Merge tag 'ceph-for-4.9-rc1' of git://github.com/ceph/ceph-client
[cascardo/linux.git] / Documentation / PCI / 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/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.  Definitions with static const are generally preferred.
127
128 Each entry consists of:
129
130         vendor,device   Vendor and device ID to match (or PCI_ANY_ID)
131
132         subvendor,      Subsystem vendor and device ID to match (or PCI_ANY_ID)
133         subdevice,
134
135         class           Device class, subclass, and "interface" to match.
136                         See Appendix D of the PCI Local Bus Spec or
137                         include/linux/pci_ids.h for a full list of classes.
138                         Most drivers do not need to specify class/class_mask
139                         as vendor/device is normally sufficient.
140
141         class_mask      limit which sub-fields of the class field are compared.
142                         See drivers/scsi/sym53c8xx_2/ for example of usage.
143
144         driver_data     Data private to the driver.
145                         Most drivers don't need to use driver_data field.
146                         Best practice is to use driver_data as an index
147                         into a static list of equivalent device types,
148                         instead of using it as a pointer.
149
150
151 Most drivers only need PCI_DEVICE() or PCI_DEVICE_CLASS() to set up
152 a pci_device_id table.
153
154 New PCI IDs may be added to a device driver pci_ids table at runtime
155 as shown below:
156
157 echo "vendor device subvendor subdevice class class_mask driver_data" > \
158 /sys/bus/pci/drivers/{driver}/new_id
159
160 All fields are passed in as hexadecimal values (no leading 0x).
161 The vendor and device fields are mandatory, the others are optional. Users
162 need pass only as many optional fields as necessary:
163         o subvendor and subdevice fields default to PCI_ANY_ID (FFFFFFFF)
164         o class and classmask fields default to 0
165         o driver_data defaults to 0UL.
166
167 Note that driver_data must match the value used by any of the pci_device_id
168 entries defined in the driver. This makes the driver_data field mandatory
169 if all the pci_device_id entries have a non-zero driver_data value.
170
171 Once added, the driver probe routine will be invoked for any unclaimed
172 PCI devices listed in its (newly updated) pci_ids list.
173
174 When the driver exits, it just calls pci_unregister_driver() and the PCI layer
175 automatically calls the remove hook for all devices handled by the driver.
176
177
178 1.1 "Attributes" for driver functions/data
179
180 Please mark the initialization and cleanup functions where appropriate
181 (the corresponding macros are defined in <linux/init.h>):
182
183         __init          Initialization code. Thrown away after the driver
184                         initializes.
185         __exit          Exit code. Ignored for non-modular drivers.
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 Do NOT mark a function if you are not sure which mark to use.
195           Better to not mark the function than mark the function wrong.
196
197
198
199 2. How to find PCI devices manually
200 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
201
202 PCI drivers should have a really good reason for not using the
203 pci_register_driver() interface to search for PCI devices.
204 The main reason PCI devices are controlled by multiple drivers
205 is because one PCI device implements several different HW services.
206 E.g. combined serial/parallel port/floppy controller.
207
208 A manual search may be performed using the following constructs:
209
210 Searching by vendor and device ID:
211
212         struct pci_dev *dev = NULL;
213         while (dev = pci_get_device(VENDOR_ID, DEVICE_ID, dev))
214                 configure_device(dev);
215
216 Searching by class ID (iterate in a similar way):
217
218         pci_get_class(CLASS_ID, dev)
219
220 Searching by both vendor/device and subsystem vendor/device ID:
221
222         pci_get_subsys(VENDOR_ID,DEVICE_ID, SUBSYS_VENDOR_ID, SUBSYS_DEVICE_ID, dev).
223
224 You can use the constant PCI_ANY_ID as a wildcard replacement for
225 VENDOR_ID or DEVICE_ID.  This allows searching for any device from a
226 specific vendor, for example.
227
228 These functions are hotplug-safe. They increment the reference count on
229 the pci_dev that they return. You must eventually (possibly at module unload)
230 decrement the reference count on these devices by calling pci_dev_put().
