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PCI驅動框架簡單分析

 chi_Andy 2017-06-24

一、PCI 概念介紹

    PCI是CPU和外圍設備通信的高速傳輸總線。PCI規(guī)范能夠實現32位并行數據傳輸，工作頻率為 33MHz 或 66MHz ，最大吞吐率高達266MB/s,PCI的衍生物包括 CardBus、mini-PCI、PCI-Express、cPCI等。

    PCI總線體系結構是一種層次式的體系結構。在這種層次體系結構中，PCI橋設備占據著重要的地位，它將父總線與子總線連接在一起，從而使整個系統看起來像一個倒置的樹狀結構，樹的頂端是CPU，它通過一個較為特殊的CPI橋設備-Host/PCI橋設備與根PCI總線連接起來。

    作為特殊的PCI設備，PCI橋包括以下幾種：

    HOST/PCI橋，用于連接CPU與PCI根總線，第一個根總線的編號為0。在PC中，內存控制器也通常被集成到Host/PCI橋設備芯片中，因此，Host/PCI橋也通常被稱為“北橋”芯片組。

    PCI/ISA橋，用作連接舊的ISA總線，通常，PCI中的類似的i8359A中斷控制器這樣的設備也會被集成到PCI/ISA橋設備中，因此，PCI/ISA橋通常也被稱作“南橋”芯片組。

    PCI-to-PCI橋，用于連接PCI主總線與次總線，PCI橋所處的總線被稱作“主總線”（父總線），PCI橋設備所連接的總線為“次總線”（子總線）。

    

二、PCI設備與配置空間

    在i386系統結構中，對內存的訪問和對輸入/輸出寄存器的訪問通過兩套不同的指令完成，所有的存儲器和IO兩個不同的地址空間。一般而言，內存的物理地址以及輸入/輸出寄存器的地址是由硬件決定的，不過對于內存的物理地址還可以通過地址映射機制來一次轉換（I/O也可以映射）?？墒牵鯓犹幚硗庠O的存儲空間呢？理想的辦法是系統軟件自動設置，思路是：

    1、外設通過某種途徑告訴系統，它有幾個存儲區(qū)間以及I/O地址空間，每個區(qū)間是多大，以及各自在本地的地址，顯然這些地址都是局部的內部的，都從0開始算起。

    2、系統軟件在知道了一共有多少外設，各自又有什么樣的存儲區(qū)間以后，就可以為這些區(qū)間分配“物理地址”，并且建立起這些區(qū)間與總線之間的連接，以后就可以通過這些地址來訪問。顯然，這里所謂的“物理地址”與真正的物理地址還是有些區(qū)別的，它實際上也是一種邏輯地址，所以常成為“總線地址”，因為這是CPU在總線上所看到的地址?？上攵?，外設上一定有著某種地址映射機制。所謂的“為外設分配地址”，就是為其分配總線地址，并建立起映射。

    PCI設備上存在許多完成上述工作的寄存器（配置空間），那么系統初始化的時候如何訪問這些寄存器該何如？對于i386結構的處理器，PCI總線的設計者在I/O地址空間保留了8個字節(jié)用于這個目的，那就是0xCF8~0xCFF,這8個字節(jié)的地址空間構成了兩個32位的寄存器，第一個是“地址寄存器”0xCF8,第二個是“數據寄存器”0xCFC,要訪問配置空間的寄存器時，CPU先向地址寄存器寫入目標地址，然后通過數據寄存器進行讀寫數據。不過，寫入地址寄存器的目標地址是一種包括總線號、設備號、功能號以及配置寄存器地址的綜合地址。每個PCI設備最多有8個功能，所以設備號和功能號組合在一起又被稱作“邏輯設備”號。


    如上圖所示，PCI標準規(guī)定每個設備的配置寄存器組最多可以有256字節(jié)的連續(xù)空間，其中開頭的64字節(jié)的用途和格式是標準的，成為配置寄存器組的“頭部”，這樣的頭部又有兩種，“0型”頭部用于一般的PCI設備，“1型”頭部用于PCI橋，無論是“0型”還是“1型”，其開頭的16個字節(jié)的用途和格式是共同的。


三、PCI驅動框架分析

    在內核中與PCI相關的結構體大概有pci_driver 、pci_bus_type 、pci_dev 、pci_bus ，我們前邊所說的所有的PCI總線都是指的 pci_bus 。

