share/man/man9/firmware.9

   1 .\" Copyright (c) 2006 Max Laier <mlaier@FreeBSD.org>
   2 .\" All rights reserved.
   3 .\"
   4 .\" Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5 .\" modification, are permitted provided that the following conditions
   6 .\" are met:
   7 .\" 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   8 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
   9 .\" 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  10 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  11 .\"    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  12 .\"
  13 .\" THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE DEVELOPERS ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  14 .\" IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  15 .\" OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  16 .\" IN NO EVENT SHALL THE DEVELOPERS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  17 .\" INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  18 .\" NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  19 .\" DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  20 .\" THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  21 .\" (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  22 .\" THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  23 .\"
  24 .\" $FreeBSD: src/share/man/man9/firmware.9,v 1.9 2010/04/14 19:08:06 uqs Exp $
  25 .\"
  26 .Dd April 14, 2010
  27 .Dt FIRMWARE 9
  28 .Os
  29 .Sh NAME
  30 .Nm firmware_register ,
  31 .Nm firmware_unregister ,
  32 .Nm firmware_get ,
  33 .Nm firmware_put
  34 .Nd firmware image loading and management
  35 .Sh SYNOPSIS
  36 .In sys/param.h
  37 .In sys/systm.h
  38 .In sys/linker.h
  39 .In sys/firmware.h
  40 .Bd -literal
  41 struct firmware {
  42         const char      *name;          /* system-wide name */
  43         const void      *data;          /* location of image */
  44         size_t          datasize;       /* size of image in bytes */
  45         unsigned int    version;        /* version of the image */
  46 };
  47 .Ed
  48 .Ft "const struct firmware *"
  49 .Fo firmware_register
  50 .Fa "const char *imagename"
  51 .Fa "const void *data"
  52 .Fa "size_t datasize"
  53 .Fa "unsigned int version"
  54 .Fa "const struct firmware *parent"
  55 .Fc
  56 .Ft int
  57 .Fn firmware_unregister "const char *imagename"
  58 .Ft "const struct firmware *"
  59 .Fn firmware_get "const char *imagename"
  60 .Ft void
  61 .Fn firmware_put "const struct firmware *fp" "int flags"
  62 .Sh DESCRIPTION
  63 The
  64 .Nm firmware
  65 abstraction provides a convenient interface for loading
  66 .Nm firmware images
  67 into the kernel, and for accessing such images from kernel components.
  68 .Pp
  69 A
  70 .Nm firmware image
  71 (or
  72 .Nm image
  73 for brevity)
  74 is an opaque block of data residing in kernel memory.
  75 It is associated to a unique
  76 .Nm imagename
  77 which constitutes a search key, and to an integer
  78 .Nm version
  79 number, which is also an opaque piece of information for the
  80 firmware subsystem.
  81 .Pp
  82 An image is registered with the
  83 .Nm firmware
  84 subsystem by calling the function
  85 .Fn firmware_register ,
  86 and unregistered by calling
  87 .Fn firmware_unregister .
  88 These functions are usually (but not exclusively) called by
  89 specially crafted kernel modules that contain the firmware image.
  90 The modules can be statically compiled in the kernel, or loaded by
  91 .Nm /boot/loader ,
  92 manually at runtime, or on demand by the firmware subsystem.
  93 .Pp
  94 .Nm Clients
  95 of the firmware subsystem can request access to a given image
  96 by calling the function
  97 .Fn firmware_get
  98 with the
  99 .Nm imagename
 100 they want as an argument. If a matching image is not already registered,
 101 the firmware subsystem will try to load it using the
 102 mechanisms specified below (typically, a kernel module
 103 with
 104 .Nm the same name
 105 as the image).
 106 .Sh API DESCRIPTION
 107 The kernel
 108 .Nm firmware API
 109 is made of the following functions:
 110 .Pp
 111 .Fn firmware_register
 112 registers with the kernel an image of size
 113 .Nm datasize
 114 located at address
 115 .Nm data ,
 116 under the name
 117 .Nm imagename .
 118 .Pp
 119 The function returns NULL on error (e.g. because an
 120 image with the same name already exists, or the image
 121 table is full), or a
 122 .Ft const struct firmware *
 123 pointer to the image requested.
 124 .Pp
 125 .Fn firmware_unregister
 126 tries to unregister the firmware image
 127 .Nm imagename
 128 from the system. The function is successful and returns 0
 129 if there are no pending references to the image, otherwise
 130 it does not unregister the image and returns EBUSY.
 131 .Pp
 132 .Fn firmware_get
 133 returns the requested firmware image.
 134 If the image is not yet registered with the system,
 135 the function tries to load it.
 136 This involves the linker subsystem and disk access, so
 137 .Fn firmware_get
 138 must not be called with any locks (except for
 139 .Va Giant ) .
 140 Note also that if the firmware image is loaded from a filesystem
 141 it must already be mounted.
 142 In particular this means that it may be necessary to defer requests
 143 from a driver attach method unless it is known the root filesystem is
 144 already mounted.
