lib/librte_eal/common/include/rte_pci.h

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2015 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   Copyright 2013-2014 6WIND S.A.
   6  *   All rights reserved.
   7  *
   8  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  *   modification, are permitted provided that the following conditions
  10  *   are met:
  11  *
  12  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  16  *       the documentation and/or other materials provided with the
  17  *       distribution.
  18  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  19  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  20  *       from this software without specific prior written permission.
  21  *
  22  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  23  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  24  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  25  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  26  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  27  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  28  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  29  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  30  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  31  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  32  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  33  */
  34
  35 #ifndef _RTE_PCI_H_
  36 #define _RTE_PCI_H_
  37
  38 /**
  39  * @file
  40  *
  41  * RTE PCI Interface
  42  */
  43
  44 #ifdef __cplusplus
  45 extern "C" {
  46 #endif
  47
  48 #include <stdio.h>
  49 #include <stdlib.h>
  50 #include <limits.h>
  51 #include <errno.h>
  52 #include <sys/queue.h>
  53 #include <stdint.h>
  54 #include <inttypes.h>
  55
  56 #include <rte_debug.h>
  57 #include <rte_interrupts.h>
  58 #include <rte_dev.h>
  59 #include <rte_bus.h>
  60
  61 /** Pathname of PCI devices directory. */
  62 const char *pci_get_sysfs_path(void);
  63
  64 /** Formatting string for PCI device identifier: Ex: 0000:00:01.0 */
  65 #define PCI_PRI_FMT "%.4" PRIx16 ":%.2" PRIx8 ":%.2" PRIx8 ".%" PRIx8
  66 #define PCI_PRI_STR_SIZE sizeof("XXXXXXXX:XX:XX.X")
  67
  68 /** Short formatting string, without domain, for PCI device: Ex: 00:01.0 */
  69 #define PCI_SHORT_PRI_FMT "%.2" PRIx8 ":%.2" PRIx8 ".%" PRIx8
  70
  71 /** Nb. of values in PCI device identifier format string. */
  72 #define PCI_FMT_NVAL 4
  73
  74 /** Nb. of values in PCI resource format. */
  75 #define PCI_RESOURCE_FMT_NVAL 3
  76
  77 /** Maximum number of PCI resources. */
  78 #define PCI_MAX_RESOURCE 6
  79
  80 /* Forward declarations */
  81 struct rte_pci_device;
  82 struct rte_pci_driver;
  83
  84 /** List of PCI devices */
  85 TAILQ_HEAD(rte_pci_device_list, rte_pci_device);
  86 /** List of PCI drivers */
  87 TAILQ_HEAD(rte_pci_driver_list, rte_pci_driver);
  88
  89 /* PCI Bus iterators */
  90 #define FOREACH_DEVICE_ON_PCIBUS(p)     \
  91                 TAILQ_FOREACH(p, &(rte_pci_bus.device_list), next)
  92
  93 #define FOREACH_DRIVER_ON_PCIBUS(p)     \
  94                 TAILQ_FOREACH(p, &(rte_pci_bus.driver_list), next)
  95
  96 /**
  97  * A structure describing an ID for a PCI driver. Each driver provides a
  98  * table of these IDs for each device that it supports.
  99  */
 100 struct rte_pci_id {
 101         uint32_t class_id;            /**< Class ID (class, subclass, pi) or RTE_CLASS_ANY_ID. */
 102         uint16_t vendor_id;           /**< Vendor ID or PCI_ANY_ID. */
 103         uint16_t device_id;           /**< Device ID or PCI_ANY_ID. */
 104         uint16_t subsystem_vendor_id; /**< Subsystem vendor ID or PCI_ANY_ID. */
 105         uint16_t subsystem_device_id; /**< Subsystem device ID or PCI_ANY_ID. */
 106 };
 107
 108 /**
 109  * A structure describing the location of a PCI device.
 110  */
 111 struct rte_pci_addr {
 112         uint32_t domain;                /**< Device domain */
 113         uint8_t bus;                    /**< Device bus */
 114         uint8_t devid;                  /**< Device ID */
 115         uint8_t function;               /**< Device function. */
 116 };
 117
 118 struct rte_devargs;
 119
 120 /**
 121  * A structure describing a PCI device.