231
232
233
234 3. Device Initialization Steps
235 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
236
237 As noted in the introduction, most PCI drivers need the following steps
238 for device initialization:
239
240         Enable the device
241         Request MMIO/IOP resources
242         Set the DMA mask size (for both coherent and streaming DMA)
243         Allocate and initialize shared control data (pci_allocate_coherent())
244         Access device configuration space (if needed)
245         Register IRQ handler (request_irq())
246         Initialize non-PCI (i.e. LAN/SCSI/etc parts of the chip)
247         Enable DMA/processing engines.
248
249 The driver can access PCI config space registers at any time.
250 (Well, almost. When running BIST, config space can go away...but
251 that will just result in a PCI Bus Master Abort and config reads
252 will return garbage).
253
254
255 3.1 Enable the PCI device
256 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
257 Before touching any device registers, the driver needs to enable
258 the PCI device by calling pci_enable_device(). This will:
259         o wake up the device if it was in suspended state,
260         o allocate I/O and memory regions of the device (if BIOS did not),
261         o allocate an IRQ (if BIOS did not).
262
263 NOTE: pci_enable_device() can fail! Check the return value.
264
265 [ OS BUG: we don't check resource allocations before enabling those
266   resources. The sequence would make more sense if we called
267   pci_request_resources() before calling pci_enable_device().
268   Currently, the device drivers can't detect the bug when when two
269   devices have been allocated the same range. This is not a common
270   problem and unlikely to get fixed soon.
271
272   This has been discussed before but not changed as of 2.6.19:
273         http://lkml.org/lkml/2006/3/2/194
274 ]
275
276 pci_set_master() will enable DMA by setting the bus master bit
277 in the PCI_COMMAND register. It also fixes the latency timer value if
278 it's set to something bogus by the BIOS.  pci_clear_master() will
279 disable DMA by clearing the bus master bit.
280
281 If the PCI device can use the PCI Memory-Write-Invalidate transaction,
282 call pci_set_mwi().  This enables the PCI_COMMAND bit for Mem-Wr-Inval
283 and also ensures that the cache line size register is set correctly.
284 Check the return value of pci_set_mwi() as not all architectures
285 or chip-sets may support Memory-Write-Invalidate.  Alternatively,
286 if Mem-Wr-Inval would be nice to have but is not required, call
287 pci_try_set_mwi() to have the system do its best effort at enabling
288 Mem-Wr-Inval.
289
290
291 3.2 Request MMIO/IOP resources
292 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
293 Memory (MMIO), and I/O port addresses should NOT be read directly
294 from the PCI device config space. Use the values in the pci_dev structure
295 as the PCI "bus address" might have been remapped to a "host physical"
296 address by the arch/chip-set specific kernel support.
297
298 See Documentation/io-mapping.txt for how to access device registers
299 or device memory.
300
301 The device driver needs to call pci_request_region() to verify
302 no other device is already using the same address resource.
303 Conversely, drivers should call pci_release_region() AFTER
304 calling pci_disable_device().
305 The idea is to prevent two devices colliding on the same address range.
306
307 [ See OS BUG comment above. Currently (2.6.19), The driver can only
308   determine MMIO and IO Port resource availability _after_ calling
309   pci_enable_device(). ]
310
311 Generic flavors of pci_request_region() are request_mem_region()
312 (for MMIO ranges) and request_region() (for IO Port ranges).
313 Use these for address resources that are not described by "normal" PCI
314 BARs.
315
316 Also see pci_request_selected_regions() below.
317
318
319 3.3 Set the DMA mask size
320 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
321 [ If anything below doesn't make sense, please refer to
322   Documentation/DMA-API.txt. This section is just a reminder that
323   drivers need to indicate DMA capabilities of the device and is not
324   an authoritative source for DMA interfaces. ]
325
326 While all drivers should explicitly indicate the DMA capability
327 (e.g. 32 or 64 bit) of the PCI bus master, devices with more than
328 32-bit bus master capability for streaming data need the driver
329 to "register" this capability by calling pci_set_dma_mask() with
330 appropriate parameters.  In general this allows more efficient DMA
331 on systems where System RAM exists above 4G _physical_ address.