  3.1 pci_bus

  1. struct pci_bus {  
  2.     struct list_head node;      /* node in list of buses */  
  3.     struct pci_bus  *parent;    /* parent bus this bridge is on */  
  4.     struct list_head children;  /* list of child buses */  
  5.     struct list_head devices;   /* list of devices on this bus */  
  6.     struct pci_dev  *self;      /* bridge device as seen by parent */  
  7.     struct list_head slots;     /* list of slots on this bus */  
  8.     struct resource *resource[PCI_BUS_NUM_RESOURCES];  
  9.                     /* address space routed to this bus */  
  10.   
  11.     struct pci_ops  *ops;       /* configuration access functions */  
  12.     void        *sysdata;   /* hook for sys-specific extension */  
  13.     struct proc_dir_entry *procdir; /* directory entry in /proc/bus/pci */  
  14.   
  15.     unsigned char   number;     /* bus number */  
  16.     unsigned char   primary;    /* number of primary bridge */  
  17.     unsigned char   secondary;  /* number of secondary bridge */  
  18.     unsigned char   subordinate;    /* max number of subordinate buses */  
  19.   
  20.     char        name[48];  
  21.   
  22.     unsigned short  bridge_ctl; /* manage NO_ISA/FBB/et al behaviors */  
  23.     pci_bus_flags_t bus_flags;  /* Inherited by child busses */  
  24.     struct device       *bridge;  
  25.     struct device       dev;  
  26.     struct bin_attribute    *legacy_io; /* legacy I/O for this bus */  
  27.     struct bin_attribute    *legacy_mem; /* legacy mem */  
  28.     unsigned int        is_added:1;  
  29. };  
    幾個重要的成員：

    children:  PCI橋可以使當前總線得到擴展，當前總線上有幾個PCI橋，那么當前總線就會擁有幾個子總線，子總線會連接到父總線的children鏈表中。

    device: 連接在這條總線上的設備鏈表。

    ops: 當前總線訪問總線上設備配置空間的 read、write 方法。

    在內核啟動的過程中，首先會創(chuàng)建0級總線，然后枚舉探測0級總線上的設備，如果是PCI橋，那么還要進入下一級子總線，最終所有的連接的PCI設備都將被探測到，詳細的探測過程，我們在后邊分析。


  3.2 pci_bus_type

    看到 bus_type 顯然這是個設備總線驅動模型里的“總線”，與前邊提到的 pci_bus ，完全是兩碼事，那么pci_driver 和 pci_dev 就是注冊到 pci_bus_type 的驅動和設備。分析總線設備驅動模型的時候，總要分析一下它的 match 函數（匹配規(guī)則）。

  1. static int pci_bus_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)  
  2. {  
  3.     struct pci_dev *pci_dev = to_pci_dev(dev);  
  4.     struct pci_driver *pci_drv = to_pci_driver(drv);  
  5.     const struct pci_device_id *found_id;  
  6.   
  7.     found_id = pci_match_device(pci_drv, pci_dev);  
  8.     if (found_id)  
  9.         return 1;  
  10.   
  11.     return 0;  
  12. }  
  1. static const struct pci_device_id *pci_match_device(struct pci_driver *drv,  
  2.                             struct pci_dev *dev)  
  3. {  
  4.     struct pci_dynid *dynid;  
  5.   
  6.     /* Look at the dynamic ids first, before the static ones */  
  7.     spin_lock(&drv->dynids.lock);  
  8.     list_for_each_entry(dynid, &drv->dynids.list, node) {  
  9.         if (pci_match_one_device(&dynid->id, dev)) {  
  10.             spin_unlock(&drv->dynids.lock);  
  11.             return &dynid->id;  
  12.         }  
  13.     }  
  14.     spin_unlock(&drv->dynids.lock);  
  15.   
  16.     return pci_match_id(drv->id_table, dev);  
  17. }  
  1. static inline const struct pci_device_id *  
  2. pci_match_one_device(const struct pci_device_id *id, const struct pci_dev *dev)  
  3. {  
  4.     if ((id->vendor == PCI_ANY_ID || id->vendor == dev->vendor) &&  
  5.         (id->device == PCI_ANY_ID || id->device == dev->device) &&  
  6.         (id->subvendor == PCI_ANY_ID || id->subvendor == dev->subsystem_vendor) &&  
  7.         (id->subdevice == PCI_ANY_ID || id->subdevice == dev->subsystem_device) &&  
  8.         !((id->class ^ dev->class) & id->class_mask))  
  9.         return id;  
  10.     return NULL;  
  11. }  
  1. const struct pci_device_id *pci_match_id(const struct pci_device_id *ids,  
  2.                      struct pci_dev *dev)  
  3. {  
  4.     if (ids) {  
  5.         while (ids->vendor || ids->subvendor || ids->class_mask) {  
  6.             if (pci_match_one_device(ids, dev))  
  7.                 return ids;  
  8.             ids++;  
  9.         }  
  10.     }  
  11.     return NULL;  
  12. }  
    通過分析代碼，PCI設備與驅動的匹配方式有兩種，一種是通過 pci_driver->dynids ,另一種是通過 pci_driver->idtable 。使用idtable 是總線設備驅動模型中常用的匹配方法，一般都是通過設備名來匹配，但是PCI比較特殊，它是通過設備的 vendor 、subvendor 、device 、subdevice 來匹配（這些都是在配置空間里可以讀取到的）。

