bus/pci: support I/O port operations with musl
[dpdk.git] / drivers / bus / pci / linux / pci_uio.c
1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation
3  */
4
5 #include <string.h>
6 #include <unistd.h>
7 #include <fcntl.h>
8 #include <dirent.h>
9 #include <inttypes.h>
10 #include <sys/stat.h>
11 #include <sys/mman.h>
12 #include <sys/sysmacros.h>
13 #include <linux/pci_regs.h>
14
15 #if defined(RTE_ARCH_X86)
16 #include <sys/io.h>
17 #endif
18
19 #include <rte_string_fns.h>
20 #include <rte_log.h>
21 #include <rte_pci.h>
22 #include <rte_bus_pci.h>
23 #include <rte_common.h>
24 #include <rte_malloc.h>
25
26 #include "eal_filesystem.h"
27 #include "pci_init.h"
28 #include "private.h"
29
30 void *pci_map_addr = NULL;
31
32 #define OFF_MAX              ((uint64_t)(off_t)-1)
33
34 int
35 pci_uio_read_config(const struct rte_intr_handle *intr_handle,
36                     void *buf, size_t len, off_t offset)
37 {
38         return pread(intr_handle->uio_cfg_fd, buf, len, offset);
39 }
40
41 int
42 pci_uio_write_config(const struct rte_intr_handle *intr_handle,
43                      const void *buf, size_t len, off_t offset)
44 {
45         return pwrite(intr_handle->uio_cfg_fd, buf, len, offset);
46 }
47
48 static int
49 pci_uio_set_bus_master(int dev_fd)
50 {
51         uint16_t reg;
52         int ret;
53
54         ret = pread(dev_fd, &reg, sizeof(reg), PCI_COMMAND);
55         if (ret != sizeof(reg)) {
56                 RTE_LOG(ERR, EAL,
57                         "Cannot read command from PCI config space!\n");
58                 return -1;
59         }
60
61         /* return if bus mastering is already on */
62         if (reg & PCI_COMMAND_MASTER)
63                 return 0;
64
65         reg |= PCI_COMMAND_MASTER;
66
67         ret = pwrite(dev_fd, &reg, sizeof(reg), PCI_COMMAND);
68         if (ret != sizeof(reg)) {
69                 RTE_LOG(ERR, EAL,
70                         "Cannot write command to PCI config space!\n");
71                 return -1;
72         }
73
74         return 0;
75 }
76
77 static int
78 pci_mknod_uio_dev(const char *sysfs_uio_path, unsigned uio_num)
79 {
80         FILE *f;
81         char filename[PATH_MAX];
82         int ret;
83         unsigned major, minor;
84         dev_t dev;
85
86         /* get the name of the sysfs file that contains the major and minor
87          * of the uio device and read its content */
88         snprintf(filename, sizeof(filename), "%s/dev", sysfs_uio_path);
89
90         f = fopen(filename, "r");
91         if (f == NULL) {
92                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): cannot open sysfs to get major:minor\n",
93                         __func__);
94                 return -1;
95         }
96
97         ret = fscanf(f, "%u:%u", &major, &minor);
98         if (ret != 2) {
99                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): cannot parse sysfs to get major:minor\n",
100                         __func__);
101                 fclose(f);
102                 return -1;
103         }
104         fclose(f);
105
106         /* create the char device "mknod /dev/uioX c major minor" */
107         snprintf(filename, sizeof(filename), "/dev/uio%u", uio_num);
108         dev = makedev(major, minor);
109         ret = mknod(filename, S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR, dev);
110         if (ret != 0) {
111                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): mknod() failed %s\n",
112                         __func__, strerror(errno));
113                 return -1;
114         }
115
116         return ret;
117 }
118
119 /*
120  * Return the uioX char device used for a pci device. On success, return
121  * the UIO number and fill dstbuf string with the path of the device in
122  * sysfs. On error, return a negative value. In this case dstbuf is
123  * invalid.
