lib/librte_eal/linuxapp/eal/eal_pci_uio.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 <string.h>
  35 #include <fcntl.h>
  36 #include <dirent.h>
  37 #include <sys/stat.h>
  38 #include <sys/mman.h>
  39 #include <linux/pci_regs.h>
  40
  41 #include <rte_log.h>
  42 #include <rte_pci.h>
  43 #include <rte_common.h>
  44 #include <rte_malloc.h>
  45 #include <rte_tailq.h>
  46
  47 #include "rte_pci_dev_ids.h"
  48 #include "eal_filesystem.h"
  49 #include "eal_pci_init.h"
  50
  51 void *pci_map_addr = NULL;
  52
  53
  54 #define OFF_MAX              ((uint64_t)(off_t)-1)
  55 static int
  56 pci_uio_get_mappings(struct rte_pci_device *dev,
  57                         struct pci_map maps[], int nb_maps)
  58 {
  59         struct rte_pci_addr *loc = &dev->addr;
  60         int i = 0;
  61         char filename[PATH_MAX];
  62         unsigned long long start_addr, end_addr, flags;
  63         FILE *f;
  64
  65         snprintf(filename, sizeof(filename),
  66                 SYSFS_PCI_DEVICES "/" PCI_PRI_FMT "/resource",
  67                 loc->domain, loc->bus, loc->devid, loc->function);
  68
  69         f = fopen(filename, "r");
  70         if (f == NULL) {
  71                 RTE_LOG(ERR, EAL,
  72                 "%s(): cannot open sysfs %s\n",
  73                 __func__, filename);
  74                 return -1;
  75         }
  76
  77         while (fscanf(f, "%llx %llx %llx", &start_addr,
  78                         &end_addr, &flags) == 3 && i < nb_maps) {
  79                 if (flags & IORESOURCE_MEM) {
  80                         maps[i].offset = 0x0;
  81                         maps[i].size = end_addr - start_addr + 1;
  82                         maps[i].phaddr = start_addr;
  83                         i++;
  84                 }
  85         }
  86         fclose(f);
  87
  88         return i;
  89 }
  90
  91 static int
  92 pci_uio_set_bus_master(int dev_fd)
  93 {
  94         uint16_t reg;
  95         int ret;
  96
  97         ret = pread(dev_fd, &reg, sizeof(reg), PCI_COMMAND);
  98         if (ret != sizeof(reg)) {
  99                 RTE_LOG(ERR, EAL,
 100                         "Cannot read command from PCI config space!\n");
 101                 return -1;
 102         }
 103
 104         /* return if bus mastering is already on */
 105         if (reg & PCI_COMMAND_MASTER)
 106                 return 0;
 107
 108         reg |= PCI_COMMAND_MASTER;
 109
 110         ret = pwrite(dev_fd, &reg, sizeof(reg), PCI_COMMAND);
 111         if (ret != sizeof(reg)) {
 112                 RTE_LOG(ERR, EAL,
 113                         "Cannot write command to PCI config space!\n");
 114                 return -1;
 115         }
 116
 117         return 0;
 118 }
 119
 120 static int
 121 pci_uio_map_secondary(struct rte_pci_device *dev)
 122 {
 123         int fd, i;
 124         struct mapped_pci_resource *uio_res;
 125
 126         TAILQ_FOREACH(uio_res, pci_res_list, next) {
 127
 128                 /* skip this element if it doesn't match our PCI address */
 129                 if (memcmp(&uio_res->pci_addr, &dev->addr, sizeof(dev->addr)))
 130                         continue;
 131
 132                 for (i = 0; i != uio_res->nb_maps; i++) {
 133                         /* ignore mappings unused in primary process */
 134                         if (uio_res->maps[i].addr == NULL)
 135                                 continue;
 136
 137                         /*
 138                          * open devname, to mmap it
 139                          */
 140                         fd = open(uio_res->path, O_RDWR);
 141                         if (fd < 0) {
 142                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n",
 143                                         uio_res->path, strerror(errno));
 144                                 return -1;
 145                         }
 146
 147                         if (pci_map_resource(uio_res->maps[i].addr, fd,
 148                                              (off_t)uio_res->maps[i].offset,
 149                                              (size_t)uio_res->maps[i].size, 0)
 150                             != uio_res->maps[i].addr) {
 151                                 RTE_LOG(ERR, EAL,
 152                                         "Cannot mmap device resource\n");
 153                                 close(fd);
 154                                 return -1;
 155                         }
 156                         /* fd is not needed in slave process, close it */
 157                         close(fd);
 158                 }
 159                 return 0;
 160         }
 161
 162         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot find resource for device\n");
 163         return 1;
 164 }
 165
 166 static int
 167 pci_mknod_uio_dev(const char *sysfs_uio_path, unsigned uio_num)
 168 {
 169         FILE *f;
 170         char filename[PATH_MAX];
 171         int ret;
 172         unsigned major, minor;
 173         dev_t dev;
 174
 175         /* get the name of the sysfs file that contains the major and minor
 176          * of the uio device and read its content */
 177         snprintf(filename, sizeof(filename), "%s/dev", sysfs_uio_path);
 178
 179         f = fopen(filename, "r");
 180         if (f == NULL) {
 181                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): cannot open sysfs to get major:minor\n",
 182                         __func__);
 183                 return -1;
 184         }
 185
 186         ret = fscanf(f, "%u:%u", &major, &minor);
 187         if (ret != 2) {
 188                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): cannot parse sysfs to get major:minor\n",
 189                         __func__);
 190                 fclose(f);
 191                 return -1;
 192         }
 193         fclose(f);
 194
 195         /* create the char device "mknod /dev/uioX c major minor" */
 196         snprintf(filename, sizeof(filename), "/dev/uio%u", uio_num);
 197         dev = makedev(major, minor);
 198         ret = mknod(filename, S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR, dev);
 199         if (f == NULL) {
 200                 RTE_LOG(ERR, EAL, "%s(): mknod() failed %s\n",
 201                         __func__, strerror(errno));
 202                 return -1;
 203         }
 204
 205         return ret;
 206 }
 207
 208 /*
 209  * Return the uioX char device used for a pci device. On success, return
 210  * the UIO number and fill dstbuf string with the path of the device in
 211  * sysfs. On error, return a negative value. In this case dstbuf is
 212  * invalid.
