PCIE 设备扫描的过程

PCIE设备扫描的过程初步了解完PCI总线标准之后，我们接下来正式开始PCIe设备的漫游之旅。从我们按下PC的电源按钮开始，BIOS就接管系统控制权开始工作，它会先进行PCI设备），由于商业上的原因，Phoenix等厂商的BIOS代码需要授权协议，在此，我们以另外一个款开源BIOS（openbios）为例，来剖析BIOS中，我们的PCIe设备是如何被找到以及初始化的。PCI设备的扫描是基于深度优先搜索（DFSDepthFirst，也就是PCI说明，ＢＩＯＳ是如何一步步完成PCI设备扫描的。PCIHost主桥扫描Bus0HOST主桥直接相连的PCI总线被命名为PCIBusBus0上的D1，D2等不会挂接PCIBridge1Bridge1下面的PCIBus定为Bus1，系统将初始化Bridge1的配置空间，并将该桥的PrimaryBusNumber和SecondaryBusNumber寄存器分别设置成0和1，以表明Bridge1的上游总线是01Bridge1下挂载设备SubordinateBusNumber设为0xFF系统开始扫描Bus，将会发现Bridge2。系统将Bridge2下面的PCIBus定为Bus2，并将该桥的PrimaryBusNumber和SecondaryBusNumber寄存器分别设置成1和，和上一步一样暂时把Bridge2的SubordinateBusNumber设为0xFF。如下图所示：系统继续扫描Bus，将会发现Bridge4。系统将Bridge4下面的PCIBus定为Bus3，并将该桥的PrimaryBusNumber和SecondaryBusNumber寄存器分别设置成2和，此后系统继续扫描后发现Bus3下面已经没有任何BridgePCI总线下已经没有任何挂载下游总线了，因此Bridge4的SubordinateBusNumber的值已经可以确定为3了。如下图所示：完成Bus3的扫描后，系统返回到Bus2继续扫描，发现Bus2下面已经没有其他Bridge了。此时Bridge2的SubordinateBusNumber的值也已经可以确定为3了。如下图所示：完成Bus2的扫描后，系统返回到Bus1继续扫描，会发现Bridge3，系统将Bridge3下面的PCIBus定为Bus。并将Bridge4的PrimaryBusNumber和SecondaryBusNumber寄存器分别设置成1和4现Bus4下面已经没有任何BridgePCI总线下已经没有挂载任何下游总线了，因此Bridge3的SubordinateBusNumber的值已经可以确定为4了。如下图所示：完成Bus4的扫描后，系统返回到Bus1继续扫描，发现Bus1下面已经没有其他Bridge了。此时Bridge1的SubordinateBusNumber的值已经可以确定为4，系统返回Bus0继续扫描（Bus0下如果有其他它Bridge，将重复上PCI的设备扫描已经完成了。最终的设备和总线的扫描结果如下图所示。了解了上面PCI设备扫描的大概流程，我们接下来看看Bios代码中具体是如何实现这些扫描的。一般来说，我们可以通过两个寄存器来访问PCI的配置空间（寄存器CONFIG_ADDRESS与CONFIG_DATA），在x86体系下，这两个寄存器分别对应0xCF8和0xCFC来实现先。CONFIG_ADDRESS寄存器的具体位组成如下图所示：BusNumber:8bit)，范围0--255。FunctionNumber:功能号（3bit)，范围0--7。RegisterNumber:6范围0--63（配置空间一共256个字节，分割成64个4字节的寄存器，从0--63编号）。，1.staticinlineuint32_tpci_config_read32(pci_addrdev,uint8_treg)7.staticinlinevoidpci_config_write32(pci_addrdev,uint8_treg,9.outl(dev|reg,0xcf8);10.outl(val,0xcfc);11.}1.intob_pci_init(void)unsignedlongmem_base,io_base;//获取系统指定的memeory与I/OPCIe设备。16.mem_base=arch->mem_base;/*I/Oportsunder0x400areusedbydevicesmappedatfixedlocation.*/io_base=arch->io_base+0x400;26.free(path);27.return0;28.}总线扫描具体实现：1.staticvoidob_scan_pci_bus(intbus,unsignedlong*mem_base,7.pci_config_tconfig;12.activate_device("/");13.for(devnum=0;devnum<32;devnum++){16.#ifdefCONFIG_XBOX/*获取设备配置空间vid=pci_config_read16(addr,PCI_VENDOR_ID);/*获取did=pci_config_read16(addr,PCI_DEVICE_ID);/*获取Device23.24.25.26.ccode=pci_config_read16(addr,PCI_CLASS_DEVICE);class=ccode>>8;pci_dev=pci_find_device(class,subclass,iface,/*具体设备查printk("%x:%x.