 122  */
 123 struct rte_pci_device {
 124         TAILQ_ENTRY(rte_pci_device) next;       /**< Next probed PCI device. */
 125         struct rte_device device;               /**< Inherit core device */
 126         struct rte_pci_addr addr;               /**< PCI location. */
 127         struct rte_pci_id id;                   /**< PCI ID. */
 128         struct rte_mem_resource mem_resource[PCI_MAX_RESOURCE];
 129                                                 /**< PCI Memory Resource */
 130         struct rte_intr_handle intr_handle;     /**< Interrupt handle */
 131         struct rte_pci_driver *driver;          /**< Associated driver */
 132         uint16_t max_vfs;                       /**< sriov enable if not zero */
 133         enum rte_kernel_driver kdrv;            /**< Kernel driver passthrough */
 134         char name[PCI_PRI_STR_SIZE+1];          /**< PCI location (ASCII) */
 135 };
 136
 137 /**
 138  * @internal
 139  * Helper macro for drivers that need to convert to struct rte_pci_device.
 140  */
 141 #define RTE_DEV_TO_PCI(ptr) container_of(ptr, struct rte_pci_device, device)
 142
 143 /** Any PCI device identifier (vendor, device, ...) */
 144 #define PCI_ANY_ID (0xffff)
 145 #define RTE_CLASS_ANY_ID (0xffffff)
 146
 147 #ifdef __cplusplus
 148 /** C++ macro used to help building up tables of device IDs */
 149 #define RTE_PCI_DEVICE(vend, dev) \
 150         RTE_CLASS_ANY_ID,         \
 151         (vend),                   \
 152         (dev),                    \
 153         PCI_ANY_ID,               \
 154         PCI_ANY_ID
 155 #else
 156 /** Macro used to help building up tables of device IDs */
 157 #define RTE_PCI_DEVICE(vend, dev)          \
 158         .class_id = RTE_CLASS_ANY_ID,      \
 159         .vendor_id = (vend),               \
 160         .device_id = (dev),                \
 161         .subsystem_vendor_id = PCI_ANY_ID, \
 162         .subsystem_device_id = PCI_ANY_ID
 163 #endif
 164
 165 /**
 166  * Initialisation function for the driver called during PCI probing.
 167  */
 168 typedef int (pci_probe_t)(struct rte_pci_driver *, struct rte_pci_device *);
 169
 170 /**
 171  * Uninitialisation function for the driver called during hotplugging.
 172  */
 173 typedef int (pci_remove_t)(struct rte_pci_device *);
 174
 175 /**
 176  * A structure describing a PCI driver.
 177  */
 178 struct rte_pci_driver {
 179         TAILQ_ENTRY(rte_pci_driver) next;       /**< Next in list. */
 180         struct rte_driver driver;               /**< Inherit core driver. */
 181         struct rte_pci_bus *bus;                /**< PCI bus reference. */
 182         pci_probe_t *probe;                     /**< Device Probe function. */
 183         pci_remove_t *remove;                   /**< Device Remove function. */
 184         const struct rte_pci_id *id_table;      /**< ID table, NULL terminated. */
 185         uint32_t drv_flags;                     /**< Flags contolling handling of device. */
 186 };
 187
 188 /**
 189  * Structure describing the PCI bus
 190  */
 191 struct rte_pci_bus {
 192         struct rte_bus bus;               /**< Inherit the generic class */
 193         struct rte_pci_device_list device_list;  /**< List of PCI devices */
 194         struct rte_pci_driver_list driver_list;  /**< List of PCI drivers */
 195 };
 196
 197 /** Device needs PCI BAR mapping (done with either IGB_UIO or VFIO) */
 198 #define RTE_PCI_DRV_NEED_MAPPING 0x0001
 199 /** Device driver supports link state interrupt */
 200 #define RTE_PCI_DRV_INTR_LSC    0x0008
 201 /** Device driver supports device removal interrupt */
 202 #define RTE_PCI_DRV_INTR_RMV 0x0010
 203 /** Device driver needs to keep mapped resources if unsupported dev detected */
 204 #define RTE_PCI_DRV_KEEP_MAPPED_RES 0x0020
 205
 206 /**
 207  * A structure describing a PCI mapping.
 208  */
 209 struct pci_map {
 210         void *addr;
 211         char *path;
 212         uint64_t offset;
 213         uint64_t size;
 214         uint64_t phaddr;
 215 };
 216
 217 /**
 218  * A structure describing a mapped PCI resource.
 219  * For multi-process we need to reproduce all PCI mappings in secondary
 220  * processes, so save them in a tailq.
