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 <errno.h>
  45 #include <dirent.h>
  46 #include <limits.h>
  47 #include <sys/queue.h>
  48 #include <sys/mman.h>
  49 #include <sys/ioctl.h>
  50 #include <sys/pciio.h>
  51 #include <dev/pci/pcireg.h>
  52
  53 #if defined(RTE_ARCH_X86)
  54 #include <machine/cpufunc.h>
  55 #endif
  56
  57 #include <rte_interrupts.h>
  58 #include <rte_log.h>
  59 #include <rte_pci.h>
  60 #include <rte_common.h>
  61 #include <rte_launch.h>
  62 #include <rte_memory.h>
  63 #include <rte_memzone.h>
  64 #include <rte_eal.h>
  65 #include <rte_eal_memconfig.h>
  66 #include <rte_per_lcore.h>
  67 #include <rte_lcore.h>
  68 #include <rte_malloc.h>
  69 #include <rte_string_fns.h>
  70 #include <rte_debug.h>
  71 #include <rte_devargs.h>
  72
  73 #include "eal_filesystem.h"
  74 #include "eal_private.h"
  75
  76 /**
  77  * @file
  78  * PCI probing under linux
  79  *
  80  * This code is used to simulate a PCI probe by parsing information in
  81  * sysfs. Moreover, when a registered driver matches a device, the
  82  * kernel driver currently using it is unloaded and replaced by
  83  * igb_uio module, which is a very minimal userland driver for Intel
  84  * network card, only providing access to PCI BAR to applications, and
  85  * enabling bus master.
  86  */
  87
  88 extern struct rte_pci_bus rte_pci_bus;
  89
  90 /* Map pci device */
  91 int
  92 rte_pci_map_device(struct rte_pci_device *dev)
  93 {
  94         int ret = -1;
  95
  96         /* try mapping the NIC resources */
  97         switch (dev->kdrv) {
  98         case RTE_KDRV_NIC_UIO:
  99                 /* map resources for devices that use uio */
 100                 ret = pci_uio_map_resource(dev);
 101                 break;
 102         default:
 103                 RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 104                         "  Not managed by a supported kernel driver, skipped\n");
 105                 ret = 1;
 106                 break;
 107         }
 108
 109         return ret;
 110 }
 111
 112 /* Unmap pci device */
 113 void
 114 rte_pci_unmap_device(struct rte_pci_device *dev)
 115 {
 116         /* try unmapping the NIC resources */
 117         switch (dev->kdrv) {
 118         case RTE_KDRV_NIC_UIO:
 119                 /* unmap resources for devices that use uio */
 120                 pci_uio_unmap_resource(dev);
 121                 break;
 122         default:
 123                 RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 124                         "  Not managed by a supported kernel driver, skipped\n");
 125                 break;
 126         }
 127 }
 128
 129 void
 130 pci_uio_free_resource(struct rte_pci_device *dev,
 131                 struct mapped_pci_resource *uio_res)
 132 {
 133         rte_free(uio_res);
 134
 135         if (dev->intr_handle.fd) {
 136                 close(dev->intr_handle.fd);
 137                 dev->intr_handle.fd = -1;
 138                 dev->intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_UNKNOWN;
 139         }
 140 }
 141
 142 int
 143 pci_uio_alloc_resource(struct rte_pci_device *dev,
 144                 struct mapped_pci_resource **uio_res)
 145 {
 146         char devname[PATH_MAX]; /* contains the /dev/uioX */
 147         struct rte_pci_addr *loc;
 148
 149         loc = &dev->addr;
 150
 151         snprintf(devname, sizeof(devname), "/dev/uio@pci:%u:%u:%u",
 152                         dev->addr.bus, dev->addr.devid, dev->addr.function);
 153
 154         if (access(devname, O_RDWR) < 0) {
 155                 RTE_LOG(WARNING, EAL, "  "PCI_PRI_FMT" not managed by UIO driver, "
 156                                 "skipping\n", loc->domain, loc->bus, loc->devid, loc->function);
 157                 return 1;
 158         }
 159
 160         /* save fd if in primary process */
 161         dev->intr_handle.fd = open(devname, O_RDWR);
 162         if (dev->intr_handle.fd < 0) {
 163                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n",
 164                         devname, strerror(errno));
 165                 goto error;
 166         }
 167         dev->intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_UIO;