%x-%x:%x-",bus,devnum,fn,if(pci_dev==NULL||pci_dev->name==NULL)snprintf(config.path,(config.path),"%s/pci%x,%x",*path,vid,did);else47.config.dev=addr&0x00FFFFFF;REGISTER_NAMED_NODE(ob_pci_node,config.path);activate_device(config.path);ob_pci_configure(addr,&config,mem_base,io_base);ob_pci_add_properties(addr,pci_dev,&config);60.61.62.63.64.65.66.67.68.if(class==PCI_BASE_CLASS_BRIDGE&&(subclass==PCI_SUBCLASS_BRIDGE_HOST||subclass==PCI_SUBCLASS_BRIDGE_PCI)){/*hostorbridge*/*path=strdup(config.path);}72.device_end();73.}1.<prename="code"="cpp">constpci_dev_t*pci_find_device(uint8_tclass,uint8_tsubclass,5.int(*config_cb)(constpci_config_t*config);6.constpci_class_t*pclass;7.constpci_subclass_t*psubclass;8.constpci_iface_t*piface;9.constpci_dev_t*dev;10.constvoid*private;11.pci_dev_t*new;12.constchar*name,*type;13.19.if(class==0x00&&subclass==0x01){/*Specialcaseformiscdevices*/dev=misc_pci;28.if(class>(sizeof(pci_classes)/sizeof(pci_class_t))){33.pclass=&pci_classes[class];34.name=pclass->name;35.type=pclass->type;36.for(psubclass=pclass->subc;;psubclass++){if(psubclass->subclass==0xFF)gotobad_device;if(psubclass->private!=NULL)private=psubclass->private;if(psubclass->iface!=NULL)break;55.for(piface=psubclass->iface;;piface++){56.57.dev=psubclass->devices;75.if(dev==NULL)76.gotobad_device;77.for(;;dev++){78.79.if(dev->vendor==0xFFFF&&dev->product==0xFFFF){gotobad_device;80.81.82.83.84.85.86.87.88.89.90.91.92.93.94.95.96.97.98.99.100.101.if(dev->vendor==vendor&&dev->product==product){if(dev->name!=NULL)name=dev->name;if(dev->type!=NULL)type=dev->type;new->name=name;new->model=dev->model;new->compat=dev->compat;new->acells=dev->acells;new->scells=dev->scells;printk("Cannotmanage'%s'PCIdevicetype'%s':\n%x%xname,type,vendor,product,class,subclass,iface);配置具体设备的配置空间staticvoidob_pci_configure(pci_addraddr,pci_config_t*config,unsignedlong*mem_base,121.unsignedlong*io_base)uint32_tsmask,omask,amask,size,reloc,min_align;unsignedlongbase;pci_addrconfig_addr;uint8_tirq_pin,irq_line;/*配置中断引脚与中断编号*/irq_pin=pci_config_read8(addr,PCI_INTERRUPT_PIN);if(irq_pin){irq_pin=(((config->dev>>11)&0x1F)+irq_pin-1)&135.136.137.138.139.140.141.142.irq_line=arch->irqs[irq_pin];pci_config_write8(addr,PCI_INTERRUPT_LINE,irq_line);config->irq_line=irq_line;}elseconfig->irq_line=-1;/*配置memory空间和I/O空间*/omask=0x00000000;for(reg=0;reg<7;reg++){config->assigned[reg]=0x00000000;config->sizes[reg]=0x00000000;if((omask&0x0000000f)==0x4){/*64bitsmemorymapping*/159.160.161.162.163.pci_config_write32(addr,config_addr,0xffffffff);smask=pci_config_read32(addr,config_addr);164.165.166.167.168.169.170.171.172.173.174.175.176.177.178.179.180.181.182.183.184.185.min_align=1<<7;amask=0x00000001;pci_config_write16(addr,PCI_COMMAND,pci_config_read1