124  */
125 static int
126 pci_get_uio_dev(struct rte_pci_device *dev, char *dstbuf,
127                            unsigned int buflen, int create)
128 {
129         struct rte_pci_addr *loc = &dev->addr;
130         int uio_num = -1;
131         struct dirent *e;
132         DIR *dir;
133         char dirname[PATH_MAX];
134
135         /* depending on kernel version, uio can be located in uio/uioX
136          * or uio:uioX */
137
138         snprintf(dirname, sizeof(dirname),
139                         "%s/" PCI_PRI_FMT "/uio", rte_pci_get_sysfs_path(),
140                         loc->domain, loc->bus, loc->devid, loc->function);
141
142         dir = opendir(dirname);
143         if (dir == NULL) {
144                 /* retry with the parent directory */
145                 snprintf(dirname, sizeof(dirname),
146                                 "%s/" PCI_PRI_FMT, rte_pci_get_sysfs_path(),
147                                 loc->domain, loc->bus, loc->devid, loc->function);
148                 dir = opendir(dirname);
149
150                 if (dir == NULL) {
151                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot opendir %s\n", dirname);
152                         return -1;
153                 }
154         }
155
156         /* take the first file starting with "uio" */
157         while ((e = readdir(dir)) != NULL) {
158                 /* format could be uio%d ...*/
159                 int shortprefix_len = sizeof("uio") - 1;
160                 /* ... or uio:uio%d */
161                 int longprefix_len = sizeof("uio:uio") - 1;
162                 char *endptr;
163
164                 if (strncmp(e->d_name, "uio", 3) != 0)
165                         continue;
166
167                 /* first try uio%d */
168                 errno = 0;
169                 uio_num = strtoull(e->d_name + shortprefix_len, &endptr, 10);
170                 if (errno == 0 && endptr != (e->d_name + shortprefix_len)) {
171                         snprintf(dstbuf, buflen, "%s/uio%u", dirname, uio_num);
172                         break;
173                 }
174
175                 /* then try uio:uio%d */
176                 errno = 0;
177                 uio_num = strtoull(e->d_name + longprefix_len, &endptr, 10);
178                 if (errno == 0 && endptr != (e->d_name + longprefix_len)) {
179                         snprintf(dstbuf, buflen, "%s/uio:uio%u", dirname, uio_num);
180                         break;
181                 }
182         }
183         closedir(dir);
184
185         /* No uio resource found */
186         if (e == NULL)
187                 return -1;
188
189         /* create uio device if we've been asked to */
190         if (rte_eal_create_uio_dev() && create &&
191                         pci_mknod_uio_dev(dstbuf, uio_num) < 0)
192                 RTE_LOG(WARNING, EAL, "Cannot create /dev/uio%u\n", uio_num);
193
194         return uio_num;
195 }
196
197 void
198 pci_uio_free_resource(struct rte_pci_device *dev,
199                 struct mapped_pci_resource *uio_res)
200 {
201         rte_free(uio_res);
202
203         if (dev->intr_handle.uio_cfg_fd >= 0) {
204                 close(dev->intr_handle.uio_cfg_fd);
205                 dev->intr_handle.uio_cfg_fd = -1;
206         }
207         if (dev->intr_handle.fd >= 0) {
208                 close(dev->intr_handle.fd);
209                 dev->intr_handle.fd = -1;
210                 dev->intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_UNKNOWN;
211         }
212 }
213
214 int
215 pci_uio_alloc_resource(struct rte_pci_device *dev,
216                 struct mapped_pci_resource **uio_res)
217 {
218         char dirname[PATH_MAX];
219         char cfgname[PATH_MAX];
220         char devname[PATH_MAX]; /* contains the /dev/uioX */
221         int uio_num;
222         struct rte_pci_addr *loc;
223
224         loc = &dev->addr;
225
226         /* find uio resource */
227         uio_num = pci_get_uio_dev(dev, dirname, sizeof(dirname), 1);
228         if (uio_num < 0) {
229                 RTE_LOG(WARNING, EAL, "  "PCI_PRI_FMT" not managed by UIO driver, "
230                                 "skipping\n", loc->domain, loc->bus, loc->devid, loc->function);
231                 return 1;
232         }
233         snprintf(devname, sizeof(devname), "/dev/uio%u", uio_num);