 221  */
 222 struct mapped_pci_resource {
 223         TAILQ_ENTRY(mapped_pci_resource) next;
 224
 225         struct rte_pci_addr pci_addr;
 226         char path[PATH_MAX];
 227         int nb_maps;
 228         struct pci_map maps[PCI_MAX_RESOURCE];
 229 };
 230
 231 /** mapped pci device list */
 232 TAILQ_HEAD(mapped_pci_res_list, mapped_pci_resource);
 233
 234 /**< Internal use only - Macro used by pci addr parsing functions **/
 235 #define GET_PCIADDR_FIELD(in, fd, lim, dlm)                   \
 236 do {                                                               \
 237         unsigned long val;                                      \
 238         char *end;                                              \
 239         errno = 0;                                              \
 240         val = strtoul((in), &end, 16);                          \
 241         if (errno != 0 || end[0] != (dlm) || val > (lim))       \
 242                 return -EINVAL;                                 \
 243         (fd) = (typeof (fd))val;                                \
 244         (in) = end + 1;                                         \
 245 } while(0)
 246
 247 /**
 248  * Utility function to produce a PCI Bus-Device-Function value
 249  * given a string representation. Assumes that the BDF is provided without
 250  * a domain prefix (i.e. domain returned is always 0)
 251  *
 252  * @param input
 253  *      The input string to be parsed. Should have the format XX:XX.X
 254  * @param dev_addr
 255  *      The PCI Bus-Device-Function address to be returned. Domain will always be
 256  *      returned as 0
 257  * @return
 258  *  0 on success, negative on error.
 259  */
 260 static inline int
 261 eal_parse_pci_BDF(const char *input, struct rte_pci_addr *dev_addr)
 262 {
 263         dev_addr->domain = 0;
 264         GET_PCIADDR_FIELD(input, dev_addr->bus, UINT8_MAX, ':');
 265         GET_PCIADDR_FIELD(input, dev_addr->devid, UINT8_MAX, '.');
 266         GET_PCIADDR_FIELD(input, dev_addr->function, UINT8_MAX, 0);
 267         return 0;
 268 }
 269
 270 /**
 271  * Utility function to produce a PCI Bus-Device-Function value
 272  * given a string representation. Assumes that the BDF is provided including
 273  * a domain prefix.
 274  *
 275  * @param input
 276  *      The input string to be parsed. Should have the format XXXX:XX:XX.X
 277  * @param dev_addr
 278  *      The PCI Bus-Device-Function address to be returned
 279  * @return
 280  *  0 on success, negative on error.
 281  */
 282 static inline int
 283 eal_parse_pci_DomBDF(const char *input, struct rte_pci_addr *dev_addr)
 284 {
 285         GET_PCIADDR_FIELD(input, dev_addr->domain, UINT16_MAX, ':');
 286         GET_PCIADDR_FIELD(input, dev_addr->bus, UINT8_MAX, ':');
 287         GET_PCIADDR_FIELD(input, dev_addr->devid, UINT8_MAX, '.');
 288         GET_PCIADDR_FIELD(input, dev_addr->function, UINT8_MAX, 0);
 289         return 0;
 290 }
 291 #undef GET_PCIADDR_FIELD
 292
 293 /**
 294  * Utility function to write a pci device name, this device name can later be
 295  * used to retrieve the corresponding rte_pci_addr using eal_parse_pci_*
 296  * BDF helpers.
 297  *
 298  * @param addr
 299  *      The PCI Bus-Device-Function address
 300  * @param output
 301  *      The output buffer string
 302  * @param size
 303  *      The output buffer size
 304  */
 305 static inline void
 306 rte_pci_device_name(const struct rte_pci_addr *addr,
 307                 char *output, size_t size)
 308 {
 309         RTE_VERIFY(size >= PCI_PRI_STR_SIZE);
 310         RTE_VERIFY(snprintf(output, size, PCI_PRI_FMT,
 311                             addr->domain, addr->bus,
 312                             addr->devid, addr->function) >= 0);
 313 }
 314
 315 /* Compare two PCI device addresses. */
 316 /**
 317  * Utility function to compare two PCI device addresses.
 318  *
 319  * @param addr
 320  *      The PCI Bus-Device-Function address to compare
 321  * @param addr2
 322  *      The PCI Bus-Device-Function address to compare
 323  * @return
 324  *      0 on equal PCI address.
 325  *      Positive on addr is greater than addr2.
 326  *      Negative on addr is less than addr2, or error.
