lib/librte_eal/bsdapp/eal/eal_pci.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   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  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * 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  *     * Neither the name of Intel Corporation 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 FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #include <ctype.h>
  35 #include <stdio.h>
  36 #include <stdlib.h>
  37 #include <string.h>
  38 #include <stdarg.h>
  39 #include <unistd.h>
  40 #include <inttypes.h>
  41 #include <sys/types.h>
  42 #include <sys/stat.h>
  43 #include <fcntl.h>
  44 #include <stdarg.h>
  45 #include <errno.h>
  46 #include <dirent.h>
  47 #include <limits.h>
  48 #include <sys/queue.h>
  49 #include <sys/mman.h>
  50 #include <sys/ioctl.h>
  51 #include <sys/pciio.h>
  52 #include <dev/pci/pcireg.h>
  53
  54 #include <rte_interrupts.h>
  55 #include <rte_log.h>
  56 #include <rte_pci.h>
  57 #include <rte_common.h>
  58 #include <rte_launch.h>
  59 #include <rte_memory.h>
  60 #include <rte_memzone.h>
  61 #include <rte_tailq.h>
  62 #include <rte_eal.h>
  63 #include <rte_eal_memconfig.h>
  64 #include <rte_per_lcore.h>
  65 #include <rte_lcore.h>
  66 #include <rte_malloc.h>
  67 #include <rte_string_fns.h>
  68 #include <rte_debug.h>
  69 #include <rte_devargs.h>
  70
  71 #include "rte_pci_dev_ids.h"
  72 #include "eal_filesystem.h"
  73 #include "eal_private.h"
  74
  75 /**
  76  * @file
  77  * PCI probing under linux
  78  *
  79  * This code is used to simulate a PCI probe by parsing information in
  80  * sysfs. Moreover, when a registered driver matches a device, the
  81  * kernel driver currently using it is unloaded and replaced by
  82  * igb_uio module, which is a very minimal userland driver for Intel
  83  * network card, only providing access to PCI BAR to applications, and
  84  * enabling bus master.
  85  */
  86
  87 struct uio_map {
  88         void *addr;
  89         uint64_t offset;
  90         uint64_t size;
  91         uint64_t phaddr;
  92 };
  93
  94 /*
  95  * For multi-process we need to reproduce all PCI mappings in secondary
  96  * processes, so save them in a tailq.
  97  */
  98 struct uio_resource {
  99         TAILQ_ENTRY(uio_resource) next;
 100
 101         struct rte_pci_addr pci_addr;
 102         char path[PATH_MAX];
 103         size_t nb_maps;
 104         struct uio_map maps[PCI_MAX_RESOURCE];
 105 };
 106
 107 TAILQ_HEAD(uio_res_list, uio_resource);
 108
 109 static struct uio_res_list *uio_res_list = NULL;
 110
 111 /* unbind kernel driver for this device */
 112 static int
 113 pci_unbind_kernel_driver(struct rte_pci_device *dev __rte_unused)
 114 {
 115         RTE_LOG(ERR, EAL, "RTE_PCI_DRV_FORCE_UNBIND flag is not implemented "
 116                 "for BSD\n");
 117         return -ENOTSUP;
 118 }
 119
 120 /* map a particular resource from a file */
 121 static void *
 122 pci_map_resource(void *requested_addr, const char *devname, off_t offset,
 123                  size_t size)
 124 {
 125         int fd;
 126         void *mapaddr;
 127
 128         /*
 129          * open devname, to mmap it
 130          */
 131         fd = open(devname, O_RDWR);
 132         if (fd < 0) {
 133                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n",
 134                         devname, strerror(errno));
 135                 goto fail;
 136         }
 137
 138         /* Map the PCI memory resource of device */
 139         mapaddr = mmap(requested_addr, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
 140                         MAP_SHARED, fd, offset);
 141         close(fd);
 142         if (mapaddr == MAP_FAILED ||
 143                         (requested_addr != NULL && mapaddr != requested_addr)) {
 144                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): cannot mmap(%s(%d), %p, 0x%lx, 0x%lx):"
 145                         " %s (%p)\n", __func__, devname, fd, requested_addr,
 146                         (unsigned long)size, (unsigned long)offset,
 147                         strerror(errno), mapaddr);
 148                 goto fail;
 149         }
 150
 151         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "  PCI memory mapped at %p\n", mapaddr);
 152
 153         return mapaddr;
 154
 155 fail:
 156         return NULL;
 157 }
 158
 159 static int
 160 pci_uio_map_secondary(struct rte_pci_device *dev)
 161 {
 162         size_t i;
 163         struct uio_resource *uio_res;
 164
 165         TAILQ_FOREACH(uio_res, uio_res_list, next) {
 166
 167                 /* skip this element if it doesn't match our PCI address */
 168                 if (memcmp(&uio_res->pci_addr, &dev->addr, sizeof(dev->addr)))
 169                         continue;
 170
 171                 for (i = 0; i != uio_res->nb_maps; i++) {
 172                         if (pci_map_resource(uio_res->maps[i].addr,
 173                                              uio_res->path,
 174                                              (off_t)uio_res->maps[i].offset,
 175                                              (size_t)uio_res->maps[i].size)
 176                             != uio_res->maps[i].addr) {
 177                                 RTE_LOG(ERR, EAL,
 178                                         "Cannot mmap device resource\n");
 179                                 return (-1);
 180                         }
 181                 }
 182                 return (0);
 183         }
 184
 185         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot find resource for device\n");
 186         return 1;
 187 }
 188
 189 /* map the PCI resource of a PCI device in virtual memory */
 190 static int
 191 pci_uio_map_resource(struct rte_pci_device *dev)
 192 {
 193         int i, j;
 194         char devname[PATH_MAX]; /* contains the /dev/uioX */
 195         void *mapaddr;
 196         uint64_t phaddr;
 197         uint64_t offset;
 198         uint64_t pagesz;
 199         struct rte_pci_addr *loc = &dev->addr;
 200         struct uio_resource *uio_res;
 201         struct uio_map *maps;
 202
 203         dev->intr_handle.fd = -1;
 204         dev->intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_UNKNOWN;
 205
 206         /* secondary processes - use already recorded details */
 207         if (rte_eal_process_type() != RTE_PROC_PRIMARY)
 208                 return (pci_uio_map_secondary(dev));
 209
 210         snprintf(devname, sizeof(devname), "/dev/uio@pci:%u:%u:%u",
 211                         dev->addr.bus, dev->addr.devid, dev->addr.function);
 212
 213         if (access(devname, O_RDWR) < 0) {
 214                 RTE_LOG(WARNING, EAL, "  "PCI_PRI_FMT" not managed by UIO driver, "
 215                                 "skipping\n", loc->domain, loc->bus, loc->devid, loc->function);
 216                 return 1;
 217         }
 218
 219         /* save fd if in primary process */
 220         dev->intr_handle.fd = open(devname, O_RDWR);
 221         if (dev->intr_handle.fd < 0) {
 222                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n",
 223                         devname, strerror(errno));
 224                 return -1;
 225         }
 226         dev->intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_UIO;
 227
 228         /* allocate the mapping details for secondary processes*/
 229         if ((uio_res = rte_zmalloc("UIO_RES", sizeof (*uio_res), 0)) == NULL) {
 230                 RTE_LOG(ERR, EAL,
 231                         "%s(): cannot store uio mmap details\n", __func__);
 232                 return (-1);
 233         }
 234
 235         snprintf(uio_res->path, sizeof(uio_res->path), "%s", devname);
 236         memcpy(&uio_res->pci_addr, &dev->addr, sizeof(uio_res->pci_addr));
 237
 238
 239         /* Map all BARs */
 240         pagesz = sysconf(_SC_PAGESIZE);
 241
 242         maps = uio_res->maps;
 243         for (i = uio_res->nb_maps = 0; i != PCI_MAX_RESOURCE; i++) {
 244
 245                 j = uio_res->nb_maps;
 246                 /* skip empty BAR */
 247                 if ((phaddr = dev->mem_resource[i].phys_addr) == 0)
 248                         continue;
 249
 250                 /* if matching map is found, then use it */
 251                 offset = i * pagesz;
 252                 maps[j].offset = offset;
 253                 maps[j].phaddr = dev->mem_resource[i].phys_addr;
 254                 maps[j].size = dev->mem_resource[i].len;
 255                 if (maps[j].addr != NULL ||
 256                     (mapaddr = pci_map_resource(NULL, devname, (off_t)offset,
 257                                                 (size_t)maps[j].size)