    至于 pci_driver->dynids ，它是通過用戶空間給驅動增加匹配條件的一種方法（還記得I2C可以在用戶空間創(chuàng)建設備嗎，一樣的）。

  1. error = pci_create_newid_file(drv);  
  2. static int  
  3. pci_create_newid_file(struct pci_driver *drv)  
  4. {  
  5.     int error = 0;  
  6.     if (drv->probe != NULL)  
  7.         error = driver_create_file(&drv->driver, &driver_attr_new_id);  
  8.     return error;  
  9. }  
    在 pci_register_driver 函數中會調用到一個 pci_create_newid_file 函數，它在 sysfs 文件系統中會創(chuàng)建一個 new_id 的屬性文件，通過這個屬性文件，我們就可以來為該驅動增加匹配條件。

    內核幫助文檔有說明：

    New PCI IDs may be added to a device driver pci_ids table at runtime as shown below:
    echo "vendor device subvendor subdevice class class_mask driver_data" > \
/sys/bus/pci/drivers/{driver}/new_id

    對于這種方法不在詳細分析。

    分析完設備總線驅動模型，我想整個PCI驅動的框架就非常清楚了，內核啟動時，通過pci_bus之間的關系枚舉出所有的 PCI 設備，并為每一個 PCI 設備創(chuàng)建一個 pci_dev ，根據配置空間的信息填充 pci_dev 之后，注冊到pci_bus_type 。而，我們寫的 pci_driver 在 idtable 里指定它所支持的設備信息，同樣也注冊到 pci_bus_type中去，信息一致匹配成功則調用 driver->probe 函數，然后你可以注冊字符設備、塊設備等等。


四、PCI設備的枚舉探測過程

    在內核啟動過程中，PCI設備的探測過程是完全自動的，內核已經集成好了方法，我們無需更改，在這里還是分析一邊代碼作為了解。

    分析之前，先看一下全部的函數調用關系，大致了解一下

  1. <span style="font-size:10px;">pci_arch_init /* 判斷host/pci橋的類型 */  
  2.     pci_direct_probe  
  3.         pci_check_type1  
  4.             pci_sanity_check  
  5.       
  6.     pci_direct_init  
  7.         raw_pci_ops = &pci_direct_conf1;  
  8.         raw_pci_ext_ops = &pci_direct_conf1;    
  9.   
  10. /* 第二個過程，枚舉各級總線上的設備 */  
  11. pci_subsys_init  
  12.     pci_legacy_init  
  13.         pcibios_scan_root  
  14.             pci_scan_bus_parented(NULL, busnum, &pci_root_ops, sd);    
  15.                 pci_create_bus(parent, bus, ops, sysdata);  // 創(chuàng)建 0 級總線  
  16.                 pci_scan_child_bus(b); // 探測當前總線設備以及子總線、子總線設備  
  17.                     pci_scan_slot(bus, devfn);  // 探測當前總線的設備  
  18.                         pci_scan_single_device(bus, devfn); // 探測單功能設備  
  19.                         pci_scan_single_device(bus, devfn + fn); //探測多功能設備  
  20.                             pci_scan_device(bus, devfn);    //通過配置空間 枚舉設備  
  21.                                 pci_setup_device    //根據配置空間信息，設置pci_dev  
  22.                             pci_device_add(dev, bus);                         
  23.                                 list_add_tail(&dev->bus_list, &bus->devices); // 將探測到的設備加入到當前總線的設備鏈表   
  24.                     pci_scan_bridge  //此時已經完成當前總線設備的探測，如果這些設備里有PCI橋，那么進入下一級，探測橋下的設備  
  25.                         child = pci_add_new_bus(bus, dev, busnr);  
  26.                         pci_scan_child_bus(child);  // 進入下一級探測  
  27.         pci_bus_add_devices // 全部設備探測完畢，注冊設備。  
  28.             pci_bus_add_device(dev);   
  29.                 device_add  // 將設備注冊到 pci_bus_type  
  30.             pci_bus_add_devices(child); //它最終也會調用到 device_add 將各個子總線上的設備注冊到 pci_bus_type  
    下面來看具體的探測過程。

