PCI: remove useless pci driver method
[pandora-kernel.git] / Documentation / pci.txt
1
2                         How To Write Linux PCI Drivers
3
4                 by Martin Mares <mj@ucw.cz> on 07-Feb-2000
5         updated by Grant Grundler <grundler@parisc-linux.org> on 23-Dec-2006
6
7 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
8 The world of PCI is vast and full of (mostly unpleasant) surprises.
9 Since each CPU architecture implements different chip-sets and PCI devices
10 have different requirements (erm, "features"), the result is the PCI support
11 in the Linux kernel is not as trivial as one would wish. This short paper
12 tries to introduce all potential driver authors to Linux APIs for
13 PCI device drivers.
14
15 A more complete resource is the third edition of "Linux Device Drivers"
16 by Jonathan Corbet, Alessandro Rubini, and Greg Kroah-Hartman.
17 LDD3 is available for free (under Creative Commons License) from:
18
19         http://lwn.net/Kernel/LDD3/
20
21 However, keep in mind that all documents are subject to "bit rot".
22 Refer to the source code if things are not working as described here.
23
24 Please send questions/comments/patches about Linux PCI API to the
25 "Linux PCI" <linux-pci@atrey.karlin.mff.cuni.cz> mailing list.
26
27
28
29 0. Structure of PCI drivers
30 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
31 PCI drivers "discover" PCI devices in a system via pci_register_driver().
32 Actually, it's the other way around. When the PCI generic code discovers
33 a new device, the driver with a matching "description" will be notified.
34 Details on this below.
35
36 pci_register_driver() leaves most of the probing for devices to
37 the PCI layer and supports online insertion/removal of devices [thus
38 supporting hot-pluggable PCI, CardBus, and Express-Card in a single driver].
39 pci_register_driver() call requires passing in a table of function
40 pointers and thus dictates the high level structure of a driver.
41
42 Once the driver knows about a PCI device and takes ownership, the
43 driver generally needs to perform the following initialization:
44
45         Enable the device
46         Request MMIO/IOP resources
47         Set the DMA mask size (for both coherent and streaming DMA)
48         Allocate and initialize shared control data (pci_allocate_coherent())
49         Access device configuration space (if needed)
50         Register IRQ handler (request_irq())
51         Initialize non-PCI (i.e. LAN/SCSI/etc parts of the chip)
52         Enable DMA/processing engines
53
54 When done using the device, and perhaps the module needs to be unloaded,
55 the driver needs to take the follow steps:
56         Disable the device from generating IRQs
57         Release the IRQ (free_irq())
58         Stop all DMA activity
59         Release DMA buffers (both streaming and coherent)
60         Unregister from other subsystems (e.g. scsi or netdev)
61         Release MMIO/IOP resources
62         Disable the device
63
64 Most of these topics are covered in the following sections.
65 For the rest look at LDD3 or <linux/pci.h> .
66
67 If the PCI subsystem is not configured (CONFIG_PCI is not set), most of
68 the PCI functions described below are defined as inline functions either
69 completely empty or just returning an appropriate error codes to avoid
70 lots of ifdefs in the drivers.
71
72
73
74 1. pci_register_driver() call
75 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
76
77 PCI device drivers call pci_register_driver() during their
78 initialization with a pointer to a structure describing the driver
79 (struct pci_driver):
80
81         field name      Description
82         ----------      ------------------------------------------------------
83         id_table        Pointer to table of device ID's the driver is
84                         interested in.  Most drivers should export this
85                         table using MODULE_DEVICE_TABLE(pci,...).
86
87         probe           This probing function gets called (during execution
88                         of pci_register_driver() for already existing
89                         devices or later if a new device gets inserted) for
90                         all PCI devices which match the ID table and are not
91                         "owned" by the other drivers yet. This function gets
92                         passed a "struct pci_dev *" for each device whose
93                         entry in the ID table matches the device. The probe
94                         function returns zero when the driver chooses to
95                         take "ownership" of the device or an error code
96                         (negative number) otherwise.
