share/man/man4/pci.4

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   2 .\" Copyright (c) 1999 Kenneth D. Merry.
   3 .\" All rights reserved.
   4 .\"
   5 .\" Redistribution and use in source and binary forms, with or without
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   7 .\" are met:
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  17 .\" FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  18 .\" DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  19 .\" OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  20 .\" HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  21 .\" LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  22 .\" OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  23 .\" SUCH DAMAGE.
  24 .\"
  25 .\" $FreeBSD$
  26 .\"
  27 .Dd September 8, 2016
  28 .Dt PCI 4
  29 .Os
  30 .Sh NAME
  31 .Nm pci
  32 .Nd generic PCI bus driver
  33 .Sh SYNOPSIS
  34 To compile the PCI bus driver into the kernel,
  35 place the following line in your
  36 kernel configuration file:
  37 .Bd -ragged -offset indent
  38 .Cd device pci
  39 .Ed
  40 .Pp
  41 To compile in support for Single Root I/O Virtualization
  42 .Pq SR-IOV :
  43 .Bd -ragged -offset indent
  44 .Cd options PCI_IOV
  45 .Ed
  46 .Pp
  47 To compile in support for native PCI-express HotPlug:
  48 .Bd -ragged -offset indent
  49 .Cd options PCI_HP
  50 .Ed
  51 .Sh DESCRIPTION
  52 The
  53 .Nm
  54 driver provides support for
  55 .Tn PCI
  56 devices in the kernel and limited access to
  57 .Tn PCI
  58 devices for userland.
  59 .Pp
  60 The
  61 .Nm
  62 driver provides a
  63 .Pa /dev/pci
  64 character device that can be used by userland programs to read and write
  65 .Tn PCI
  66 configuration registers.
  67 Programs can also use this device to get a list of all
  68 .Tn PCI
  69 devices, or all
  70 .Tn PCI
  71 devices that match various patterns.
  72 .Pp
  73 Since the
  74 .Nm
  75 driver provides a write interface for
  76 .Tn PCI
  77 configuration registers, system administrators should exercise caution when
  78 granting access to the
  79 .Nm
  80 device.
  81 If used improperly, this driver can allow userland applications to
  82 crash a machine or cause data loss.
  83 .Pp
  84 The
  85 .Nm
  86 driver implements the
  87 .Tn PCI
  88 bus in the kernel.
  89 It enumerates any devices on the
  90 .Tn PCI
  91 bus and gives
  92 .Tn PCI
  93 client drivers the chance to attach to them.
  94 It assigns resources to children, when the BIOS does not.
  95 It takes care of routing interrupts when necessary.
  96 It reprobes the unattached
  97 .Tn PCI
  98 children when
  99 .Tn PCI
 100 client drivers are dynamically
 101 loaded at runtime.
 102 The
 103 .Nm
 104 driver also includes support for PCI-PCI bridges,
 105 various platform-specific Host-PCI bridges,
 106 and basic support for
 107 .Tn PCI
 108 VGA adapters.
 109 .Sh IOCTLS
 110 The following
 111 .Xr ioctl 2
 112 calls are supported by the
 113 .Nm
 114 driver.
 115 They are defined in the header file
 116 .In sys/pciio.h .
 117 .Bl -tag -width 012345678901234
 118 .It PCIOCGETCONF
 119 This
 120 .Xr ioctl 2
 121 takes a
 122 .Va pci_conf_io
 123 structure.
 124 It allows the user to retrieve information on all
 125 .Tn PCI
 126 devices in the system, or on
 127 .Tn PCI
 128 devices matching patterns supplied by the user.
 129 The call may set
 130 .Va errno
 131 to any value specified in either
 132 .Xr copyin 9
 133 or
 134 .Xr copyout 9 .
 135 The
 136 .Va pci_conf_io
 137 structure consists of a number of fields:
 138 .Bl -tag -width match_buf_len
 139 .It pat_buf_len
 140 The length, in bytes, of the buffer filled with user-supplied patterns.
 141 .It num_patterns
 142 The number of user-supplied patterns.
 143 .It patterns
 144 Pointer to a buffer filled with user-supplied patterns.
 145 .Va patterns
 146 is a pointer to
 147 .Va num_patterns
 148 .Va pci_match_conf
 149 structures.
 150 The
 151 .Va pci_match_conf
 152 structure consists of the following elements:
 153 .Bl -tag -width pd_vendor
 154 .It pc_sel
 155 .Tn PCI
 156 domain, bus, slot and function.
 157 .It pd_name
 158 .Tn PCI
 159 device driver name.
 160 .It pd_unit
 161 .Tn PCI
 162 device driver unit number.