234
235         /* save fd if in primary process */
236         dev->intr_handle.fd = open(devname, O_RDWR);
237         if (dev->intr_handle.fd < 0) {
238                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n",
239                         devname, strerror(errno));
240                 goto error;
241         }
242
243         snprintf(cfgname, sizeof(cfgname),
244                         "/sys/class/uio/uio%u/device/config", uio_num);
245         dev->intr_handle.uio_cfg_fd = open(cfgname, O_RDWR);
246         if (dev->intr_handle.uio_cfg_fd < 0) {
247                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n",
248                         cfgname, strerror(errno));
249                 goto error;
250         }
251
252         if (dev->kdrv == RTE_PCI_KDRV_IGB_UIO)
253                 dev->intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_UIO;
254         else {
255                 dev->intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_UIO_INTX;
256
257                 /* set bus master that is not done by uio_pci_generic */
258                 if (pci_uio_set_bus_master(dev->intr_handle.uio_cfg_fd)) {
259                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot set up bus mastering!\n");
260                         goto error;
261                 }
262         }
263
264         /* allocate the mapping details for secondary processes*/
265         *uio_res = rte_zmalloc("UIO_RES", sizeof(**uio_res), 0);
266         if (*uio_res == NULL) {
267                 RTE_LOG(ERR, EAL,
268                         "%s(): cannot store uio mmap details\n", __func__);
269                 goto error;
270         }
271
272         strlcpy((*uio_res)->path, devname, sizeof((*uio_res)->path));
273         memcpy(&(*uio_res)->pci_addr, &dev->addr, sizeof((*uio_res)->pci_addr));
274
275         return 0;
276
277 error:
278         pci_uio_free_resource(dev, *uio_res);
279         return -1;
280 }
281
282 int
283 pci_uio_map_resource_by_index(struct rte_pci_device *dev, int res_idx,
284                 struct mapped_pci_resource *uio_res, int map_idx)
285 {
286         int fd = -1;
287         char devname[PATH_MAX];
288         void *mapaddr;
289         struct rte_pci_addr *loc;
290         struct pci_map *maps;
291         int wc_activate = 0;
292
293         if (dev->driver != NULL)
294                 wc_activate = dev->driver->drv_flags & RTE_PCI_DRV_WC_ACTIVATE;
295
296         loc = &dev->addr;
297         maps = uio_res->maps;
298
299         /* allocate memory to keep path */
300         maps[map_idx].path = rte_malloc(NULL, sizeof(devname), 0);
301         if (maps[map_idx].path == NULL) {
302                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot allocate memory for path: %s\n",
303                                 strerror(errno));
304                 return -1;
305         }
306
307         /*
308          * open resource file, to mmap it
309          */
310         if (wc_activate) {
311                 /* update devname for mmap  */
312                 snprintf(devname, sizeof(devname),
313                         "%s/" PCI_PRI_FMT "/resource%d_wc",
314                         rte_pci_get_sysfs_path(),
315                         loc->domain, loc->bus, loc->devid,
316                         loc->function, res_idx);
317
318                 fd = open(devname, O_RDWR);
319                 if (fd < 0 && errno != ENOENT) {
320                         RTE_LOG(INFO, EAL, "%s cannot be mapped. "
321                                 "Fall-back to non prefetchable mode.\n",
322                                 devname);
323                 }
324         }
325
326         if (!wc_activate || fd < 0) {
327                 snprintf(devname, sizeof(devname),
328                         "%s/" PCI_PRI_FMT "/resource%d",
329                         rte_pci_get_sysfs_path(),
330                         loc->domain, loc->bus, loc->devid,
331                         loc->function, res_idx);
332
333                 /* then try to map resource file */
334                 fd = open(devname, O_RDWR);
335                 if (fd < 0) {
336                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n",
337                                 devname, strerror(errno));