97                         The probe function always gets called from process
98                         context, so it can sleep.
99
100         remove          The remove() function gets called whenever a device
101                         being handled by this driver is removed (either during
102                         deregistration of the driver or when it's manually
103                         pulled out of a hot-pluggable slot).
104                         The remove function always gets called from process
105                         context, so it can sleep.
106
107         suspend         Put device into low power state.
108         suspend_late    Put device into low power state.
109
110         resume_early    Wake device from low power state.
111         resume          Wake device from low power state.
112
113                 (Please see Documentation/power/pci.txt for descriptions
114                 of PCI Power Management and the related functions.)
115
116         shutdown        Hook into reboot_notifier_list (kernel/sys.c).
117                         Intended to stop any idling DMA operations.
118                         Useful for enabling wake-on-lan (NIC) or changing
119                         the power state of a device before reboot.
120                         e.g. drivers/net/e100.c.
121
122         err_handler     See Documentation/pci-error-recovery.txt
123
124
125 The ID table is an array of struct pci_device_id entries ending with an
126 all-zero entry.  Each entry consists of:
127
128         vendor,device   Vendor and device ID to match (or PCI_ANY_ID)
129
130         subvendor,      Subsystem vendor and device ID to match (or PCI_ANY_ID)
131         subdevice,
132
133         class           Device class, subclass, and "interface" to match.
134                         See Appendix D of the PCI Local Bus Spec or
135                         include/linux/pci_ids.h for a full list of classes.
136                         Most drivers do not need to specify class/class_mask
137                         as vendor/device is normally sufficient.
138
139         class_mask      limit which sub-fields of the class field are compared.
140                         See drivers/scsi/sym53c8xx_2/ for example of usage.
141
142         driver_data     Data private to the driver.
143                         Most drivers don't need to use driver_data field.
144                         Best practice is to use driver_data as an index
145                         into a static list of equivalent device types,
146                         instead of using it as a pointer.
147
148
149 Most drivers only need PCI_DEVICE() or PCI_DEVICE_CLASS() to set up
150 a pci_device_id table.
151
152 New PCI IDs may be added to a device driver pci_ids table at runtime
153 as shown below:
154
155 echo "vendor device subvendor subdevice class class_mask driver_data" > \
156 /sys/bus/pci/drivers/{driver}/new_id
157
158 All fields are passed in as hexadecimal values (no leading 0x).
159 The vendor and device fields are mandatory, the others are optional. Users
160 need pass only as many optional fields as necessary:
161         o subvendor and subdevice fields default to PCI_ANY_ID (FFFFFFFF)
162         o class and classmask fields default to 0
163         o driver_data defaults to 0UL.
164
165 Once added, the driver probe routine will be invoked for any unclaimed
166 PCI devices listed in its (newly updated) pci_ids list.
167
168 When the driver exits, it just calls pci_unregister_driver() and the PCI layer
169 automatically calls the remove hook for all devices handled by the driver.
170
171
172 1.1 "Attributes" for driver functions/data
173
174 Please mark the initialization and cleanup functions where appropriate
175 (the corresponding macros are defined in <linux/init.h>):
176
177         __init          Initialization code. Thrown away after the driver
178                         initializes.
179         __exit          Exit code. Ignored for non-modular drivers.
180
181
182         __devinit       Device initialization code.
183                         Identical to __init if the kernel is not compiled
184                         with CONFIG_HOTPLUG, normal function otherwise.
185         __devexit       The same for __exit.
186
187 Tips on when/where to use the above attributes:
188         o The module_init()/module_exit() functions (and all
189           initialization functions called _only_ from these)
190           should be marked __init/__exit.
191
192         o Do not mark the struct pci_driver.
193
194         o The ID table array should be marked __devinitdata.
195
196         o The probe() and remove() functions should be marked __devinit
197           and __devexit respectively.  All initialization functions
198           exclusively called by the probe() routine, can be marked __devinit.