332
333 Drivers for all PCI-X and PCIe compliant devices must call
334 pci_set_dma_mask() as they are 64-bit DMA devices.
335
336 Similarly, drivers must also "register" this capability if the device
337 can directly address "consistent memory" in System RAM above 4G physical
338 address by calling pci_set_consistent_dma_mask().
339 Again, this includes drivers for all PCI-X and PCIe compliant devices.
340 Many 64-bit "PCI" devices (before PCI-X) and some PCI-X devices are
341 64-bit DMA capable for payload ("streaming") data but not control
342 ("consistent") data.
343
344
345 3.4 Setup shared control data
346 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
347 Once the DMA masks are set, the driver can allocate "consistent" (a.k.a. shared)
348 memory.  See Documentation/DMA-API.txt for a full description of
349 the DMA APIs. This section is just a reminder that it needs to be done
350 before enabling DMA on the device.
351
352
353 3.5 Initialize device registers
354 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
355 Some drivers will need specific "capability" fields programmed
356 or other "vendor specific" register initialized or reset.
357 E.g. clearing pending interrupts.
358
359
360 3.6 Register IRQ handler
361 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
362 While calling request_irq() is the last step described here,
363 this is often just another intermediate step to initialize a device.
364 This step can often be deferred until the device is opened for use.
365
366 All interrupt handlers for IRQ lines should be registered with IRQF_SHARED
367 and use the devid to map IRQs to devices (remember that all PCI IRQ lines
368 can be shared).
369
370 request_irq() will associate an interrupt handler and device handle
371 with an interrupt number. Historically interrupt numbers represent
372 IRQ lines which run from the PCI device to the Interrupt controller.
373 With MSI and MSI-X (more below) the interrupt number is a CPU "vector".
374
375 request_irq() also enables the interrupt. Make sure the device is
376 quiesced and does not have any interrupts pending before registering
377 the interrupt handler.
378
379 MSI and MSI-X are PCI capabilities. Both are "Message Signaled Interrupts"
380 which deliver interrupts to the CPU via a DMA write to a Local APIC.
381 The fundamental difference between MSI and MSI-X is how multiple
382 "vectors" get allocated. MSI requires contiguous blocks of vectors
383 while MSI-X can allocate several individual ones.
384
385 MSI capability can be enabled by calling pci_enable_msi() or
386 pci_enable_msix() before calling request_irq(). This causes
387 the PCI support to program CPU vector data into the PCI device
388 capability registers.
389
390 If your PCI device supports both, try to enable MSI-X first.
391 Only one can be enabled at a time.  Many architectures, chip-sets,
392 or BIOSes do NOT support MSI or MSI-X and the call to pci_enable_msi/msix
393 will fail. This is important to note since many drivers have
394 two (or more) interrupt handlers: one for MSI/MSI-X and another for IRQs.
395 They choose which handler to register with request_irq() based on the
396 return value from pci_enable_msi/msix().
397
398 There are (at least) two really good reasons for using MSI:
399 1) MSI is an exclusive interrupt vector by definition.
400    This means the interrupt handler doesn't have to verify
401    its device caused the interrupt.
402
403 2) MSI avoids DMA/IRQ race conditions. DMA to host memory is guaranteed
404    to be visible to the host CPU(s) when the MSI is delivered. This
405    is important for both data coherency and avoiding stale control data.
406    This guarantee allows the driver to omit MMIO reads to flush
407    the DMA stream.
408
409 See drivers/infiniband/hw/mthca/ or drivers/net/tg3.c for examples
410 of MSI/MSI-X usage.
411
412
413
414 4. PCI device shutdown
415 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
416
417 When a PCI device driver is being unloaded, most of the following
418 steps need to be performed:
419
420         Disable the device from generating IRQs
421         Release the IRQ (free_irq())
422         Stop all DMA activity
423         Release DMA buffers (both streaming and consistent)
424         Unregister from other subsystems (e.g. scsi or netdev)
425         Disable device from responding to MMIO/IO Port addresses
426         Release MMIO/IO Port resource(s)
427
428
429 4.1 Stop IRQs on the device
430 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
431 How to do this is chip/device specific. If it's not done, it opens
432 the possibility of a "screaming interrupt" if (and only if)
433 the IRQ is shared with another device.