 213  */
 214 static int
 215 pci_get_uio_dev(struct rte_pci_device *dev, char *dstbuf,
 216                            unsigned int buflen)
 217 {
 218         struct rte_pci_addr *loc = &dev->addr;
 219         unsigned int uio_num;
 220         struct dirent *e;
 221         DIR *dir;
 222         char dirname[PATH_MAX];
 223
 224         /* depending on kernel version, uio can be located in uio/uioX
 225          * or uio:uioX */
 226
 227         snprintf(dirname, sizeof(dirname),
 228                         SYSFS_PCI_DEVICES "/" PCI_PRI_FMT "/uio",
 229                         loc->domain, loc->bus, loc->devid, loc->function);
 230
 231         dir = opendir(dirname);
 232         if (dir == NULL) {
 233                 /* retry with the parent directory */
 234                 snprintf(dirname, sizeof(dirname),
 235                                 SYSFS_PCI_DEVICES "/" PCI_PRI_FMT,
 236                                 loc->domain, loc->bus, loc->devid, loc->function);
 237                 dir = opendir(dirname);
 238
 239                 if (dir == NULL) {
 240                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot opendir %s\n", dirname);
 241                         return -1;
 242                 }
 243         }
 244
 245         /* take the first file starting with "uio" */
 246         while ((e = readdir(dir)) != NULL) {
 247                 /* format could be uio%d ...*/
 248                 int shortprefix_len = sizeof("uio") - 1;
 249                 /* ... or uio:uio%d */
 250                 int longprefix_len = sizeof("uio:uio") - 1;
 251                 char *endptr;
 252
 253                 if (strncmp(e->d_name, "uio", 3) != 0)
 254                         continue;
 255
 256                 /* first try uio%d */
 257                 errno = 0;
 258                 uio_num = strtoull(e->d_name + shortprefix_len, &endptr, 10);
 259                 if (errno == 0 && endptr != (e->d_name + shortprefix_len)) {
 260                         snprintf(dstbuf, buflen, "%s/uio%u", dirname, uio_num);
 261                         break;
 262                 }
 263
 264                 /* then try uio:uio%d */
 265                 errno = 0;
 266                 uio_num = strtoull(e->d_name + longprefix_len, &endptr, 10);
 267                 if (errno == 0 && endptr != (e->d_name + longprefix_len)) {
 268                         snprintf(dstbuf, buflen, "%s/uio:uio%u", dirname, uio_num);
 269                         break;
 270                 }
 271         }
 272         closedir(dir);
 273
 274         /* No uio resource found */
 275         if (e == NULL)
 276                 return -1;
 277
 278         /* create uio device if we've been asked to */
 279         if (internal_config.create_uio_dev &&
 280                         pci_mknod_uio_dev(dstbuf, uio_num) < 0)
 281                 RTE_LOG(WARNING, EAL, "Cannot create /dev/uio%u\n", uio_num);
 282
 283         return uio_num;
 284 }
 285
 286 /* map the PCI resource of a PCI device in virtual memory */
 287 int
 288 pci_uio_map_resource(struct rte_pci_device *dev)
 289 {
 290         int i, j;
 291         char dirname[PATH_MAX];
 292         char cfgname[PATH_MAX];
 293         char devname[PATH_MAX]; /* contains the /dev/uioX */
 294         void *mapaddr;
 295         int uio_num;
 296         uint64_t phaddr;
 297         uint64_t offset;
 298         uint64_t pagesz;
 299         int nb_maps;
 300         struct rte_pci_addr *loc = &dev->addr;
 301         struct mapped_pci_resource *uio_res;
 302         struct pci_map *maps;
 303
 304         dev->intr_handle.fd = -1;
 305         dev->intr_handle.uio_cfg_fd = -1;
 306         dev->intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_UNKNOWN;
 307
 308         /* secondary processes - use already recorded details */
 309         if (rte_eal_process_type() != RTE_PROC_PRIMARY)
 310                 return pci_uio_map_secondary(dev);
 311
 312         /* find uio resource */
 313         uio_num = pci_get_uio_dev(dev, dirname, sizeof(dirname));
 314         if (uio_num < 0) {
 315                 RTE_LOG(WARNING, EAL, "  "PCI_PRI_FMT" not managed by UIO driver, "
 316                                 "skipping\n", loc->domain, loc->bus, loc->devid, loc->function);
 317                 return 1;
 318         }
 319         snprintf(devname, sizeof(devname), "/dev/uio%u", uio_num);
 320
 321         /* save fd if in primary process */
 322         dev->intr_handle.fd = open(devname, O_RDWR);
 323         if (dev->intr_handle.fd < 0) {
 324                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n",
 325                         devname, strerror(errno));
 326                 return -1;