 168
 169         /* allocate the mapping details for secondary processes*/
 170         *uio_res = rte_zmalloc("UIO_RES", sizeof(**uio_res), 0);
 171         if (*uio_res == NULL) {
 172                 RTE_LOG(ERR, EAL,
 173                         "%s(): cannot store uio mmap details\n", __func__);
 174                 goto error;
 175         }
 176
 177         snprintf((*uio_res)->path, sizeof((*uio_res)->path), "%s", devname);
 178         memcpy(&(*uio_res)->pci_addr, &dev->addr, sizeof((*uio_res)->pci_addr));
 179
 180         return 0;
 181
 182 error:
 183         pci_uio_free_resource(dev, *uio_res);
 184         return -1;
 185 }
 186
 187 int
 188 pci_uio_map_resource_by_index(struct rte_pci_device *dev, int res_idx,
 189                 struct mapped_pci_resource *uio_res, int map_idx)
 190 {
 191         int fd;
 192         char *devname;
 193         void *mapaddr;
 194         uint64_t offset;
 195         uint64_t pagesz;
 196         struct pci_map *maps;
 197
 198         maps = uio_res->maps;
 199         devname = uio_res->path;
 200         pagesz = sysconf(_SC_PAGESIZE);
 201
 202         /* allocate memory to keep path */
 203         maps[map_idx].path = rte_malloc(NULL, strlen(devname) + 1, 0);
 204         if (maps[map_idx].path == NULL) {
 205                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot allocate memory for path: %s\n",
 206                                 strerror(errno));
 207                 return -1;
 208         }
 209
 210         /*
 211          * open resource file, to mmap it
 212          */
 213         fd = open(devname, O_RDWR);
 214         if (fd < 0) {
 215                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n",
 216                                 devname, strerror(errno));
 217                 goto error;
 218         }
 219
 220         /* if matching map is found, then use it */
 221         offset = res_idx * pagesz;
 222         mapaddr = pci_map_resource(NULL, fd, (off_t)offset,
 223                         (size_t)dev->mem_resource[res_idx].len, 0);
 224         close(fd);
 225         if (mapaddr == MAP_FAILED)
 226                 goto error;
 227
 228         maps[map_idx].phaddr = dev->mem_resource[res_idx].phys_addr;
 229         maps[map_idx].size = dev->mem_resource[res_idx].len;
 230         maps[map_idx].addr = mapaddr;
 231         maps[map_idx].offset = offset;
 232         strcpy(maps[map_idx].path, devname);
 233         dev->mem_resource[res_idx].addr = mapaddr;
 234
 235         return 0;
 236
 237 error:
 238         rte_free(maps[map_idx].path);
 239         return -1;
 240 }
 241
 242 static int
 243 pci_scan_one(int dev_pci_fd, struct pci_conf *conf)
 244 {
 245         struct rte_pci_device *dev;
 246         struct pci_bar_io bar;
 247         unsigned i, max;
 248
 249         dev = malloc(sizeof(*dev));
 250         if (dev == NULL) {
 251                 return -1;
 252         }
 253
 254         memset(dev, 0, sizeof(*dev));
 255         dev->addr.domain = conf->pc_sel.pc_domain;
 256         dev->addr.bus = conf->pc_sel.pc_bus;
 257         dev->addr.devid = conf->pc_sel.pc_dev;
 258         dev->addr.function = conf->pc_sel.pc_func;
 259
 260         /* get vendor id */
 261         dev->id.vendor_id = conf->pc_vendor;
 262
 263         /* get device id */
 264         dev->id.device_id = conf->pc_device;
 265
 266         /* get subsystem_vendor id */
 267         dev->id.subsystem_vendor_id = conf->pc_subvendor;
 268
 269         /* get subsystem_device id */
 270         dev->id.subsystem_device_id = conf->pc_subdevice;
 271
 272         /* get class id */
 273         dev->id.class_id = (conf->pc_class << 16) |
 274                            (conf->pc_subclass << 8) |
 275                            (conf->pc_progif);
 276
 277         /* TODO: get max_vfs */
 278         dev->max_vfs = 0;
 279
 280         /* FreeBSD has no NUMA support (yet) */
 281         dev->device.numa_node = 0;
 282
 283         pci_name_set(dev);
 284
 285         /* FreeBSD has only one pass through driver */
 286         dev->kdrv = RTE_KDRV_NIC_UIO;
 287
 288         /* parse resources */
 289         switch (conf->pc_hdr & PCIM_HDRTYPE) {