434
435 When the shared IRQ handler is "unhooked", the remaining devices
436 using the same IRQ line will still need the IRQ enabled. Thus if the
437 "unhooked" device asserts IRQ line, the system will respond assuming
438 it was one of the remaining devices asserted the IRQ line. Since none
439 of the other devices will handle the IRQ, the system will "hang" until
440 it decides the IRQ isn't going to get handled and masks the IRQ (100,000
441 iterations later). Once the shared IRQ is masked, the remaining devices
442 will stop functioning properly. Not a nice situation.
443
444 This is another reason to use MSI or MSI-X if it's available.
445 MSI and MSI-X are defined to be exclusive interrupts and thus
446 are not susceptible to the "screaming interrupt" problem.
447
448
449 4.2 Release the IRQ
450 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
451 Once the device is quiesced (no more IRQs), one can call free_irq().
452 This function will return control once any pending IRQs are handled,
453 "unhook" the drivers IRQ handler from that IRQ, and finally release
454 the IRQ if no one else is using it.
455
456
457 4.3 Stop all DMA activity
458 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
459 It's extremely important to stop all DMA operations BEFORE attempting
460 to deallocate DMA control data. Failure to do so can result in memory
461 corruption, hangs, and on some chip-sets a hard crash.
462
463 Stopping DMA after stopping the IRQs can avoid races where the
464 IRQ handler might restart DMA engines.
465
466 While this step sounds obvious and trivial, several "mature" drivers
467 didn't get this step right in the past.
468
469
470 4.4 Release DMA buffers
471 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
472 Once DMA is stopped, clean up streaming DMA first.
473 I.e. unmap data buffers and return buffers to "upstream"
474 owners if there is one.
475
476 Then clean up "consistent" buffers which contain the control data.
477
478 See Documentation/DMA-API.txt for details on unmapping interfaces.
479
480
481 4.5 Unregister from other subsystems
482 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
483 Most low level PCI device drivers support some other subsystem
484 like USB, ALSA, SCSI, NetDev, Infiniband, etc. Make sure your
485 driver isn't losing resources from that other subsystem.
486 If this happens, typically the symptom is an Oops (panic) when
487 the subsystem attempts to call into a driver that has been unloaded.
488
489
490 4.6 Disable Device from responding to MMIO/IO Port addresses
491 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
492 io_unmap() MMIO or IO Port resources and then call pci_disable_device().
493 This is the symmetric opposite of pci_enable_device().
494 Do not access device registers after calling pci_disable_device().
495
496
497 4.7 Release MMIO/IO Port Resource(s)
498 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
499 Call pci_release_region() to mark the MMIO or IO Port range as available.
500 Failure to do so usually results in the inability to reload the driver.
501
502
503
504 5. How to access PCI config space
505 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
506
507 You can use pci_(read|write)_config_(byte|word|dword) to access the config
508 space of a device represented by struct pci_dev *. All these functions return 0
509 when successful or an error code (PCIBIOS_...) which can be translated to a text
510 string by pcibios_strerror. Most drivers expect that accesses to valid PCI
511 devices don't fail.
512
513 If you don't have a struct pci_dev available, you can call
514 pci_bus_(read|write)_config_(byte|word|dword) to access a given device
515 and function on that bus.
516
517 If you access fields in the standard portion of the config header, please
518 use symbolic names of locations and bits declared in <linux/pci.h>.
519
520 If you need to access Extended PCI Capability registers, just call
521 pci_find_capability() for the particular capability and it will find the
522 corresponding register block for you.
523
524
525
526 6. Other interesting functions
527 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
528
529 pci_get_domain_bus_and_slot()   Find pci_dev corresponding to given domain,
530                                 bus and slot and number. If the device is
531                                 found, its reference count is increased.
532 pci_set_power_state()           Set PCI Power Management state (0=D0 ... 3=D3)
533 pci_find_capability()           Find specified capability in device's capability
534                                 list.