 163 .It pc_vendor
 164 .Tn PCI
 165 vendor ID.
 166 .It pc_device
 167 .Tn PCI
 168 device ID.
 169 .It pc_class
 170 .Tn PCI
 171 device class.
 172 .It flags
 173 The flags describe which of the fields the kernel should match against.
 174 A device must match all specified fields in order to be returned.
 175 The match flags are enumerated in the
 176 .Va pci_getconf_flags
 177 structure.
 178 Hopefully the flag values are obvious enough that they do not need to
 179 described in detail.
 180 .El
 181 .It match_buf_len
 182 Length of the
 183 .Va matches
 184 buffer allocated by the user to hold the results of the
 185 .Dv PCIOCGETCONF
 186 query.
 187 .It num_matches
 188 Number of matches returned by the kernel.
 189 .It matches
 190 Buffer containing matching devices returned by the kernel.
 191 The items in this buffer are of type
 192 .Va pci_conf ,
 193 which consists of the following items:
 194 .Bl -tag -width pc_subvendor
 195 .It pc_sel
 196 .Tn PCI
 197 domain, bus, slot and function.
 198 .It pc_hdr
 199 .Tn PCI
 200 header type.
 201 .It pc_subvendor
 202 .Tn PCI
 203 subvendor ID.
 204 .It pc_subdevice
 205 .Tn PCI
 206 subdevice ID.
 207 .It pc_vendor
 208 .Tn PCI
 209 vendor ID.
 210 .It pc_device
 211 .Tn PCI
 212 device ID.
 213 .It pc_class
 214 .Tn PCI
 215 device class.
 216 .It pc_subclass
 217 .Tn PCI
 218 device subclass.
 219 .It pc_progif
 220 .Tn PCI
 221 device programming interface.
 222 .It pc_revid
 223 .Tn PCI
 224 revision ID.
 225 .It pd_name
 226 Driver name.
 227 .It pd_unit
 228 Driver unit number.
 229 .El
 230 .It offset
 231 The offset is passed in by the user to tell the kernel where it should
 232 start traversing the device list.
 233 The value passed out by the kernel
 234 points to the record immediately after the last one returned.
 235 The user may
 236 pass the value returned by the kernel in subsequent calls to the
 237 .Dv PCIOCGETCONF
 238 ioctl.
 239 If the user does not intend to use the offset, it must be set to zero.
 240 .It generation
 241 .Tn PCI
 242 configuration generation.
 243 This value only needs to be set if the offset is set.
 244 The kernel will compare the current generation number of its internal
 245 device list to the generation passed in by the user to determine whether
 246 its device list has changed since the user last called the
 247 .Dv PCIOCGETCONF
 248 ioctl.
 249 If the device list has changed, a status of
 250 .Va PCI_GETCONF_LIST_CHANGED
 251 will be passed back.
 252 .It status
 253 The status tells the user the disposition of his request for a device list.
 254 The possible status values are:
 255 .Bl -ohang
 256 .It PCI_GETCONF_LAST_DEVICE
 257 This means that there are no more devices in the PCI device list after the
 258 ones returned in the
 259 .Va matches
 260 buffer.
 261 .It PCI_GETCONF_LIST_CHANGED
 262 This status tells the user that the
 263 .Tn PCI
 264 device list has changed since his last call to the
 265 .Dv PCIOCGETCONF
 266 ioctl and he must reset the
 267 .Va offset
 268 and
 269 .Va generation
 270 to zero to start over at the beginning of the list.
 271 .It PCI_GETCONF_MORE_DEVS
 272 This tells the user that his buffer was not large enough to hold all of the
 273 remaining devices in the device list that possibly match his criteria.
 274 It is possible for this status to be returned, even when none of the remaining
 275 devices in the list would match the user's criteria.
 276 .It PCI_GETCONF_ERROR
 277 This indicates a general error while servicing the user's request.
 278 If the
 279 .Va pat_buf_len
 280 is not equal to
 281 .Va num_patterns
 282 times
 283 .Fn sizeof "struct pci_match_conf" ,
 284 .Va errno
 285 will be set to
 286 .Er EINVAL .
 287 .El
 288 .El
 289 .It PCIOCREAD
 290 This
 291 .Xr ioctl 2
 292 reads the
 293 .Tn PCI
 294 configuration registers specified by the passed-in
 295 .Va pci_io
 296 structure.
 297 The
 298 .Va pci_io
 299 structure consists of the following fields:
 300 .Bl -tag -width pi_width
 301 .It pi_sel
 302 A
 303 .Va pcisel
 304 structure which specifies the domain, bus, slot and function the user would
 305 like to query.