  1. static __init int pci_arch_init(void)  
  2. {  
  3. #ifdef CONFIG_PCI_DIRECT  
  4.     int type = 0;  
  5.     type = pci_direct_probe();  
  6. #endif  
  7.   
  8. #ifdef CONFIG_PCI_BIOS  
  9.     pci_pcbios_init();  
  10. #endif  
  11.   
  12. #ifdef CONFIG_PCI_DIRECT  
  13.     pci_direct_init(type);  
  14. #endif  
  15.   
  16.     dmi_check_pciprobe();  
  17.   
  18.     dmi_check_skip_isa_align();  
  19.   
  20.     return 0;  
  21. }  
  22. arch_initcall(pci_arch_init);  
    這個函數是放在 init 段中，內核啟動時會調用。
  1. int __init pci_direct_probe(void)  
  2. {  
  3.     struct resource *region, *region2;  
  4.     /* 申請IO資源 */  
  5.     region = request_region(0xCF8, 8, "PCI conf1");  
  6.       
  7.     /* 探測那種類型 ，0型（PCI設備）和1型（PCI橋） */  
  8.     if (pci_check_type1()) {  
  9.         raw_pci_ops = &pci_direct_conf1;  
  10.         port_cf9_safe = true;  
  11.         return 1;  
  12.     }  
  13.     release_resource(region);  
  14.   
  15.     return 0;  
  16. }  
    這里，我們以“1型”也就是PCI橋為例，看看是如何判斷類型的。

  1. static int __init pci_check_type1(void)  
  2. {  
  3.     unsigned long flags;  
  4.     unsigned int tmp;  
  5.     int works = 0;  
  6.   
  7.     local_irq_save(flags);  
  8.       
  9.     /* i386 pci地址寄存器 0xcfb 寫 0x01 */  
  10.     outb(0x01, 0xCFB);  
  11.     tmp = inl(0xCF8);  
  12.     outl(0x80000000, 0xCF8);  
  13.     /* 判斷設備類型 */  
  14.     if (inl(0xCF8) == 0x80000000 && pci_sanity_check(&pci_direct_conf1)) {  
  15.         works = 1;  
  16.     }  
  17.     outl(tmp, 0xCF8);  
  18.     local_irq_restore(flags);  
  19.   
  20.     return works;  
  21. }  
  1. static int __init pci_sanity_check(struct pci_raw_ops *o)  
  2. {  
  3.     u32 x = 0;  
  4.     int year, devfn;  
  5.   
  6.     /* Assume Type 1 works for newer systems. 
  7.        This handles machines that don't have anything on PCI Bus 0. */  
  8.     dmi_get_date(DMI_BIOS_DATE, &year, NULL, NULL);  
  9.     if (year >= 2001)  
  10.         return 1;  
  11.   
  12.     for (devfn = 0; devfn < 0x100; devfn++) {  
  13.         /* 讀  CLASS_DEVICE ，PCI_CLASS_DEVICE 是片內偏移地址 */  
  14.         if (o->read(0, 0, devfn, PCI_CLASS_DEVICE, 2, &x))  
  15.             continue;  
  16.         /* 如果 CLASS_DEVICE 為 HOST-PCI橋（北橋）,PCI-PCI橋,PCI-ISA橋（南橋）正確返回 */  
  17.         if (x == PCI_CLASS_BRIDGE_HOST || x == PCI_CLASS_DISPLAY_VGA)  
  18.             return 1;  
  19.         /* 讀  VENDOR_ID 制造商ID */  
  20.         if (o->read(0, 0, devfn, PCI_VENDOR_ID, 2, &x))  
  21.             continue;  
  22.         /* 如果 VENDOR_ID 為  INTEL 或 COMPAQ 正常返回 */  
  23.         if (x == PCI_VENDOR_ID_INTEL || x == PCI_VENDOR_ID_COMPAQ)  
  24.             return 1;  
  25.     }  
  26.   
  27.     DBG(KERN_WARNING "PCI: Sanity check failed\n");  
  28.     return 0;  
  29. }  
    檢測完是“0型”還是“1型”設備之后，在 raw_pci_ops 中指定對應的讀寫配置空間的方法。