199           Ditto for remove() and __devexit.
200
201         o If mydriver_remove() is marked with __devexit(), then all address
202           references to mydriver_remove must use __devexit_p(mydriver_remove)
203           (in the struct pci_driver declaration for example).
204           __devexit_p() will generate the function name _or_ NULL if the
205           function will be discarded.  For an example, see drivers/net/tg3.c.
206
207         o Do NOT mark a function if you are not sure which mark to use.
208           Better to not mark the function than mark the function wrong.
209
210
211
212 2. How to find PCI devices manually
213 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
214
215 PCI drivers should have a really good reason for not using the
216 pci_register_driver() interface to search for PCI devices.
217 The main reason PCI devices are controlled by multiple drivers
218 is because one PCI device implements several different HW services.
219 E.g. combined serial/parallel port/floppy controller.
220
221 A manual search may be performed using the following constructs:
222
223 Searching by vendor and device ID:
224
225         struct pci_dev *dev = NULL;
226         while (dev = pci_get_device(VENDOR_ID, DEVICE_ID, dev))
227                 configure_device(dev);
228
229 Searching by class ID (iterate in a similar way):
230
231         pci_get_class(CLASS_ID, dev)
232
233 Searching by both vendor/device and subsystem vendor/device ID:
234
235         pci_get_subsys(VENDOR_ID,DEVICE_ID, SUBSYS_VENDOR_ID, SUBSYS_DEVICE_ID, dev).
236
237 You can use the constant PCI_ANY_ID as a wildcard replacement for
238 VENDOR_ID or DEVICE_ID.  This allows searching for any device from a
239 specific vendor, for example.
240
241 These functions are hotplug-safe. They increment the reference count on
242 the pci_dev that they return. You must eventually (possibly at module unload)
243 decrement the reference count on these devices by calling pci_dev_put().
244
245
246
247 3. Device Initialization Steps
248 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
249
250 As noted in the introduction, most PCI drivers need the following steps
251 for device initialization:
252
253         Enable the device
254         Request MMIO/IOP resources
255         Set the DMA mask size (for both coherent and streaming DMA)
256         Allocate and initialize shared control data (pci_allocate_coherent())
257         Access device configuration space (if needed)
258         Register IRQ handler (request_irq())
259         Initialize non-PCI (i.e. LAN/SCSI/etc parts of the chip)
260         Enable DMA/processing engines.
261
262 The driver can access PCI config space registers at any time.
263 (Well, almost. When running BIST, config space can go away...but
264 that will just result in a PCI Bus Master Abort and config reads
265 will return garbage).
266
267
268 3.1 Enable the PCI device
269 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
270 Before touching any device registers, the driver needs to enable
271 the PCI device by calling pci_enable_device(). This will:
272         o wake up the device if it was in suspended state,
273         o allocate I/O and memory regions of the device (if BIOS did not),
274         o allocate an IRQ (if BIOS did not).
275
276 NOTE: pci_enable_device() can fail! Check the return value.
277 NOTE2: Also see pci_enable_device_bars() below. Drivers can
278     attempt to enable only a subset of BARs they need.
279
280 [ OS BUG: we don't check resource allocations before enabling those
281   resources. The sequence would make more sense if we called
282   pci_request_resources() before calling pci_enable_device().
283   Currently, the device drivers can't detect the bug when when two
284   devices have been allocated the same range. This is not a common
285   problem and unlikely to get fixed soon.
286
287   This has been discussed before but not changed as of 2.6.19:
288         http://lkml.org/lkml/2006/3/2/194
289 ]
290
291 pci_set_master() will enable DMA by setting the bus master bit
292 in the PCI_COMMAND register. It also fixes the latency timer value if
293 it's set to something bogus by the BIOS.
294
295 If the PCI device can use the PCI Memory-Write-Invalidate transaction,
296 call pci_set_mwi().  This enables the PCI_COMMAND bit for Mem-Wr-Inval
297 and also ensures that the cache line size register is set correctly.