 327  */
 328 static inline int
 329 rte_eal_compare_pci_addr(const struct rte_pci_addr *addr,
 330                          const struct rte_pci_addr *addr2)
 331 {
 332         uint64_t dev_addr, dev_addr2;
 333
 334         if ((addr == NULL) || (addr2 == NULL))
 335                 return -1;
 336
 337         dev_addr = ((uint64_t)addr->domain << 24) |
 338                 (addr->bus << 16) | (addr->devid << 8) | addr->function;
 339         dev_addr2 = ((uint64_t)addr2->domain << 24) |
 340                 (addr2->bus << 16) | (addr2->devid << 8) | addr2->function;
 341
 342         if (dev_addr > dev_addr2)
 343                 return 1;
 344         else if (dev_addr < dev_addr2)
 345                 return -1;
 346         else
 347                 return 0;
 348 }
 349
 350 /**
 351  * Scan the content of the PCI bus, and the devices in the devices
 352  * list
 353  *
 354  * @return
 355  *  0 on success, negative on error
 356  */
 357 int rte_pci_scan(void);
 358
 359 /**
 360  * Probe the PCI bus
 361  *
 362  * @return
 363  *   - 0 on success.
 364  *   - !0 on error.
 365  */
 366 int
 367 rte_pci_probe(void);
 368
 369 /*
 370  * Match the PCI Driver and Device using the ID Table
 371  *
 372  * @param pci_drv
 373  *      PCI driver from which ID table would be extracted
 374  * @param pci_dev
 375  *      PCI device to match against the driver
 376  * @return
 377  *      1 for successful match
 378  *      0 for unsuccessful match
 379  */
 380 int
 381 rte_pci_match(const struct rte_pci_driver *pci_drv,
 382               const struct rte_pci_device *pci_dev);
 383
 384
 385 /**
 386  * Get iommu class of PCI devices on the bus.
 387  * And return their preferred iova mapping mode.
 388  *
 389  * @return
 390  *   - enum rte_iova_mode.
 391  */
 392 enum rte_iova_mode
 393 rte_pci_get_iommu_class(void);
 394
 395 /**
 396  * Map the PCI device resources in user space virtual memory address
 397  *
 398  * Note that driver should not call this function when flag
 399  * RTE_PCI_DRV_NEED_MAPPING is set, as EAL will do that for
 400  * you when it's on.
 401  *
 402  * @param dev
 403  *   A pointer to a rte_pci_device structure describing the device
 404  *   to use
 405  *
 406  * @return
 407  *   0 on success, negative on error and positive if no driver
 408  *   is found for the device.
 409  */
 410 int rte_pci_map_device(struct rte_pci_device *dev);
 411
 412 /**
 413  * Unmap this device
 414  *
 415  * @param dev
 416  *   A pointer to a rte_pci_device structure describing the device
 417  *   to use
 418  */
 419 void rte_pci_unmap_device(struct rte_pci_device *dev);
 420
 421 /**
 422  * @internal
 423  * Map a particular resource from a file.
 424  *
 425  * @param requested_addr
 426  *      The starting address for the new mapping range.
 427  * @param fd
 428  *      The file descriptor.
 429  * @param offset
 430  *      The offset for the mapping range.
 431  * @param size
 432  *      The size for the mapping range.
 433  * @param additional_flags
 434  *      The additional flags for the mapping range.
 435  * @return
 436  *   - On success, the function returns a pointer to the mapped area.
 437  *   - On error, the value MAP_FAILED is returned.
 438  */
 439 void *pci_map_resource(void *requested_addr, int fd, off_t offset,
 440                 size_t size, int additional_flags);
 441
 442 /**
 443  * @internal
 444  * Unmap a particular resource.
 445  *
 446  * @param requested_addr
 447  *      The address for the unmapping range.
 448  * @param size
 449  *      The size for the unmapping range.
 450  */
 451 void pci_unmap_resource(void *requested_addr, size_t size);
 452
 453 /**
 454  * Probe the single PCI device.
 455  *
 456  * Scan the content of the PCI bus, and find the pci device specified by pci
 457  * address, then call the probe() function for registered driver that has a
 458  * matching entry in its id_table for discovered device.
 459  *
 460  * @param addr
 461  *      The PCI Bus-Device-Function address to probe.
 462  * @return
 463  *   - 0 on success.
 464  *   - Negative on error.
 465  */
 466 int rte_pci_probe_one(const struct rte_pci_addr *addr);
 467
 468 /**
 469  * Close the single PCI device.
 470  *
 471  * Scan the content of the PCI bus, and find the pci device specified by pci
 472  * address, then call the remove() function for registered driver that has a
 473  * matching entry in its id_table for discovered device.
 474  *
 475  * @param addr
 476  *      The PCI Bus-Device-Function address to close.
 477  * @return
 478  *   - 0 on success.
 479  *   - Negative on error.
 480  */
 481 int rte_pci_detach(const struct rte_pci_addr *addr);
 482
 483 /**
 484  * Dump the content of the PCI bus.
