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linux设备驱动之pci设备的I/O和内存 ------------------------------------------ Pci设备的I/O和内存是一个比较复杂的问题.如下的总线结构: ? 在上图的总线结构中,ethernet设备和pci-pci bridge的同类型资源空间必须要是pci bus0的一个子集 例如,pci bus 0的I/O端口资源是0x00CC~0x01CC. Ethernet设备的I/O范围的是0x00CC~0x0xE0.那么pci-pci bridge的I/O端口范围就必须要在0x0xE0~0x01CC之间. 同样,SCSI和VIDEO同类型资源必须要是pci_bus1的子集.pci bus1上有一个pci桥,对应的资源也就是它所连桥上的资源.即pci_bus-self. 也就是说，下层总线的资源是它上层总线资源的子集。上层总线资源是下层总线资源的父集。 其实,每个PCI设备的资源地始地址都是由操作系统设置的.在x86上,都由bios设置好了.假若没有bios的时候,我们应该怎么去设置设备的资源起始范围呢? 可能在pci枚举完成之后: 1:从根总线开始,设置根总线的资源范围是从0开始,到0xFFFF或者0xFFFFFFFF的最大范围. 2:对其它的设备,可往其资源寄存器全部写入1,就可以求得该资源项的类型和长度. 3:设备从根总线的资源那里分得对应长度的资源. 4:如果设备是pci-pci bridge,则递归配置它. ? 可能有人会有这样迷惑,对应于上图,如果pci-pci bridge的资源大小是N.而SCSI和video资源范围超过了N怎么办呢? 我们必须要注意一点,总线的区间是可以自已设定的,而设备资源的区间是在设计的时候就已经确定好了.也就是说,我们可以更改pci device区间的起始地址,但我们不能改变它的大小. 因此,出现了上面所说的这种情况.可能是由bios在处理PCI的时候出现了BUG.我们需要调整总线的资源区间. ? 其实对于pci_bus的资源范围就是它的过滤窗口.对于过滤窗口的作用,我们在枚举的时候分析的很清楚了. ? CPU访问PC过程是这样的(只有一个根总线和pci-pci bridge过滤窗口功能打开的情况): 1:cpu向pci发出一个I/O请求.首先经过根总线.它会判断是否在它的资源范围内.如果在它的范围,它就会丢向总线所在的每一个设备.包括pci bridge. 如果没有在根总线的资源范围,则不会处理这个请求. 2:如果pci设备判断该地址属于它的资源范围,则处理后发出应答 4:pci bridge接收到这个请求,它会判断I/O地址是否在它的资源范围内.如果在它的范围,它会把它丢到它的下层子线. 5:下层总线经过经过相同的处理后,就会找到这个PCI设备了 ? 一个PCI设备访问其它PCI设备或者其它外设的过程: 1:首先这个PCI发出一个请求,这个请求会在总线上广播 2:如果要请求的设备是在同级总线,就会产生应答 3:请求的设备不是在同层总线,就会进行pci bridge.pci桥判断该请求不在它的范围内(目的地不是它下层的设备),就会将它丢向上层. 4:这样辗转之后,就能找到对应的设备了 ? 经过这样的分析过来,相信对pci bridge的过滤窗口有更深的理解了. ? Linux中使用struct resource的结构来表示I/O端口或者是设备内存。定义如下： struct resource { ???????? resource_size_t start; ???????? resource_size_t end; ???????? const char *name; ???????? unsigned long flags; ???????? struct resource *parent, *sibling, *child; }; Start: 表示它所占资源的起始地址。 End: 表示它所占资源的未尾地址 Name: 所占资源的名字 Flags: 资源的类型。目前有I/O和内存两种 Parent.sibling.child:用来表示资源的所属关系。分别表示它的父结点，兄弟结点和子结点。 ? 从前面的分析可以看到，有一些总线可能bios没有遍历到或许bios的处理有错误,所以需要对整个系统的PCI总线和PCI设备的资源占用情况遍历一次。完整的建立上述的struct resource结构(在之前枚举的时候，只是处理了start和end成员).。这个过程是在pcibios_resource_survey( )完成的。如下所示： ? subsys_initcall(pcibios_init); static int __init pcibios_in