338                         goto error;
339                 }
340         }
341
342         /* try mapping somewhere close to the end of hugepages */
343         if (pci_map_addr == NULL)
344                 pci_map_addr = pci_find_max_end_va();
345
346         mapaddr = pci_map_resource(pci_map_addr, fd, 0,
347                         (size_t)dev->mem_resource[res_idx].len, 0);
348         close(fd);
349         if (mapaddr == NULL)
350                 goto error;
351
352         pci_map_addr = RTE_PTR_ADD(mapaddr,
353                         (size_t)dev->mem_resource[res_idx].len);
354
355         pci_map_addr = RTE_PTR_ALIGN(pci_map_addr, sysconf(_SC_PAGE_SIZE));
356
357         maps[map_idx].phaddr = dev->mem_resource[res_idx].phys_addr;
358         maps[map_idx].size = dev->mem_resource[res_idx].len;
359         maps[map_idx].addr = mapaddr;
360         maps[map_idx].offset = 0;
361         strcpy(maps[map_idx].path, devname);
362         dev->mem_resource[res_idx].addr = mapaddr;
363
364         return 0;
365
366 error:
367         rte_free(maps[map_idx].path);
368         return -1;
369 }
370
371 #define PIO_MAX 0x10000
372
373 #if defined(RTE_ARCH_X86)
374 int
375 pci_uio_ioport_map(struct rte_pci_device *dev, int bar,
376                    struct rte_pci_ioport *p)
377 {
378         FILE *f = NULL;
379         char dirname[PATH_MAX];
380         char filename[PATH_MAX];
381         char buf[BUFSIZ];
382         uint64_t phys_addr, end_addr, flags;
383         unsigned long base;
384         int i;
385
386         /* open and read addresses of the corresponding resource in sysfs */
387         snprintf(filename, sizeof(filename), "%s/" PCI_PRI_FMT "/resource",
388                 rte_pci_get_sysfs_path(), dev->addr.domain, dev->addr.bus,
389                 dev->addr.devid, dev->addr.function);
390         f = fopen(filename, "r");
391         if (f == NULL) {
392                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot open sysfs resource: %s\n",
393                         __func__, strerror(errno));
394                 return -1;
395         }
396
397         for (i = 0; i < bar + 1; i++) {
398                 if (fgets(buf, sizeof(buf), f) == NULL) {
399                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot read sysfs resource\n", __func__);
400                         goto error;
401                 }
402         }
403         if (pci_parse_one_sysfs_resource(buf, sizeof(buf), &phys_addr,
404                 &end_addr, &flags) < 0)
405                 goto error;
406
407         if (flags & IORESOURCE_IO) {
408                 if (rte_eal_iopl_init()) {
409                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): insufficient ioport permissions for PCI device %s\n",
410                                 __func__, dev->name);
411                         goto error;
412                 }
413
414                 base = (unsigned long)phys_addr;
415                 if (base > PIO_MAX) {
416                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): %08lx too large PIO resource\n", __func__, base);
417                         goto error;
418                 }
419
420                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): PIO BAR %08lx detected\n", __func__, base);
421         } else if (flags & IORESOURCE_MEM) {
422                 base = (unsigned long)dev->mem_resource[bar].addr;
423                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "%s(): MMIO BAR %08lx detected\n", __func__, base);
424         } else {
425                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): unknown BAR type\n", __func__);
426                 goto error;
427         }
428
429         /* FIXME only for primary process ? */
430         if (dev->intr_handle.type == RTE_INTR_HANDLE_UNKNOWN) {
431                 int uio_num = pci_get_uio_dev(dev, dirname, sizeof(dirname), 0);
432                 if (uio_num < 0) {
433                         RTE_LOG(ERR, EAL, "cannot open %s: %s\n",
434                                 dirname, strerror(errno));
435                         goto error;
436                 }
437
438                 snprintf(filename, sizeof(filename), "/dev/uio%u", uio_num);
439                 dev->intr_handle.fd = open(filename, O_RDWR);