 258                     ) == NULL) {
 259                         rte_free(uio_res);
 260                         return (-1);
 261                 }
 262
 263                 maps[j].addr = mapaddr;
 264                 uio_res->nb_maps++;
 265                 dev->mem_resource[i].addr = mapaddr;
 266         }
 267
 268         TAILQ_INSERT_TAIL(uio_res_list, uio_res, next);
 269
 270         return (0);
 271 }
 272
 273 /* Compare two PCI device addresses. */
 274 static int
 275 pci_addr_comparison(struct rte_pci_addr *addr, struct rte_pci_addr *addr2)
 276 {
 277         uint64_t dev_addr = (addr->domain << 24) + (addr->bus << 16) + (addr->devid << 8) + addr->function;
 278         uint64_t dev_addr2 = (addr2->domain << 24) + (addr2->bus << 16) + (addr2->devid << 8) + addr2->function;
 279
 280         if (dev_addr > dev_addr2)
 281                 return 1;
 282         else
 283                 return 0;
 284 }
 285
 286
 287 /* Scan one pci sysfs entry, and fill the devices list from it. */
 288 static int
 289 pci_scan_one(int dev_pci_fd, struct pci_conf *conf)
 290 {
 291         struct rte_pci_device *dev;
 292         struct pci_bar_io bar;
 293         unsigned i, max;
 294
 295         dev = malloc(sizeof(*dev));
 296         if (dev == NULL) {
 297                 return -1;
 298         }
 299
 300         memset(dev, 0, sizeof(*dev));
 301         dev->addr.domain = conf->pc_sel.pc_domain;
 302         dev->addr.bus = conf->pc_sel.pc_bus;
 303         dev->addr.devid = conf->pc_sel.pc_dev;
 304         dev->addr.function = conf->pc_sel.pc_func;
 305
 306         /* get vendor id */
 307         dev->id.vendor_id = conf->pc_vendor;
 308
 309         /* get device id */
 310         dev->id.device_id = conf->pc_device;
 311
 312         /* get subsystem_vendor id */
 313         dev->id.subsystem_vendor_id = conf->pc_subvendor;
 314
 315         /* get subsystem_device id */
 316         dev->id.subsystem_device_id = conf->pc_subdevice;
 317
 318         /* TODO: get max_vfs */
 319         dev->max_vfs = 0;
 320
 321         /* FreeBSD has no NUMA support (yet) */
 322         dev->numa_node = 0;
 323
 324 /* parse resources */
 325         switch (conf->pc_hdr & PCIM_HDRTYPE) {
 326         case PCIM_HDRTYPE_NORMAL:
 327                 max = PCIR_MAX_BAR_0;
 328                 break;
 329         case PCIM_HDRTYPE_BRIDGE:
 330                 max = PCIR_MAX_BAR_1;
 331                 break;
 332         case PCIM_HDRTYPE_CARDBUS:
 333                 max = PCIR_MAX_BAR_2;
 334                 break;
 335         default:
 336                 goto skipdev;
 337         }
 338
 339         for (i = 0; i <= max; i++) {
 340                 bar.pbi_sel = conf->pc_sel;
 341                 bar.pbi_reg = PCIR_BAR(i);
 342                 if (ioctl(dev_pci_fd, PCIOCGETBAR, &bar) < 0)
 343                         continue;
 344
 345                 dev->mem_resource[i].len = bar.pbi_length;
 346                 if (PCI_BAR_IO(bar.pbi_base)) {
 347                         dev->mem_resource[i].addr = (void *)(bar.pbi_base & ~((uint64_t)0xf));
 348                         continue;
 349                 }
 350                 dev->mem_resource[i].phys_addr = bar.pbi_base & ~((uint64_t)0xf);
 351         }
 352
 353         /* device is valid, add in list (sorted) */
 354         if (TAILQ_EMPTY(&pci_device_list)) {
 355                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pci_device_list, dev, next);
 356         }
 357         else {
 358                 struct rte_pci_device *dev2 = NULL;
 359
 360                 TAILQ_FOREACH(dev2, &pci_device_list, next) {
 361                         if (pci_addr_comparison(&dev->addr, &dev2->addr))
 362                                 continue;
 363                         else {
 364                                 TAILQ_INSERT_BEFORE(dev2, dev, next);
 365                                 return 0;
 366                         }
 367                 }
 368                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pci_device_list, dev, next);
 369         }
 370
 371         return 0;
 372
 373 skipdev:
 374         free(dev);
 375         return 0;
 376 }
 377
 378 /*
 379  * Scan the content of the PCI bus, and add the devices in the devices
 380  * list. Call pci_scan_one() for each pci entry found.