298 Check the return value of pci_set_mwi() as not all architectures
299 or chip-sets may support Memory-Write-Invalidate.
300
301
302 3.2 Request MMIO/IOP resources
303 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
304 Memory (MMIO), and I/O port addresses should NOT be read directly
305 from the PCI device config space. Use the values in the pci_dev structure
306 as the PCI "bus address" might have been remapped to a "host physical"
307 address by the arch/chip-set specific kernel support.
308
309 See Documentation/IO-mapping.txt for how to access device registers
310 or device memory.
311
312 The device driver needs to call pci_request_region() to verify
313 no other device is already using the same address resource.
314 Conversely, drivers should call pci_release_region() AFTER
315 calling pci_disable_device().
316 The idea is to prevent two devices colliding on the same address range.
317
318 [ See OS BUG comment above. Currently (2.6.19), The driver can only
319   determine MMIO and IO Port resource availability _after_ calling
320   pci_enable_device(). ]
321
322 Generic flavors of pci_request_region() are request_mem_region()
323 (for MMIO ranges) and request_region() (for IO Port ranges).
324 Use these for address resources that are not described by "normal" PCI
325 BARs.
326
327 Also see pci_request_selected_regions() below.
328
329
330 3.3 Set the DMA mask size
331 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
332 [ If anything below doesn't make sense, please refer to
333   Documentation/DMA-API.txt. This section is just a reminder that
334   drivers need to indicate DMA capabilities of the device and is not
335   an authoritative source for DMA interfaces. ]
336
337 While all drivers should explicitly indicate the DMA capability
338 (e.g. 32 or 64 bit) of the PCI bus master, devices with more than
339 32-bit bus master capability for streaming data need the driver
340 to "register" this capability by calling pci_set_dma_mask() with
341 appropriate parameters.  In general this allows more efficient DMA
342 on systems where System RAM exists above 4G _physical_ address.
343
344 Drivers for all PCI-X and PCIe compliant devices must call
345 pci_set_dma_mask() as they are 64-bit DMA devices.
346
347 Similarly, drivers must also "register" this capability if the device
348 can directly address "consistent memory" in System RAM above 4G physical
349 address by calling pci_set_consistent_dma_mask().
350 Again, this includes drivers for all PCI-X and PCIe compliant devices.
351 Many 64-bit "PCI" devices (before PCI-X) and some PCI-X devices are
352 64-bit DMA capable for payload ("streaming") data but not control
353 ("consistent") data.
354
355
356 3.4 Setup shared control data
357 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
358 Once the DMA masks are set, the driver can allocate "consistent" (a.k.a. shared)
359 memory.  See Documentation/DMA-API.txt for a full description of
360 the DMA APIs. This section is just a reminder that it needs to be done
361 before enabling DMA on the device.
362
363
364 3.5 Initialize device registers
365 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
366 Some drivers will need specific "capability" fields programmed
367 or other "vendor specific" register initialized or reset.
368 E.g. clearing pending interrupts.
369
370
371 3.6 Register IRQ handler
372 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
373 While calling request_irq() is the last step described here,
374 this is often just another intermediate step to initialize a device.
375 This step can often be deferred until the device is opened for use.
376
377 All interrupt handlers for IRQ lines should be registered with IRQF_SHARED
378 and use the devid to map IRQs to devices (remember that all PCI IRQ lines
379 can be shared).
380
381 request_irq() will associate an interrupt handler and device handle
382 with an interrupt number. Historically interrupt numbers represent
383 IRQ lines which run from the PCI device to the Interrupt controller.
384 With MSI and MSI-X (more below) the interrupt number is a CPU "vector".
385
386 request_irq() also enables the interrupt. Make sure the device is
387 quiesced and does not have any interrupts pending before registering
388 the interrupt handler.