440                 if (dev->intr_handle.fd < 0) {
441                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n",
442                                 filename, strerror(errno));
443                         goto error;
444                 }
445                 dev->intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_UIO;
446         }
447
448         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "PCI Port IO found start=0x%lx\n", base);
449
450         p->base = base;
451         p->len = 0;
452         fclose(f);
453         return 0;
454 error:
455         if (f)
456                 fclose(f);
457         return -1;
458 }
459 #else
460 int
461 pci_uio_ioport_map(struct rte_pci_device *dev, int bar,
462                    struct rte_pci_ioport *p)
463 {
464         FILE *f;
465         char buf[BUFSIZ];
466         char filename[PATH_MAX];
467         uint64_t phys_addr, end_addr, flags;
468         int fd, i;
469         void *addr;
470
471         /* open and read addresses of the corresponding resource in sysfs */
472         snprintf(filename, sizeof(filename), "%s/" PCI_PRI_FMT "/resource",
473                 rte_pci_get_sysfs_path(), dev->addr.domain, dev->addr.bus,
474                 dev->addr.devid, dev->addr.function);
475         f = fopen(filename, "r");
476         if (f == NULL) {
477                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open sysfs resource: %s\n",
478                         strerror(errno));
479                 return -1;
480         }
481         for (i = 0; i < bar + 1; i++) {
482                 if (fgets(buf, sizeof(buf), f) == NULL) {
483                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot read sysfs resource\n");
484                         goto error;
485                 }
486         }
487         if (pci_parse_one_sysfs_resource(buf, sizeof(buf), &phys_addr,
488                         &end_addr, &flags) < 0)
489                 goto error;
490         if ((flags & IORESOURCE_IO) == 0) {
491                 RTE_LOG(ERR, EAL, "BAR %d is not an IO resource\n", bar);
492                 goto error;
493         }
494         snprintf(filename, sizeof(filename), "%s/" PCI_PRI_FMT "/resource%d",
495                 rte_pci_get_sysfs_path(), dev->addr.domain, dev->addr.bus,
496                 dev->addr.devid, dev->addr.function, bar);
497
498         /* mmap the pci resource */
499         fd = open(filename, O_RDWR);
500         if (fd < 0) {
501                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n", filename,
502                         strerror(errno));
503                 goto error;
504         }
505         addr = mmap(NULL, end_addr + 1, PROT_READ | PROT_WRITE,
506                 MAP_SHARED, fd, 0);
507         close(fd);
508         if (addr == MAP_FAILED) {
509                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot mmap IO port resource: %s\n",
510                         strerror(errno));
511                 goto error;
512         }
513
514         /* strangely, the base address is mmap addr + phys_addr */
515         p->base = (uintptr_t)addr + phys_addr;
516         p->len = end_addr + 1;
517         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "PCI Port IO found start=0x%"PRIx64"\n", p->base);
518         fclose(f);
519
520         return 0;
521
522 error:
523         fclose(f);
524         return -1;
525 }
526 #endif
527
528 #if defined(RTE_ARCH_X86)
529
530 static inline uint8_t ioread8(void *addr)
531 {
532         uint8_t val;
533
534         val = (uint64_t)(uintptr_t)addr >= PIO_MAX ?
535                 *(volatile uint8_t *)addr :
536 #ifdef __GLIBC__
537                 inb_p((unsigned long)addr);
538 #else
539                 inb((unsigned long)addr);
540 #endif
541
542         return val;
543 }
544
545 static inline uint16_t ioread16(void *addr)
546 {
547         uint16_t val;
548
549         val = (uint64_t)(uintptr_t)addr >= PIO_MAX ?
550                 *(volatile uint16_t *)addr :
551 #ifdef __GLIBC__
552                 inw_p((unsigned long)addr);
553 #else
554                 inw((unsigned long)addr);
555 #endif
556
557         return val;
558 }
559
560 static inline uint32_t ioread32(void *addr)
561 {
562         uint32_t val;
563
564         val = (uint64_t)(uintptr_t)addr >= PIO_MAX ?