 485  *
 486  * @param f
 487  *   A pointer to a file for output
 488  */
 489 void rte_pci_dump(FILE *f);
 490
 491 /**
 492  * Register a PCI driver.
 493  *
 494  * @param driver
 495  *   A pointer to a rte_pci_driver structure describing the driver
 496  *   to be registered.
 497  */
 498 void rte_pci_register(struct rte_pci_driver *driver);
 499
 500 /** Helper for PCI device registration from driver (eth, crypto) instance */
 501 #define RTE_PMD_REGISTER_PCI(nm, pci_drv) \
 502 RTE_INIT(pciinitfn_ ##nm); \
 503 static void pciinitfn_ ##nm(void) \
 504 {\
 505         (pci_drv).driver.name = RTE_STR(nm);\
 506         rte_pci_register(&pci_drv); \
 507 } \
 508 RTE_PMD_EXPORT_NAME(nm, __COUNTER__)
 509
 510 /**
 511  * Unregister a PCI driver.
 512  *
 513  * @param driver
 514  *   A pointer to a rte_pci_driver structure describing the driver
 515  *   to be unregistered.
 516  */
 517 void rte_pci_unregister(struct rte_pci_driver *driver);
 518
 519 /**
 520  * Read PCI config space.
 521  *
 522  * @param device
 523  *   A pointer to a rte_pci_device structure describing the device
 524  *   to use
 525  * @param buf
 526  *   A data buffer where the bytes should be read into
 527  * @param len
 528  *   The length of the data buffer.
 529  * @param offset
 530  *   The offset into PCI config space
 531  */
 532 int rte_pci_read_config(const struct rte_pci_device *device,
 533                 void *buf, size_t len, off_t offset);
 534
 535 /**
 536  * Write PCI config space.
 537  *
 538  * @param device
 539  *   A pointer to a rte_pci_device structure describing the device
 540  *   to use
 541  * @param buf
 542  *   A data buffer containing the bytes should be written
 543  * @param len
 544  *   The length of the data buffer.
 545  * @param offset
 546  *   The offset into PCI config space
 547  */
 548 int rte_pci_write_config(const struct rte_pci_device *device,
 549                 const void *buf, size_t len, off_t offset);
 550
 551 /**
 552  * A structure used to access io resources for a pci device.
 553  * rte_pci_ioport is arch, os, driver specific, and should not be used outside
 554  * of pci ioport api.
 555  */
 556 struct rte_pci_ioport {
 557         struct rte_pci_device *dev;
 558         uint64_t base;
 559         uint64_t len; /* only filled for memory mapped ports */
 560 };
 561
 562 /**
 563  * Initialize a rte_pci_ioport object for a pci device io resource.
 564  *
 565  * This object is then used to gain access to those io resources (see below).
 566  *
 567  * @param dev
 568  *   A pointer to a rte_pci_device structure describing the device
 569  *   to use.
 570  * @param bar
 571  *   Index of the io pci resource we want to access.
 572  * @param p
 573  *   The rte_pci_ioport object to be initialized.
 574  * @return
 575  *  0 on success, negative on error.
 576  */
 577 int rte_pci_ioport_map(struct rte_pci_device *dev, int bar,
 578                 struct rte_pci_ioport *p);
 579
 580 /**
 581  * Release any resources used in a rte_pci_ioport object.
 582  *
 583  * @param p
 584  *   The rte_pci_ioport object to be uninitialized.
 585  * @return
 586  *  0 on success, negative on error.
 587  */
 588 int rte_pci_ioport_unmap(struct rte_pci_ioport *p);
 589
 590 /**
 591  * Read from a io pci resource.
 592  *
 593  * @param p
 594  *   The rte_pci_ioport object from which we want to read.
 595  * @param data
 596  *   A data buffer where the bytes should be read into
 597  * @param len
 598  *   The length of the data buffer.
 599  * @param offset
 600  *   The offset into the pci io resource.
 601  */
 602 void rte_pci_ioport_read(struct rte_pci_ioport *p,
 603                 void *data, size_t len, off_t offset);
 604
 605 /**
 606  * Write to a io pci resource.
 607  *
 608  * @param p
 609  *   The rte_pci_ioport object to which we want to write.
 610  * @param data
 611  *   A data buffer where the bytes should be read into
 612  * @param len
 613  *   The length of the data buffer.
 614  * @param offset
 615  *   The offset into the pci io resource.
 616  */
 617 void rte_pci_ioport_write(struct rte_pci_ioport *p,
 618                 const void *data, size_t len, off_t offset);
 619
 620 #ifdef __cplusplus
 621 }
 622 #endif
 623
 624 #endif /* _RTE_PCI_H_ */