389
390 MSI and MSI-X are PCI capabilities. Both are "Message Signaled Interrupts"
391 which deliver interrupts to the CPU via a DMA write to a Local APIC.
392 The fundamental difference between MSI and MSI-X is how multiple
393 "vectors" get allocated. MSI requires contiguous blocks of vectors
394 while MSI-X can allocate several individual ones.
395
396 MSI capability can be enabled by calling pci_enable_msi() or
397 pci_enable_msix() before calling request_irq(). This causes
398 the PCI support to program CPU vector data into the PCI device
399 capability registers.
400
401 If your PCI device supports both, try to enable MSI-X first.
402 Only one can be enabled at a time.  Many architectures, chip-sets,
403 or BIOSes do NOT support MSI or MSI-X and the call to pci_enable_msi/msix
404 will fail. This is important to note since many drivers have
405 two (or more) interrupt handlers: one for MSI/MSI-X and another for IRQs.
406 They choose which handler to register with request_irq() based on the
407 return value from pci_enable_msi/msix().
408
409 There are (at least) two really good reasons for using MSI:
410 1) MSI is an exclusive interrupt vector by definition.
411    This means the interrupt handler doesn't have to verify
412    its device caused the interrupt.
413
414 2) MSI avoids DMA/IRQ race conditions. DMA to host memory is guaranteed
415    to be visible to the host CPU(s) when the MSI is delivered. This
416    is important for both data coherency and avoiding stale control data.
417    This guarantee allows the driver to omit MMIO reads to flush
418    the DMA stream.
419
420 See drivers/infiniband/hw/mthca/ or drivers/net/tg3.c for examples
421 of MSI/MSI-X usage.
422
423
424
425 4. PCI device shutdown
426 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
427
428 When a PCI device driver is being unloaded, most of the following
429 steps need to be performed:
430
431         Disable the device from generating IRQs
432         Release the IRQ (free_irq())
433         Stop all DMA activity
434         Release DMA buffers (both streaming and consistent)
435         Unregister from other subsystems (e.g. scsi or netdev)
436         Disable device from responding to MMIO/IO Port addresses
437         Release MMIO/IO Port resource(s)
438
439
440 4.1 Stop IRQs on the device
441 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
442 How to do this is chip/device specific. If it's not done, it opens
443 the possibility of a "screaming interrupt" if (and only if)
444 the IRQ is shared with another device.
445
446 When the shared IRQ handler is "unhooked", the remaining devices
447 using the same IRQ line will still need the IRQ enabled. Thus if the
448 "unhooked" device asserts IRQ line, the system will respond assuming
449 it was one of the remaining devices asserted the IRQ line. Since none
450 of the other devices will handle the IRQ, the system will "hang" until
451 it decides the IRQ isn't going to get handled and masks the IRQ (100,000
452 iterations later). Once the shared IRQ is masked, the remaining devices
453 will stop functioning properly. Not a nice situation.
454
455 This is another reason to use MSI or MSI-X if it's available.
456 MSI and MSI-X are defined to be exclusive interrupts and thus
457 are not susceptible to the "screaming interrupt" problem.
458
459
460 4.2 Release the IRQ
461 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
462 Once the device is quiesced (no more IRQs), one can call free_irq().
463 This function will return control once any pending IRQs are handled,
464 "unhook" the drivers IRQ handler from that IRQ, and finally release
465 the IRQ if no one else is using it.
466
467
468 4.3 Stop all DMA activity
469 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
470 It's extremely important to stop all DMA operations BEFORE attempting
471 to deallocate DMA control data. Failure to do so can result in memory
472 corruption, hangs, and on some chip-sets a hard crash.
473
474 Stopping DMA after stopping the IRQs can avoid races where the
475 IRQ handler might restart DMA engines.
476
477 While this step sounds obvious and trivial, several "mature" drivers
478 didn't get this step right in the past.
479
480
481 4.4 Release DMA buffers
482 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
483 Once DMA is stopped, clean up streaming DMA first.
484 I.e. unmap data buffers and return buffers to "upstream"
485 owners if there is one.