 290         case PCIM_HDRTYPE_NORMAL:
 291                 max = PCIR_MAX_BAR_0;
 292                 break;
 293         case PCIM_HDRTYPE_BRIDGE:
 294                 max = PCIR_MAX_BAR_1;
 295                 break;
 296         case PCIM_HDRTYPE_CARDBUS:
 297                 max = PCIR_MAX_BAR_2;
 298                 break;
 299         default:
 300                 goto skipdev;
 301         }
 302
 303         for (i = 0; i <= max; i++) {
 304                 bar.pbi_sel = conf->pc_sel;
 305                 bar.pbi_reg = PCIR_BAR(i);
 306                 if (ioctl(dev_pci_fd, PCIOCGETBAR, &bar) < 0)
 307                         continue;
 308
 309                 dev->mem_resource[i].len = bar.pbi_length;
 310                 if (PCI_BAR_IO(bar.pbi_base)) {
 311                         dev->mem_resource[i].addr = (void *)(bar.pbi_base & ~((uint64_t)0xf));
 312                         continue;
 313                 }
 314                 dev->mem_resource[i].phys_addr = bar.pbi_base & ~((uint64_t)0xf);
 315         }
 316
 317         /* device is valid, add in list (sorted) */
 318         if (TAILQ_EMPTY(&rte_pci_bus.device_list)) {
 319                 rte_pci_add_device(dev);
 320         }
 321         else {
 322                 struct rte_pci_device *dev2 = NULL;
 323                 int ret;
 324
 325                 TAILQ_FOREACH(dev2, &rte_pci_bus.device_list, next) {
 326                         ret = rte_eal_compare_pci_addr(&dev->addr, &dev2->addr);
 327                         if (ret > 0)
 328                                 continue;
 329                         else if (ret < 0) {
 330                                 rte_pci_insert_device(dev2, dev);
 331                         } else { /* already registered */
 332                                 dev2->kdrv = dev->kdrv;
 333                                 dev2->max_vfs = dev->max_vfs;
 334                                 pci_name_set(dev2);
 335                                 memmove(dev2->mem_resource,
 336                                         dev->mem_resource,
 337                                         sizeof(dev->mem_resource));
 338                                 free(dev);
 339                         }
 340                         return 0;
 341                 }
 342                 rte_pci_add_device(dev);
 343         }
 344
 345         return 0;
 346
 347 skipdev:
 348         free(dev);
 349         return 0;
 350 }
 351
 352 /*
 353  * Scan the content of the PCI bus, and add the devices in the devices
 354  * list. Call pci_scan_one() for each pci entry found.
 355  */
 356 int
 357 rte_pci_scan(void)
 358 {
 359         int fd;
 360         unsigned dev_count = 0;
 361         struct pci_conf matches[16];
 362         struct pci_conf_io conf_io = {
 363                         .pat_buf_len = 0,
 364                         .num_patterns = 0,
 365                         .patterns = NULL,
 366                         .match_buf_len = sizeof(matches),
 367                         .matches = &matches[0],
 368         };
 369
 370         /* for debug purposes, PCI can be disabled */
 371         if (internal_config.no_pci)
 372                 return 0;
 373
 374         fd = open("/dev/pci", O_RDONLY);
 375         if (fd < 0) {
 376                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error opening /dev/pci\n", __func__);
 377                 goto error;
 378         }
 379
 380         do {
 381                 unsigned i;
 382                 if (ioctl(fd, PCIOCGETCONF, &conf_io) < 0) {
 383                         RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error with ioctl on /dev/pci: %s\n",
 384                                         __func__, strerror(errno));
 385                         goto error;
 386                 }
 387
 388                 for (i = 0; i < conf_io.num_matches; i++)
 389                         if (pci_scan_one(fd, &matches[i]) < 0)
 390                                 goto error;
 391
 392                 dev_count += conf_io.num_matches;
 393         } while(conf_io.status == PCI_GETCONF_MORE_DEVS);
 394
 395         close(fd);
 396