 145 .Pp
 146 On success,
 147 .Fn firmware_get
 148 returns a pointer to the image description and increases the reference count
 149 for this image. On failure, the function returns NULL.
 150 .Pp
 151 .Fn firmware_put
 152 drops a reference to a firmware image.
 153 The
 154 .Fa flags
 155 argument may be set to
 156 .Dv FIRMWARE_UNLOAD
 157 to indicate that
 158 firmware_put is free to reclaim resources associated with
 159 the firmware image if this is the last reference.
 160 By default a firmware image will be deferred to a
 161 .Xr taskqueue 9
 162 thread so the call may be done while holding a lock.
 163 In certain cases, such as on driver detach, this cannot be allowed.
 164 .Sh FIRMWARE LOADING MECHANISMS
 165 As mentioned before, any component of the system can register
 166 firmware images at any time by simply calling
 167 .Fn firmware_register .
 168 .Pp
 169 This is typically done when a module containing
 170 a firmware image is given control,
 171 whether compiled in, or preloaded by
 172 .Nm /boot/loader ,
 173 or manually loaded with
 174 .Xr kldload 8 .
 175 However, a system can implement additional mechanisms to bring
 176 these images in memory before calling
 177 .Fn firmware_register .
 178 .Pp
 179 When
 180 .Fn firmware_get
 181 does not find the requested image, it tries to load it using
 182 one of the available loading mechanisms.
 183 At the moment, there is only one, namely
 184 .Nm Loadable kernel modules :
 185 .Pp
 186 A firmware image named
 187 .Nm foo
 188 is looked up by trying to load the module named
 189 .Nm foo.ko ,
 190 using the facilities described in
 191 .Xr kld 4 .
 192 In particular, images are looked up in the directories specified
 193 by the sysctl variable
 194 .Nm kern.module_path
 195 which on most systems defaults to
 196 .Nm /boot/kernel;/boot/modules .
 197 .Pp
 198 Note that in case a module contains multiple images,
 199 the caller should first request a
 200 .Fn firmware_get
 201 for the first image contained in the module, followed by requests
 202 for the other images.
 203 .Sh BUILDING FIRMWARE LOADABLE MODULES
 204 A firmware module is built by embedding the
 205 .Nm firmware image
 206 into a suitable loadable kernel module that calls
 207 .Fn firmware_register
 208 on loading, and
 209 .Fn firmware_unregister
 210 on unloading.
 211 .Pp
 212 Various system scripts and makefiles let you build a module
 213 by simply writing a Makefile with the following entries:
 214 .Bd -literal
 215
 216         KMOD=   imagename
 217         FIRMWS= image_file:imagename[:version]
 218         .include <bsd.kmod.mk>
 219
 220 .Ed
 221 where KMOD is the basename of the module; FIRMWS is a list of
 222 colon-separated tuples indicating the image_file's to be embedded
 223 in the module, the imagename and version of each firmware image.
 224 .Pp
 225 If you need to embed firmware images into a system, you should write
 226 appropriate entries in the <files.arch> file, e.g. this example is
 227 from
 228 .Nm sys/arm/xscale/ixp425/files.ixp425:
 229 .Bd -literal
 230 ixp425_npe_fw.c                         optional npe_fw                 \\
 231         compile-with    "${AWK} -f $S/tools/fw_stub.awk                 \\
 232                         IxNpeMicrocode.dat:npe_fw -mnpe -c${.TARGET}"   \\
 233         no-implicit-rule before-depend local                            \\
 234         clean           "ixp425_npe_fw.c"
 235 #
 236 # NB: ld encodes the path in the binary symbols generated for the
 237 #     firmware image so link the file to the object directory to
 238 #     get known values for reference in the _fw.c file.
 239 #
 240 IxNpeMicrocode.fwo  optional npe_fw                                     \\
 241         dependency      "IxNpeMicrocode.dat"                            \\
 242         compile-with    "${LD} -b binary -d -warn-common                \\
 243                             -r -d -o ${.TARGET} IxNpeMicrocode.dat"     \\
 244         no-implicit-rule                                                \\
 245         clean           "IxNpeMicrocode.fwo"
 246 IxNpeMicrocode.dat                      optional npe_fw                 \\
 247         dependency      ".PHONY"                                        \\
 248         compile-with    "uudecode < $S/contrib/dev/npe/IxNpeMicrocode.dat.uu" \\
 249         no-obj no-implicit-rule                                         \\
 250         clean           "IxNpeMicrocode.dat"
 251 .Ed
 252 .Pp
 253 Note that generating the firmware modules in this way requires
 254 the availability of the following tools:
 255 .Xr awk ,
 256 .Xr Make ,
 257 the compiler and the linker.
 258 .Sh SEE ALSO
 259 .Xr module 9 ,
 260 .Xr kld 4
 261 .Pp
 262 .Pa /usr/share/examples/kld/firmware
 263 .Sh HISTORY
 264 The
 265 .Nm firmware
 266 system was introduced in
 267 .Fx 6.1 .
 268 .Sh AUTHORS
 269 This manual page was written by
 270 .An Max Laier Aq mlaier@FreeBSD.org .