535 pci_resource_start()            Returns bus start address for a given PCI region
536 pci_resource_end()              Returns bus end address for a given PCI region
537 pci_resource_len()              Returns the byte length of a PCI region
538 pci_set_drvdata()               Set private driver data pointer for a pci_dev
539 pci_get_drvdata()               Return private driver data pointer for a pci_dev
540 pci_set_mwi()                   Enable Memory-Write-Invalidate transactions.
541 pci_clear_mwi()                 Disable Memory-Write-Invalidate transactions.
542
543
544
545 7. Miscellaneous hints
546 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
547
548 When displaying PCI device names to the user (for example when a driver wants
549 to tell the user what card has it found), please use pci_name(pci_dev).
550
551 Always refer to the PCI devices by a pointer to the pci_dev structure.
552 All PCI layer functions use this identification and it's the only
553 reasonable one. Don't use bus/slot/function numbers except for very
554 special purposes -- on systems with multiple primary buses their semantics
555 can be pretty complex.
556
557 Don't try to turn on Fast Back to Back writes in your driver.  All devices
558 on the bus need to be capable of doing it, so this is something which needs
559 to be handled by platform and generic code, not individual drivers.
560
561
562
563 8. Vendor and device identifications
564 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
565
566 Do not add new device or vendor IDs to include/linux/pci_ids.h unless they
567 are shared across multiple drivers.  You can add private definitions in
568 your driver if they're helpful, or just use plain hex constants.
569
570 The device IDs are arbitrary hex numbers (vendor controlled) and normally used
571 only in a single location, the pci_device_id table.
572
573 Please DO submit new vendor/device IDs to http://pciids.sourceforge.net/.
574
575
576
577 9. Obsolete functions
578 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
579
580 There are several functions which you might come across when trying to
581 port an old driver to the new PCI interface.  They are no longer present
582 in the kernel as they aren't compatible with hotplug or PCI domains or
583 having sane locking.
584
585 pci_find_device()       Superseded by pci_get_device()
586 pci_find_subsys()       Superseded by pci_get_subsys()
587 pci_find_slot()         Superseded by pci_get_domain_bus_and_slot()
588 pci_get_slot()          Superseded by pci_get_domain_bus_and_slot()
589
590
591 The alternative is the traditional PCI device driver that walks PCI
592 device lists. This is still possible but discouraged.
593
594
595
596 10. MMIO Space and "Write Posting"
597 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
598
599 Converting a driver from using I/O Port space to using MMIO space
600 often requires some additional changes. Specifically, "write posting"
601 needs to be handled. Many drivers (e.g. tg3, acenic, sym53c8xx_2)
602 already do this. I/O Port space guarantees write transactions reach the PCI
603 device before the CPU can continue. Writes to MMIO space allow the CPU
604 to continue before the transaction reaches the PCI device. HW weenies
605 call this "Write Posting" because the write completion is "posted" to
606 the CPU before the transaction has reached its destination.
607
608 Thus, timing sensitive code should add readl() where the CPU is
609 expected to wait before doing other work.  The classic "bit banging"
610 sequence works fine for I/O Port space:
611
612        for (i = 8; --i; val >>= 1) {
613                outb(val & 1, ioport_reg);      /* write bit */
614                udelay(10);
615        }
616
617 The same sequence for MMIO space should be:
618
619        for (i = 8; --i; val >>= 1) {
620                writeb(val & 1, mmio_reg);      /* write bit */
621                readb(safe_mmio_reg);           /* flush posted write */
622                udelay(10);
623        }
624
625 It is important that "safe_mmio_reg" not have any side effects that
626 interferes with the correct operation of the device.
627
628 Another case to watch out for is when resetting a PCI device. Use PCI
629 Configuration space reads to flush the writel(). This will gracefully
630 handle the PCI master abort on all platforms if the PCI device is
631 expected to not respond to a readl().  Most x86 platforms will allow
632 MMIO reads to master abort (a.k.a. "Soft Fail") and return garbage
633 (e.g. ~0). But many RISC platforms will crash (a.k.a."Hard Fail").
634