 327         }
 328         dev->intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_UIO;
 329
 330         snprintf(cfgname, sizeof(cfgname),
 331                         "/sys/class/uio/uio%u/device/config", uio_num);
 332         dev->intr_handle.uio_cfg_fd = open(cfgname, O_RDWR);
 333         if (dev->intr_handle.uio_cfg_fd < 0) {
 334                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n",
 335                         cfgname, strerror(errno));
 336                 return -1;
 337         }
 338
 339         /* update devname for mmap  */
 340         snprintf(devname, sizeof(devname),
 341                 SYSFS_PCI_DEVICES "/" PCI_PRI_FMT "/resource%d",
 342                 loc->domain, loc->bus, loc->devid, loc->function, 0);
 343
 344         /* set bus master that is not done by uio_pci_generic */
 345         if (rte_eal_process_type() == RTE_PROC_PRIMARY) {
 346                 if (pci_uio_set_bus_master(dev->intr_handle.uio_cfg_fd)) {
 347                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot set up bus mastering!\n");
 348                         return -1;
 349                 }
 350         }
 351
 352         /* allocate the mapping details for secondary processes*/
 353         uio_res = rte_zmalloc("UIO_RES", sizeof(*uio_res), 0);
 354         if (uio_res == NULL) {
 355                 RTE_LOG(ERR, EAL,
 356                         "%s(): cannot store uio mmap details\n", __func__);
 357                 return -1;
 358         }
 359
 360         snprintf(uio_res->path, sizeof(uio_res->path), "%s", devname);
 361         memcpy(&uio_res->pci_addr, &dev->addr, sizeof(uio_res->pci_addr));
 362
 363         /* collect info about device mappings */
 364         nb_maps = pci_uio_get_mappings(dev, uio_res->maps,
 365                                         RTE_DIM(uio_res->maps));
 366         if (nb_maps < 0) {
 367                 rte_free(uio_res);
 368                 return nb_maps;
 369         }
 370         uio_res->nb_maps = nb_maps;
 371
 372         /* Map all BARs */
 373         pagesz = sysconf(_SC_PAGESIZE);
 374
 375         maps = uio_res->maps;
 376         for (i = 0; i != PCI_MAX_RESOURCE; i++) {
 377                 int fd;
 378
 379                 /* skip empty BAR */
 380                 phaddr = dev->mem_resource[i].phys_addr;
 381                 if (phaddr == 0)
 382                         continue;
 383
 384                 for (j = 0; j != nb_maps && (phaddr != maps[j].phaddr ||
 385                                 dev->mem_resource[i].len != maps[j].size);
 386                                 j++)
 387                         ;
 388
 389                 /* if matching map is found, then use it */
 390                 if (j != nb_maps) {
 391                         int fail = 0;
 392                         offset = j * pagesz;
 393
 394                         /*
 395                          * open devname, to mmap it
 396                          */
 397                         fd = open(devname, O_RDWR);
 398                         if (fd < 0) {
 399                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n",
 400                                         devname, strerror(errno));
 401                                 return -1;
 402                         }
 403
 404                         if (maps[j].addr != NULL)
 405                                 fail = 1;
 406                         else {
 407                                 /* try mapping somewhere close to the end of hugepages */
 408                                 if (pci_map_addr == NULL)
 409                                         pci_map_addr = pci_find_max_end_va();
 410
 411                                 mapaddr = pci_map_resource(pci_map_addr, fd, (off_t)offset,
 412                                                 (size_t)maps[j].size, 0);
 413                                 if (mapaddr == MAP_FAILED)
 414                                         fail = 1;
 415
 416                                 pci_map_addr = RTE_PTR_ADD(mapaddr, (size_t) maps[j].size);
 417                         }
 418
 419                         if (fail) {
 420                                 rte_free(uio_res);
 421                                 close(fd);
 422                                 return -1;
 423                         }
 424                         close(fd);
 425
 426                         maps[j].addr = mapaddr;
 427                         maps[j].offset = offset;
 428                         dev->mem_resource[i].addr = mapaddr;
 429                 }
 430         }
 431
 432         TAILQ_INSERT_TAIL(pci_res_list, uio_res, next);
 433
 434         return 0;
 435 }