Merge tag 'for_linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mst/vhost
[cris-mirror.git] / Documentation / PCI / pci.txt
blobbadb26ac33dc8eec08d38c3ee13c24380568aadc
2                         How To Write Linux PCI Drivers
4                 by Martin Mares <mj@ucw.cz> on 07-Feb-2000
5         updated by Grant Grundler <grundler@parisc-linux.org> on 23-Dec-2006
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.
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:
19         http://lwn.net/Kernel/LDD3/
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.
24 Please send questions/comments/patches about Linux PCI API to the
25 "Linux PCI" <linux-pci@atrey.karlin.mff.cuni.cz> mailing list.
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.
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.
42 Once the driver knows about a PCI device and takes ownership, the
43 driver generally needs to perform the following initialization:
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
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
64 Most of these topics are covered in the following sections.
65 For the rest look at LDD3 or <linux/pci.h> .
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.
74 1. pci_register_driver() call
75 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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):
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,...).
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.
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.
107         suspend         Put device into low power state.
108         suspend_late    Put device into low power state.
110         resume_early    Wake device from low power state.
111         resume          Wake device from low power state.
113                 (Please see Documentation/power/pci.txt for descriptions
114                 of PCI Power Management and the related functions.)
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.
122         err_handler     See Documentation/PCI/pci-error-recovery.txt
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.
128 Each entry consists of:
130         vendor,device   Vendor and device ID to match (or PCI_ANY_ID)
132         subvendor,      Subsystem vendor and device ID to match (or PCI_ANY_ID)
133         subdevice,
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.
141         class_mask      limit which sub-fields of the class field are compared.
142                         See drivers/scsi/sym53c8xx_2/ for example of usage.
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.
151 Most drivers only need PCI_DEVICE() or PCI_DEVICE_CLASS() to set up
152 a pci_device_id table.
154 New PCI IDs may be added to a device driver pci_ids table at runtime
155 as shown below:
157 echo "vendor device subvendor subdevice class class_mask driver_data" > \
158 /sys/bus/pci/drivers/{driver}/new_id
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.
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.
171 Once added, the driver probe routine will be invoked for any unclaimed
172 PCI devices listed in its (newly updated) pci_ids list.
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.
178 1.1 "Attributes" for driver functions/data
180 Please mark the initialization and cleanup functions where appropriate
181 (the corresponding macros are defined in <linux/init.h>):
183         __init          Initialization code. Thrown away after the driver
184                         initializes.
185         __exit          Exit code. Ignored for non-modular drivers.
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.
192         o Do not mark the struct pci_driver.
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.
199 2. How to find PCI devices manually
200 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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.
208 A manual search may be performed using the following constructs:
210 Searching by vendor and device ID:
212         struct pci_dev *dev = NULL;
213         while (dev = pci_get_device(VENDOR_ID, DEVICE_ID, dev))
214                 configure_device(dev);
216 Searching by class ID (iterate in a similar way):
218         pci_get_class(CLASS_ID, dev)
220 Searching by both vendor/device and subsystem vendor/device ID:
222         pci_get_subsys(VENDOR_ID,DEVICE_ID, SUBSYS_VENDOR_ID, SUBSYS_DEVICE_ID, dev).
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.
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().
234 3. Device Initialization Steps
235 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
237 As noted in the introduction, most PCI drivers need the following steps
238 for device initialization:
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.
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).
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).
263 NOTE: pci_enable_device() can fail! Check the return value.
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.
272   This has been discussed before but not changed as of 2.6.19:
273         http://lkml.org/lkml/2006/3/2/194
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.
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.
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.
298 See Documentation/io-mapping.txt for how to access device registers
299 or device memory.
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.
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(). ]
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.
316 Also see pci_request_selected_regions() below.
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. ]
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.
333 Drivers for all PCI-X and PCIe compliant devices must call
334 pci_set_dma_mask() as they are 64-bit DMA devices.
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.
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.
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.
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.
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).
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".
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.
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.