565                 *(volatile uint32_t *)addr :
566 #ifdef __GLIBC__
567                 inl_p((unsigned long)addr);
568 #else
569                 inl((unsigned long)addr);
570 #endif
571
572         return val;
573 }
574
575 static inline void iowrite8(uint8_t val, void *addr)
576 {
577         (uint64_t)(uintptr_t)addr >= PIO_MAX ?
578                 *(volatile uint8_t *)addr = val :
579 #ifdef __GLIBC__
580                 outb_p(val, (unsigned long)addr);
581 #else
582                 outb(val, (unsigned long)addr);
583 #endif
584 }
585
586 static inline void iowrite16(uint16_t val, void *addr)
587 {
588         (uint64_t)(uintptr_t)addr >= PIO_MAX ?
589                 *(volatile uint16_t *)addr = val :
590 #ifdef __GLIBC__
591                 outw_p(val, (unsigned long)addr);
592 #else
593                 outw(val, (unsigned long)addr);
594 #endif
595 }
596
597 static inline void iowrite32(uint32_t val, void *addr)
598 {
599         (uint64_t)(uintptr_t)addr >= PIO_MAX ?
600                 *(volatile uint32_t *)addr = val :
601 #ifdef __GLIBC__
602                 outl_p(val, (unsigned long)addr);
603 #else
604                 outl(val, (unsigned long)addr);
605 #endif
606 }
607
608 #else /* !RTE_ARCH_X86 */
609
610 static inline uint8_t ioread8(void *addr)
611 {
612         return *(volatile uint8_t *)addr;
613 }
614
615 static inline uint16_t ioread16(void *addr)
616 {
617         return *(volatile uint16_t *)addr;
618 }
619
620 static inline uint32_t ioread32(void *addr)
621 {
622         return *(volatile uint32_t *)addr;
623 }
624
625 static inline void iowrite8(uint8_t val, void *addr)
626 {
627         *(volatile uint8_t *)addr = val;
628 }
629
630 static inline void iowrite16(uint16_t val, void *addr)
631 {
632         *(volatile uint16_t *)addr = val;
633 }
634
635 static inline void iowrite32(uint32_t val, void *addr)
636 {
637         *(volatile uint32_t *)addr = val;
638 }
639
640 #endif /* !RTE_ARCH_X86 */
641
642 void
643 pci_uio_ioport_read(struct rte_pci_ioport *p,
644                     void *data, size_t len, off_t offset)
645 {
646         uint8_t *d;
647         int size;
648         uintptr_t reg = p->base + offset;
649
650         for (d = data; len > 0; d += size, reg += size, len -= size) {
651                 if (len >= 4) {
652                         size = 4;
653                         *(uint32_t *)d = ioread32((void *)reg);
654                 } else if (len >= 2) {
655                         size = 2;
656                         *(uint16_t *)d = ioread16((void *)reg);
657                 } else {
658                         size = 1;
659                         *d = ioread8((void *)reg);
660                 }
661         }
662 }
663
664 void
665 pci_uio_ioport_write(struct rte_pci_ioport *p,
666                      const void *data, size_t len, off_t offset)
667 {
668         const uint8_t *s;
669         int size;
670         uintptr_t reg = p->base + offset;
671
672         for (s = data; len > 0; s += size, reg += size, len -= size) {
673                 if (len >= 4) {
674                         size = 4;
675                         iowrite32(*(const uint32_t *)s, (void *)reg);
676                 } else if (len >= 2) {
677                         size = 2;
678                         iowrite16(*(const uint16_t *)s, (void *)reg);
679                 } else {
680                         size = 1;
681                         iowrite8(*s, (void *)reg);
682                 }
683         }
684 }
685
686 int
687 pci_uio_ioport_unmap(struct rte_pci_ioport *p)
688 {
689 #if defined(RTE_ARCH_X86)
690         RTE_SET_USED(p);
691         /* FIXME close intr fd ? */
692         return 0;
693 #else
694         return munmap((void *)(uintptr_t)p->base, p->len);
695 #endif
696 }