 397         RTE_LOG(ERR, EAL, "PCI scan found %u devices\n", dev_count);
 398         return 0;
 399
 400 error:
 401         if (fd >= 0)
 402                 close(fd);
 403         return -1;
 404 }
 405
 406 int
 407 pci_update_device(const struct rte_pci_addr *addr)
 408 {
 409         int fd;
 410         struct pci_conf matches[2];
 411         struct pci_match_conf match = {
 412                 .pc_sel = {
 413                         .pc_domain = addr->domain,
 414                         .pc_bus = addr->bus,
 415                         .pc_dev = addr->devid,
 416                         .pc_func = addr->function,
 417                 },
 418         };
 419         struct pci_conf_io conf_io = {
 420                 .pat_buf_len = 0,
 421                 .num_patterns = 1,
 422                 .patterns = &match,
 423                 .match_buf_len = sizeof(matches),
 424                 .matches = &matches[0],
 425         };
 426
 427         fd = open("/dev/pci", O_RDONLY);
 428         if (fd < 0) {
 429                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error opening /dev/pci\n", __func__);
 430                 goto error;
 431         }
 432
 433         if (ioctl(fd, PCIOCGETCONF, &conf_io) < 0) {
 434                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error with ioctl on /dev/pci: %s\n",
 435                                 __func__, strerror(errno));
 436                 goto error;
 437         }
 438
 439         if (conf_io.num_matches != 1)
 440                 goto error;
 441
 442         if (pci_scan_one(fd, &matches[0]) < 0)
 443                 goto error;
 444
 445         close(fd);
 446
 447         return 0;
 448
 449 error:
 450         if (fd >= 0)
 451                 close(fd);
 452         return -1;
 453 }
 454
 455 /* Read PCI config space. */
 456 int rte_pci_read_config(const struct rte_pci_device *dev,
 457                 void *buf, size_t len, off_t offset)
 458 {
 459         int fd = -1;
 460         int size;
 461         struct pci_io pi = {
 462                 .pi_sel = {
 463                         .pc_domain = dev->addr.domain,
 464                         .pc_bus = dev->addr.bus,
 465                         .pc_dev = dev->addr.devid,
 466                         .pc_func = dev->addr.function,
 467                 },
 468                 .pi_reg = offset,
 469         };
 470
 471         fd = open("/dev/pci", O_RDWR);
 472         if (fd < 0) {
 473                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error opening /dev/pci\n", __func__);
 474                 goto error;
 475         }
 476
 477         while (len > 0) {
 478                 size = (len >= 4) ? 4 : ((len >= 2) ? 2 : 1);
 479                 pi.pi_width = size;
 480
 481                 if (ioctl(fd, PCIOCREAD, &pi) < 0)
 482                         goto error;
 483                 memcpy(buf, &pi.pi_data, size);
 484
 485                 buf = (char *)buf + size;
 486                 pi.pi_reg += size;
 487                 len -= size;
 488         }
 489         close(fd);
 490
 491         return 0;
 492
 493  error:
 494         if (fd >= 0)
 495                 close(fd);
 496         return -1;
 497 }
 498
 499 /* Write PCI config space. */
 500 int rte_pci_write_config(const struct rte_pci_device *dev,
 501                 const void *buf, size_t len, off_t offset)
 502 {
 503         int fd = -1;
 504
 505         struct pci_io pi = {
 506                 .pi_sel = {
 507                         .pc_domain = dev->addr.domain,
 508                         .pc_bus = dev->addr.bus,
 509                         .pc_dev = dev->addr.devid,
 510                         .pc_func = dev->addr.function,
 511                 },
 512                 .pi_reg = offset,
 513                 .pi_data = *(const uint32_t *)buf,
 514                 .pi_width = len,
 515         };
 516
 517         if (len == 3 || len > sizeof(pi.pi_data)) {
 518                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): invalid pci read length\n", __func__);
 519                 goto error;
 520         }
 521
 522         memcpy(&pi.pi_data, buf, len);
 523
 524         fd = open("/dev/pci", O_RDWR);
 525         if (fd < 0) {