385 MSI capability can be enabled by calling pci_alloc_irq_vectors() with the
386 PCI_IRQ_MSI and/or PCI_IRQ_MSIX flags before calling request_irq(). This
387 causes the PCI support to program CPU vector data into the PCI device
388 capability registers. Many architectures, chip-sets, or BIOSes do NOT
389 support MSI or MSI-X and a call to pci_alloc_irq_vectors with just
390 the PCI_IRQ_MSI and PCI_IRQ_MSIX flags will fail, so try to always
391 specify PCI_IRQ_LEGACY as well.
393 Drivers that have different interrupt handlers for MSI/MSI-X and
394 legacy INTx should chose the right one based on the msi_enabled
395 and msix_enabled flags in the pci_dev structure after calling
396 pci_alloc_irq_vectors.
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.
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.
409 See drivers/infiniband/hw/mthca/ or drivers/net/tg3.c for examples
410 of MSI/MSI-X usage.
414 4. PCI device shutdown
415 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
417 When a PCI device driver is being unloaded, most of the following
418 steps need to be performed:
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)
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.
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.
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.
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.
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.
463 Stopping DMA after stopping the IRQs can avoid races where the
464 IRQ handler might restart DMA engines.
466 While this step sounds obvious and trivial, several "mature" drivers
467 didn't get this step right in the past.
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.
476 Then clean up "consistent" buffers which contain the control data.
478 See Documentation/DMA-API.txt for details on unmapping interfaces.
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.
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().
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.
504 5. How to access PCI config space
505 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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.
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.
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>.
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.
526 6. Other interesting functions
527 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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.
545 7. Miscellaneous hints
546 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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).
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.
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.
563 8. Vendor and device identifications
564 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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.
570 The device IDs are arbitrary hex numbers (vendor controlled) and normally used
571 only in a single location, the pci_device_id table.
573 Please DO submit new vendor/device IDs to http://pci-ids.ucw.cz/.
574 There are mirrors of the pci.ids file at http://pciids.sourceforge.net/
575 and https://github.com/pciutils/pciids.
579 9. Obsolete functions
580 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
582 There are several functions which you might come across when trying to
583 port an old driver to the new PCI interface.  They are no longer present
584 in the kernel as they aren't compatible with hotplug or PCI domains or
585 having sane locking.
587 pci_find_device()       Superseded by pci_get_device()
588 pci_find_subsys()       Superseded by pci_get_subsys()
589 pci_find_slot()         Superseded by pci_get_domain_bus_and_slot()
590 pci_get_slot()          Superseded by pci_get_domain_bus_and_slot()
593 The alternative is the traditional PCI device driver that walks PCI
594 device lists. This is still possible but discouraged.
598 10. MMIO Space and "Write Posting"
599 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
601 Converting a driver from using I/O Port space to using MMIO space
602 often requires some additional changes. Specifically, "write posting"
603 needs to be handled. Many drivers (e.g. tg3, acenic, sym53c8xx_2)
604 already do this. I/O Port space guarantees write transactions reach the PCI
605 device before the CPU can continue. Writes to MMIO space allow the CPU
606 to continue before the transaction reaches the PCI device. HW weenies
607 call this "Write Posting" because the write completion is "posted" to
608 the CPU before the transaction has reached its destination.
610 Thus, timing sensitive code should add readl() where the CPU is
611 expected to wait before doing other work.  The classic "bit banging"
612 sequence works fine for I/O Port space:
614        for (i = 8; --i; val >>= 1) {
615                outb(val & 1, ioport_reg);      /* write bit */
616                udelay(10);
617        }
619 The same sequence for MMIO space should be:
621        for (i = 8; --i; val >>= 1) {
622                writeb(val & 1, mmio_reg);      /* write bit */
623                readb(safe_mmio_reg);           /* flush posted write */
624                udelay(10);
625        }
627 It is important that "safe_mmio_reg" not have any side effects that
628 interferes with the correct operation of the device.
630 Another case to watch out for is when resetting a PCI device. Use PCI
631 Configuration space reads to flush the writel(). This will gracefully
632 handle the PCI master abort on all platforms if the PCI device is
633 expected to not respond to a readl().  Most x86 platforms will allow
634 MMIO reads to master abort (a.k.a. "Soft Fail") and return garbage
635 (e.g. ~0). But many RISC platforms will crash (a.k.a."Hard Fail").