486
487 Then clean up "consistent" buffers which contain the control data.
488
489 See Documentation/DMA-API.txt for details on unmapping interfaces.
490
491
492 4.5 Unregister from other subsystems
493 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
494 Most low level PCI device drivers support some other subsystem
495 like USB, ALSA, SCSI, NetDev, Infiniband, etc. Make sure your
496 driver isn't losing resources from that other subsystem.
497 If this happens, typically the symptom is an Oops (panic) when
498 the subsystem attempts to call into a driver that has been unloaded.
499
500
501 4.6 Disable Device from responding to MMIO/IO Port addresses
502 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
503 io_unmap() MMIO or IO Port resources and then call pci_disable_device().
504 This is the symmetric opposite of pci_enable_device().
505 Do not access device registers after calling pci_disable_device().
506
507
508 4.7 Release MMIO/IO Port Resource(s)
509 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
510 Call pci_release_region() to mark the MMIO or IO Port range as available.
511 Failure to do so usually results in the inability to reload the driver.
512
513
514
515 5. How to access PCI config space
516 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
517
518 You can use pci_(read|write)_config_(byte|word|dword) to access the config
519 space of a device represented by struct pci_dev *. All these functions return 0
520 when successful or an error code (PCIBIOS_...) which can be translated to a text
521 string by pcibios_strerror. Most drivers expect that accesses to valid PCI
522 devices don't fail.
523
524 If you don't have a struct pci_dev available, you can call
525 pci_bus_(read|write)_config_(byte|word|dword) to access a given device
526 and function on that bus.
527
528 If you access fields in the standard portion of the config header, please
529 use symbolic names of locations and bits declared in <linux/pci.h>.
530
531 If you need to access Extended PCI Capability registers, just call
532 pci_find_capability() for the particular capability and it will find the
533 corresponding register block for you.
534
535
536
537 6. Other interesting functions
538 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
539
540 pci_find_slot()                 Find pci_dev corresponding to given bus and
541                                 slot numbers.
542 pci_set_power_state()           Set PCI Power Management state (0=D0 ... 3=D3)
543 pci_find_capability()           Find specified capability in device's capability
544                                 list.
545 pci_resource_start()            Returns bus start address for a given PCI region
546 pci_resource_end()              Returns bus end address for a given PCI region
547 pci_resource_len()              Returns the byte length of a PCI region
548 pci_set_drvdata()               Set private driver data pointer for a pci_dev
549 pci_get_drvdata()               Return private driver data pointer for a pci_dev
550 pci_set_mwi()                   Enable Memory-Write-Invalidate transactions.
551 pci_clear_mwi()                 Disable Memory-Write-Invalidate transactions.
552
553
554
555 7. Miscellaneous hints
556 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
557
558 When displaying PCI device names to the user (for example when a driver wants
559 to tell the user what card has it found), please use pci_name(pci_dev).
560
561 Always refer to the PCI devices by a pointer to the pci_dev structure.
562 All PCI layer functions use this identification and it's the only
563 reasonable one. Don't use bus/slot/function numbers except for very
564 special purposes -- on systems with multiple primary buses their semantics
565 can be pretty complex.
566
567 Don't try to turn on Fast Back to Back writes in your driver.  All devices
568 on the bus need to be capable of doing it, so this is something which needs
569 to be handled by platform and generic code, not individual drivers.
570
571
572
573 8. Vendor and device identifications
574 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
575
576 One is not not required to add new device ids to include/linux/pci_ids.h.
577 Please add PCI_VENDOR_ID_xxx for vendors and a hex constant for device ids.
578
579 PCI_VENDOR_ID_xxx constants are re-used. The device ids are arbitrary
580 hex numbers (vendor controlled) and normally used only in a single
581 location, the pci_device_id table.