 381  */
 382 static int
 383 pci_scan(void)
 384 {
 385         int fd = -1;
 386         unsigned dev_count = 0;
 387         struct pci_conf matches[16];
 388         struct pci_conf_io conf_io = {
 389                         .pat_buf_len = 0,
 390                         .num_patterns = 0,
 391                         .patterns = NULL,
 392                         .match_buf_len = sizeof(matches),
 393                         .matches = &matches[0],
 394         };
 395
 396         fd = open("/dev/pci", O_RDONLY);
 397         if (fd < 0) {
 398                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error opening /dev/pci\n", __func__);
 399                 goto error;
 400         }
 401
 402         do {
 403                 unsigned i;
 404                 if (ioctl(fd, PCIOCGETCONF, &conf_io) < 0) {
 405                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error with ioctl on /dev/pci: %s\n",
 406                                         __func__, strerror(errno));
 407                         goto error;
 408                 }
 409
 410                 for (i = 0; i < conf_io.num_matches; i++)
 411                         if (pci_scan_one(fd, &matches[i]) < 0)
 412                                 goto error;
 413
 414                 dev_count += conf_io.num_matches;
 415         } while(conf_io.status == PCI_GETCONF_MORE_DEVS);
 416
 417         close(fd);
 418
 419         RTE_LOG(ERR, EAL, "PCI scan found %u devices\n", dev_count);
 420         return 0;
 421
 422 error:
 423         if (fd >= 0)
 424                 close(fd);
 425         return -1;
 426 }
 427
 428 /*
 429  * If vendor/device ID match, call the devinit() function of the
 430  * driver.
 431  */
 432 int
 433 rte_eal_pci_probe_one_driver(struct rte_pci_driver *dr, struct rte_pci_device *dev)
 434 {
 435         struct rte_pci_id *id_table;
 436         int ret;
 437
 438         for (id_table = dr->id_table ; id_table->vendor_id != 0; id_table++) {
 439
 440                 /* check if device's identifiers match the driver's ones */
 441                 if (id_table->vendor_id != dev->id.vendor_id &&
 442                                 id_table->vendor_id != PCI_ANY_ID)
 443                         continue;
 444                 if (id_table->device_id != dev->id.device_id &&
 445                                 id_table->device_id != PCI_ANY_ID)
 446                         continue;
 447                 if (id_table->subsystem_vendor_id != dev->id.subsystem_vendor_id &&
 448                                 id_table->subsystem_vendor_id != PCI_ANY_ID)
 449                         continue;
 450                 if (id_table->subsystem_device_id != dev->id.subsystem_device_id &&
 451                                 id_table->subsystem_device_id != PCI_ANY_ID)
 452                         continue;
 453
 454                 struct rte_pci_addr *loc = &dev->addr;
 455
 456                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "PCI device "PCI_PRI_FMT" on NUMA socket %i\n",
 457                                 loc->domain, loc->bus, loc->devid, loc->function,
 458                                 dev->numa_node);
 459
 460                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "  probe driver: %x:%x %s\n", dev->id.vendor_id,
 461                                 dev->id.device_id, dr->name);
 462
 463                 /* no initialization when blacklisted, return without error */
 464                 if (dev->devargs != NULL &&
 465                         dev->devargs->type == RTE_DEVTYPE_BLACKLISTED_PCI) {
 466
 467                         RTE_LOG(DEBUG, EAL, "  Device is blacklisted, not initializing\n");
 468                         return 0;
 469                 }
 470
 471                 if (dr->drv_flags & RTE_PCI_DRV_NEED_MAPPING) {
 472                         /* map resources for devices that use igb_uio */
 473                         ret = pci_uio_map_resource(dev);
 474                         if (ret != 0)
 475                                 return ret;
 476                 } else if (dr->drv_flags & RTE_PCI_DRV_FORCE_UNBIND &&
 477                            rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY) {
 478                         /* unbind current driver */
 479                         if (pci_unbind_kernel_driver(dev) < 0)
 480                                 return -1;
 481                 }
 482
 483                 /* reference driver structure */
 484                 dev->driver = dr;
 485
 486                 /* call the driver devinit() function */
 487                 return dr->devinit(dr, dev);
 488         }
 489         /* return positive value if driver is not found */
 490         return 1;
 491 }
 492
 493 /* Init the PCI EAL subsystem */
 494 int
 495 rte_eal_pci_init(void)
 496 {
 497         TAILQ_INIT(&pci_driver_list);
 498         TAILQ_INIT(&pci_device_list);
 499         uio_res_list = RTE_TAILQ_RESERVE_BY_IDX(RTE_TAILQ_PCI, uio_res_list);
 500
 501         /* for debug purposes, PCI can be disabled */
 502         if (internal_config.no_pci)
 503                 return 0;
 504
 505         if (pci_scan() < 0) {
 506                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): Cannot scan PCI bus\n", __func__);
 507                 return -1;
 508         }
 509         return 0;
 510 }