback returns if used).
238      Mixed use of DESC_METADATA_CLIENT / DESC_METADATA_ENGINE is not allowed,
239      client drivers must use either of the modes per descriptor.
241 4. Submit the transaction
243    Once the descriptor has been prepared and the callback information
244    added, it must be placed on the DMA engine drivers pending queue.
246    Interface:
248    .. code-block:: c
250       dma_cookie_t dmaengine_submit(struct dma_async_tx_descriptor *desc)
252    This returns a cookie can be used to check the progress of DMA engine
253    activity via other DMA engine calls not covered in this document.
255    dmaengine_submit() will not start the DMA operation, it merely adds
256    it to the pending queue. For this, see step 5, dma_async_issue_pending.
258    .. note::
260       After calling ``dmaengine_submit()`` the submitted transfer descriptor
261       (``struct dma_async_tx_descriptor``) belongs to the DMA engine.
262       Consequently, the client must consider invalid the pointer to that
263       descriptor.
265 5. Issue pending DMA requests and wait for callback notification
267    The transactions in the pending queue can be activated by calling the
268    issue_pending API. If channel is idle then the first transaction in
269    queue is started and subsequent ones queued up.
271    On completion of each DMA operation, the next in queue is started and
272    a tasklet triggered. The tasklet will then call the client driver
273    completion callback routine for notification, if set.
275    Interface:
277    .. code-block:: c
279       void dma_async_issue_pending(struct dma_chan *chan);
281 Further APIs:
282 -------------
284 1. Terminate APIs
286    .. code-block:: c
288       int dmaengine_terminate_sync(struct dma_chan *chan)
289       int dmaengine_terminate_async(struct dma_chan *chan)
290       int dmaengine_terminate_all(struct dma_chan *chan) /* DEPRECATED */
292    This causes all activity for the DMA channel to be stopped, and may
293    discard data in the DMA FIFO which hasn't been fully transferred.
294    No callback functions will be called for any incomplete transfers.
296    Two variants of this function are available.
298    dmaengine_terminate_async() might not wait until the DMA has been fully
299    stopped or until any running complete callbacks have finished. But it is
300    possible to call dmaengine_terminate_async() from atomic context or from
301    within a complete callback. dmaengine_synchronize() must be called before it
302    is safe to free the memory accessed by the DMA transfer or free resources
303    accessed from within the complete callback.
305    dmaengine_terminate_sync() will wait for the transfer and any running
306    complete callbacks to finish before it returns. But the function must not be
307    called from atomic context or from within a complete callback.
309    dmaengine_terminate_all() is deprecated and should not be used in new code.
311 2. Pause API
313    .. code-block:: c
315       int dmaengine_pause(struct dma_chan *chan)
317    This pauses activity on the DMA channel without data loss.
319 3. Resume API
321    .. code-block:: c
323        int dmaengine_resume(struct dma_chan *chan)
325    Resume a previously paused DMA channel. It is invalid to resume a
326    channel which is not currently paused.
328 4. Check Txn complete
330    .. code-block:: c
332       enum dma_status dma_async_is_tx_complete(struct dma_chan *chan,
333                 dma_cookie_t cookie, dma_cookie_t *last, dma_cookie_t *used)
335    This can be used to check the status of the channel. Please see
336    the documentation in include/linux/dmaengine.h for a more complete
337    description of this API.
339    This can be used in conjunction with dma_async_is_complete() and
340    the cookie returned from dmaengine_submit() to check for
341    completion of a specific DMA transaction.
343    .. note::
345       Not all DMA engine drivers can return reliable information for
346       a running DMA channel. It is recommended that DMA engine users
347       pause or stop (via dmaengine_terminate_all()) the channel before
348       using this API.
350 5. Synchronize termination API
352    .. code-block:: c
354       void dmaengine_synchronize(struct dma_chan *chan)
356    Synchronize the termination of the DMA channel to the current context.
358    This function should be used after dmaengine_terminate_async() to synchronize
359    the termination of the DMA channel to the current context. The function will
360    wait for the transfer and any running complete callbacks to finish before it
361    returns.
363    If dmaengine_terminate_async() is used to stop the DMA channel this function
364    must be called before it is safe to free memory accessed by previously
365    submitted descriptors or to free any resources accessed within the complete
366    callback of previously submitted descriptors.
368    The behavior of this function is undefined if dma_async_issue_pending() has
369    been called between dmaengine_terminate_async() and this function.