582
583 Please DO submit new vendor/device ids to pciids.sourceforge.net project.
584
585
586
587 9. Obsolete functions
588 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
589
590 There are several functions which you might come across when trying to
591 port an old driver to the new PCI interface.  They are no longer present
592 in the kernel as they aren't compatible with hotplug or PCI domains or
593 having sane locking.
594
595 pci_find_device()       Superseded by pci_get_device()
596 pci_find_subsys()       Superseded by pci_get_subsys()
597 pci_find_slot()         Superseded by pci_get_slot()
598
599
600 The alternative is the traditional PCI device driver that walks PCI
601 device lists. This is still possible but discouraged.
602
603
604
605 10. pci_enable_device_bars() and Legacy I/O Port space
606 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
607
608 Large servers may not be able to provide I/O port resources to all PCI
609 devices. I/O Port space is only 64KB on Intel Architecture[1] and is
610 likely also fragmented since the I/O base register of PCI-to-PCI
611 bridge will usually be aligned to a 4KB boundary[2]. On such systems,
612 pci_enable_device() and pci_request_region() will fail when
613 attempting to enable I/O Port regions that don't have I/O Port
614 resources assigned.
615
616 Fortunately, many PCI devices which request I/O Port resources also
617 provide access to the same registers via MMIO BARs. These devices can
618 be handled without using I/O port space and the drivers typically
619 offer a CONFIG_ option to only use MMIO regions
620 (e.g. CONFIG_TULIP_MMIO). PCI devices typically provide I/O port
621 interface for legacy OSes and will work when I/O port resources are not
622 assigned. The "PCI Local Bus Specification Revision 3.0" discusses
623 this on p.44, "IMPLEMENTATION NOTE".
624
625 If your PCI device driver doesn't need I/O port resources assigned to
626 I/O Port BARs, you should use pci_enable_device_bars() instead of
627 pci_enable_device() in order not to enable I/O port regions for the
628 corresponding devices. In addition, you should use
629 pci_request_selected_regions() and pci_release_selected_regions()
630 instead of pci_request_regions()/pci_release_regions() in order not to
631 request/release I/O port regions for the corresponding devices.
632
633 [1] Some systems support 64KB I/O port space per PCI segment.
634 [2] Some PCI-to-PCI bridges support optional 1KB aligned I/O base.
635
636
637
638 11. MMIO Space and "Write Posting"
639 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
640
641 Converting a driver from using I/O Port space to using MMIO space
642 often requires some additional changes. Specifically, "write posting"
643 needs to be handled. Many drivers (e.g. tg3, acenic, sym53c8xx_2)
644 already do this. I/O Port space guarantees write transactions reach the PCI
645 device before the CPU can continue. Writes to MMIO space allow the CPU
646 to continue before the transaction reaches the PCI device. HW weenies
647 call this "Write Posting" because the write completion is "posted" to
648 the CPU before the transaction has reached its destination.
649
650 Thus, timing sensitive code should add readl() where the CPU is
651 expected to wait before doing other work.  The classic "bit banging"
652 sequence works fine for I/O Port space:
653
654        for (i = 8; --i; val >>= 1) {
655                outb(val & 1, ioport_reg);      /* write bit */
656                udelay(10);
657        }
658
659 The same sequence for MMIO space should be:
660
661        for (i = 8; --i; val >>= 1) {
662                writeb(val & 1, mmio_reg);      /* write bit */
663                readb(safe_mmio_reg);           /* flush posted write */
664                udelay(10);
665        }
666
667 It is important that "safe_mmio_reg" not have any side effects that
668 interferes with the correct operation of the device.
669
670 Another case to watch out for is when resetting a PCI device. Use PCI
671 Configuration space reads to flush the writel(). This will gracefully
672 handle the PCI master abort on all platforms if the PCI device is
673 expected to not respond to a readl().  Most x86 platforms will allow
674 MMIO reads to master abort (a.k.a. "Soft Fail") and return garbage
675 (e.g. ~0). But many RISC platforms will crash (a.k.a."Hard Fail").
676