 526                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): error opening /dev/pci\n", __func__);
 527                 goto error;
 528         }
 529
 530         if (ioctl(fd, PCIOCWRITE, &pi) < 0)
 531                 goto error;
 532
 533         close(fd);
 534         return 0;
 535
 536  error:
 537         if (fd >= 0)
 538                 close(fd);
 539         return -1;
 540 }
 541
 542 int
 543 rte_pci_ioport_map(struct rte_pci_device *dev, int bar,
 544                 struct rte_pci_ioport *p)
 545 {
 546         int ret;
 547
 548         switch (dev->kdrv) {
 549 #if defined(RTE_ARCH_X86)
 550         case RTE_KDRV_NIC_UIO:
 551                 if ((uintptr_t) dev->mem_resource[bar].addr <= UINT16_MAX) {
 552                         p->base = (uintptr_t)dev->mem_resource[bar].addr;
 553                         ret = 0;
 554                 } else
 555                         ret = -1;
 556                 break;
 557 #endif
 558         default:
 559                 ret = -1;
 560                 break;
 561         }
 562
 563         if (!ret)
 564                 p->dev = dev;
 565
 566         return ret;
 567 }
 568
 569 static void
 570 pci_uio_ioport_read(struct rte_pci_ioport *p,
 571                 void *data, size_t len, off_t offset)
 572 {
 573 #if defined(RTE_ARCH_X86)
 574         uint8_t *d;
 575         int size;
 576         unsigned short reg = p->base + offset;
 577
 578         for (d = data; len > 0; d += size, reg += size, len -= size) {
 579                 if (len >= 4) {
 580                         size = 4;
 581                         *(uint32_t *)d = inl(reg);
 582                 } else if (len >= 2) {
 583                         size = 2;
 584                         *(uint16_t *)d = inw(reg);
 585                 } else {
 586                         size = 1;
 587                         *d = inb(reg);
 588                 }
 589         }
 590 #else
 591         RTE_SET_USED(p);
 592         RTE_SET_USED(data);
 593         RTE_SET_USED(len);
 594         RTE_SET_USED(offset);
 595 #endif
 596 }
 597
 598 void
 599 rte_pci_ioport_read(struct rte_pci_ioport *p,
 600                 void *data, size_t len, off_t offset)
 601 {
 602         switch (p->dev->kdrv) {
 603         case RTE_KDRV_NIC_UIO:
 604                 pci_uio_ioport_read(p, data, len, offset);
 605                 break;
 606         default:
 607                 break;
 608         }
 609 }
 610
 611 static void
 612 pci_uio_ioport_write(struct rte_pci_ioport *p,
 613                 const void *data, size_t len, off_t offset)
 614 {
 615 #if defined(RTE_ARCH_X86)
 616         const uint8_t *s;
 617         int size;
 618         unsigned short reg = p->base + offset;
 619
 620         for (s = data; len > 0; s += size, reg += size, len -= size) {
 621                 if (len >= 4) {
 622                         size = 4;
 623                         outl(reg, *(const uint32_t *)s);
 624                 } else if (len >= 2) {
 625                         size = 2;
 626                         outw(reg, *(const uint16_t *)s);
 627                 } else {
 628                         size = 1;
 629                         outb(reg, *s);
 630                 }
 631         }
 632 #else
 633         RTE_SET_USED(p);
 634         RTE_SET_USED(data);
 635         RTE_SET_USED(len);
 636         RTE_SET_USED(offset);
 637 #endif
 638 }
 639
 640 void
 641 rte_pci_ioport_write(struct rte_pci_ioport *p,
 642                 const void *data, size_t len, off_t offset)
 643 {
 644         switch (p->dev->kdrv) {
 645         case RTE_KDRV_NIC_UIO:
 646                 pci_uio_ioport_write(p, data, len, offset);
 647                 break;
 648         default:
 649                 break;
 650         }
 651 }
 652
 653 int
 654 rte_pci_ioport_unmap(struct rte_pci_ioport *p)
 655 {
 656         int ret;
 657
 658         switch (p->dev->kdrv) {
 659 #if defined(RTE_ARCH_X86)
 660         case RTE_KDRV_NIC_UIO:
 661                 ret = 0;
 662                 break;
 663 #endif
 664         default:
 665                 ret = -1;
 666                 break;
 667         }
 668
 669         return ret;
 670 }