 306 If the specific bus is not found, errno will be set to ENODEV and -1 returned
 307 from the ioctl.
 308 .It pi_reg
 309 The
 310 .Tn PCI
 311 configuration register the user would like to access.
 312 .It pi_width
 313 The width, in bytes, of the data the user would like to read.
 314 This value
 315 may be either 1, 2, or 4.
 316 3-byte reads and reads larger than 4 bytes are
 317 not supported.
 318 If an invalid width is passed, errno will be set to EINVAL.
 319 .It pi_data
 320 The data returned by the kernel.
 321 .El
 322 .It PCIOCWRITE
 323 This
 324 .Xr ioctl 2
 325 allows users to write to the
 326 .Tn PCI
 327 specified in the passed-in
 328 .Va pci_io
 329 structure.
 330 The
 331 .Va pci_io
 332 structure is described above.
 333 The limitations on data width described for
 334 reading registers, above, also apply to writing
 335 .Tn PCI
 336 configuration registers.
 337 .El
 338 .Sh LOADER TUNABLES
 339 Tunables can be set at the
 340 .Xr loader 8
 341 prompt before booting the kernel, or stored in
 342 .Xr loader.conf 5 .
 343 The current value of these tunables can be examined at runtime via
 344 .Xr sysctl 8
 345 nodes of the same name.
 346 Unless otherwise specified,
 347 each of these tunables is a boolean that can be enabled by setting the
 348 tunable to a non-zero value.
 349 .Bl -tag -width indent
 350 .It Va hw.pci.clear_bars Pq Defaults to 0
 351 Ignore any firmware-assigned memory and I/O port resources.
 352 This forces the
 353 .Tn PCI
 354 bus driver to allocate resource ranges for memory and I/O port resources
 355 from scratch.
 356 .It Va hw.pci.clear_buses Pq Defaults to 0
 357 Ignore any firmware-assigned bus number registers in PCI-PCI bridges.
 358 This forces the
 359 .Tn PCI
 360 bus driver and PCI-PCI bridge driver to allocate bus numbers for secondary
 361 buses behind PCI-PCI bridges.
 362 .It Va hw.pci.clear_pcib Pq Defaults to 0
 363 Ignore any firmware-assigned memory and I/O port resource windows in PCI-PCI
 364 bridges.
 365 This forces the PCI-PCI bridge driver to allocate memory and I/O port resources
 366 for resource windows from scratch.
 367 .Pp
 368 By default the PCI-PCI bridge driver will allocate windows that
 369 contain the firmware-assigned resources devices behind the bridge.
 370 In addition, the PCI-PCI bridge driver will suballocate from existing window
 371 regions when possible to satisfy a resource request.
 372 As a result,
 373 both
 374 .Va hw.pci.clear_bars
 375 and
 376 .Va hw.pci.clear_pcib
 377 must be enabled to fully ignore firmware-supplied resource assignments.
 378 .It Va hw.pci.default_vgapci_unit Pq Defaults to -1
 379 By default,
 380 the first
 381 .Tn PCI
 382 VGA adapter encountered by the system is assumed to be the boot display device.
 383 This tunable can be set to choose a specific VGA adapter by specifying the
 384 unit number of the associated
 385 .Va vgapci Ns Ar X
 386 device.
 387 .It Va hw.pci.do_power_nodriver Pq Defaults to 0
 388 Place devices into a low power state
 389 .Pq D3
 390 when a suitable device driver is not found.
 391 Can be set to one of the following values:
 392 .Bl -tag -width indent
 393 .It 3
 394 Powers down all
 395 .Tn PCI
 396 devices without a device driver.
 397 .It 2
 398 Powers down most devices without a device driver.
 399 PCI devices with the display, memory, and base peripheral device classes
 400 are not powered down.
 401 .It 1
 402 Similar to a setting of 2 except that storage controllers are also not
 403 powered down.
 404 .It 0
 405 All devices are left fully powered.
 406 .El
 407 .Pp
 408 A
 409 .Tn PCI
 410 device must support power management to be powered down.
 411 Placing a device into a low power state may not reduce power consumption.
 412 .It Va hw.pci.do_power_resume Pq Defaults to 1
 413 Place
 414 .Tn PCI
 415 devices into the fully powered state when resuming either the system or an
 416 individual device.
 417 Setting this to zero is discouraged as the system will not attempt to power
 418 up non-powered PCI devices after a suspend.
 419 .It Va hw.pci.do_power_suspend Pq Defaults to 1
 420 Place
 421 .Tn PCI
 422 devices into a low power state when suspending either the system or individual
 423 devices.
 424 Normally the D3 state is used as the low power state,
 425 but firmware may override the desired power state during a system suspend.
 426 .It Va hw.pci.enable_ari Pq Defaults to 1
 427 Enable support for PCI-express Alternative RID Interpretation.
 428 This is often used in conjunction with SR-IOV.
 429 .It Va hw.pci.enable_io_modes Pq Defaults to 1
 430 Enable memory or I/O port decoding in a PCI device's command register if it has
 431 firmware-assigned memory or I/O port resources.
 432 The firmware
 433 .Pq BIOS
 434 in some systems does not enable memory or I/O port decoding for some devices
 435 even when it has assigned resources to the device.
 436 This enables decoding for such resources during bus probe.
 437 .It Va hw.pci.enable_msi Pq Defaults to 1
 438 Enable support for Message Signalled Interrupts
 439 .Pq MSI .
 440 MSI interrupts can be disabled by setting this tunable to 0.
 441 .It Va hw.pci.enable_msix Pq Defaults to 1
 442 Enable support for extended Message Signalled Interrupts
 443 .Pq MSI-X .
 444 MSI-X interrupts can be disabled by setting this tunable to 0.
 445 .It Va hw.pci.enable_pcie_hp Pq Defaults to 1
 446 Enable support for native PCI-express HotPlug.
 447 .It Va hw.pci.honor_msi_blacklist Pq Defaults to 1
 448 MSI and MSI-X interrupts are disabled for certain chipsets known to have
 449 broken MSI and MSI-X implementations when this tunable is set.
 450 It can be set to zero to permit use of MSI and MSI-X interrupts if the
 451 chipset match is a false positive.
 452 .It Va hw.pci.iov_max_config Pq Defaults to 1MB
 453 The maximum amount of memory permitted for the configuration parameters
 454 used when creating Virtual Functions via SR-IOV.
 455 This tunable can also be changed at runtime via
 456 .Xr sysctl 8 .
 457 .It Va hw.pci.realloc_bars Pq Defaults to 0
 458 Attempt to allocate a new resource range during the initial device scan
 459 for any memory or I/O port resources with firmware-assigned ranges that
 460 conflict with another active resource.
 461 .It Va hw.pci.usb_early_takeover Pq Defaults to 1 on Tn amd64 and Tn i386
 462 Disable legacy device emulation of USB devices during the initial device
 463 scan.
 464 Set this tunable to zero to use USB devices via legacy emulation when
 465 using a custom kernel without USB controller drivers.
 466 .It Va hw.pci<D>.<B>.<S>.INT<P>.irq
 467 These tunables can be used to override the interrupt routing for legacy
 468 PCI INTx interrupts.
 469 Unlike other tunables in this list,
 470 these do not have corresponding sysctl nodes.
 471 The tunable name includes the address of the PCI device as well as the
 472 pin of the desired INTx IRQ to override:
 473 .Bl -tag -width indent
 474 .It <D>
 475 The domain
 476 .Pq or segment
 477 of the PCI device in decimal.
 478 .It <B>
 479 The bus address of the PCI device in decimal.
 480 .It <S>
 481 The slot of the PCI device in decimal.
 482 .It <P>
 483 The interrupt pin of the PCI slot to override.
 484 One of
 485 .Ql A ,
 486 .Ql B ,
 487 .Ql C ,
 488 or
 489 .Ql D .
 490 .El
 491 .Pp
 492 The value of the tunable is the raw IRQ value to use for the INTx interrupt
 493 pin identified by the tunable name.
 494 Mapping of IRQ values to platform interrupt sources is machine dependent.
 495 .El
 496 .Sh FILES
 497 .Bl -tag -width /dev/pci -compact
 498 .It Pa /dev/pci
 499 Character device for the
 500 .Nm
 501 driver.
 502 .El
 503 .Sh SEE ALSO
 504 .Xr pciconf 8
 505 .Sh HISTORY
 506 The
 507 .Nm
 508 driver (not the kernel's
 509 .Tn PCI
 510 support code) first appeared in
 511 .Fx 2.2 ,
 512 and was written by Stefan Esser and Garrett Wollman.
 513 Support for device listing and matching was re-implemented by
 514 Kenneth Merry, and first appeared in
 515 .Fx 3.0 .
 516 .Sh AUTHORS
 517 .An Kenneth Merry Aq Mt ken@FreeBSD.org
 518 .Sh BUGS
 519 It is not possible for users to specify an accurate offset into the device
 520 list without calling the
 521 .Dv PCIOCGETCONF
 522 at least once, since they have no way of knowing the current generation
 523 number otherwise.
 524 This probably is not a serious problem, though, since
 525 users can easily narrow their search by specifying a pattern or patterns
 526 for the kernel to match against.