  1. /* 地址是由 總線編號、設備號、片內陸址 組成 */  
  2. #define PCI_CONF1_ADDRESS(bus, devfn, reg) \  
  3.     (0x80000000 | ((reg & 0xF00) << 16) | (bus << 16) \  
  4.     | (devfn << 8) | (reg & 0xFC))  
  5.   
  6. static int pci_conf1_read(unsigned int seg, unsigned int bus,  
  7.               unsigned int devfn, int reg, int len, u32 *value)  
  8. {  
  9.     unsigned long flags;  
  10.     /* 最多256個總線 ，256個設備 片內寄存器范圍 0~4095 */  
  11.     if ((bus > 255) || (devfn > 255) || (reg > 4095)) {  
  12.         *value = -1;  
  13.         return -EINVAL;  
  14.     }  
  15.   
  16.     spin_lock_irqsave(&pci_config_lock, flags);  
  17.       
  18.     /* 向地址寄存器 寫要讀取的地址 */  
  19.     outl(PCI_CONF1_ADDRESS(bus, devfn, reg), 0xCF8);  
  20.       
  21.     /* 從數據寄存器讀取數據 */  
  22.     switch (len) {  
  23.     case 1:  
  24.         *value = inb(0xCFC + (reg & 3));  
  25.         break;  
  26.     case 2:  
  27.         *value = inw(0xCFC + (reg & 2));  
  28.         break;  
  29.     case 4:  
  30.         *value = inl(0xCFC);  
  31.         break;  
  32.     }  
  33.   
  34.     spin_unlock_irqrestore(&pci_config_lock, flags);  
  35.   
  36.     return 0;  
  37. }  
  38.   
  39. struct pci_raw_ops {  
  40.     int (*read)(unsigned int domain, unsigned int bus, unsigned int devfn,  
  41.                         int reg, int len, u32 *val);  
  42.     int (*write)(unsigned int domain, unsigned int bus, unsigned int devfn,  
  43.                         int reg, int len, u32 val);  
  44. };  
  45. struct pci_raw_ops *raw_pci_ops;  
  1. /* 設置全局的 配置空間讀寫函數 */  
  2. void __init pci_direct_init(int type)  
  3. {  
  4.     if (type == 1) {  
  5.         raw_pci_ops = &pci_direct_conf1;  
  6.   
  7.         raw_pci_ext_ops = &pci_direct_conf1;  
  8.         return;  
  9.     }  
  10. }  
    在內核啟動過程中，還有一個PCI相關的函數會被調用
  1. int __init pci_subsys_init(void)  
  2. {  
  3. #ifdef CONFIG_X86_NUMAQ  
  4.     pci_numaq_init();  
  5. #endif  
  6. #ifdef CONFIG_ACPI  
  7.     pci_acpi_init();  
  8. #endif  
  9. #ifdef CONFIG_X86_VISWS  
  10.     pci_visws_init();  
  11. #endif  
  12.     pci_legacy_init();  
  13.     pcibios_fixup_peer_bridges();  
  14.     pcibios_irq_init();  
  15.     pcibios_init();  
  16.   
  17.     return 0;  
  18. }  
  19. subsys_initcall(pci_subsys_init);  
  1. struct pci_bus *pci_root_bus;  
  2. static int __init pci_legacy_init(void)  
  3. {  
  4.     pci_root_bus = pcibios_scan_root(0);//創(chuàng)建0級總線  
  5.     if (pci_root_bus)  
  6.         pci_bus_add_devices(pci_root_bus);  
  7.   
  8.     return 0;  
  9. }  
  1. extern struct list_head pci_root_buses; /* list of all known PCI buses */  
  2. struct pci_bus * __devinit pcibios_scan_root(int busnum)  
  3. {  
  4.     struct pci_bus *bus = NULL;  
  5.     struct pci_sysdata *sd;  
  6.     /* 在全局 pci_root_buses 鏈表尋找 總線編號為 busnum 的總線 */  
  7.     while ((bus = pci_find_next_bus(bus)) != NULL) {  
  8.         if (bus->number == busnum) {  
  9.             /* 如果已經存在，返回它 */  
  10.             return bus;  
  11.         }  
  12.     }  
  13.   
  14.     /* 如果這個總線編號不存在, 那么創(chuàng)建這個Bus */  
  15.     sd = kzalloc(sizeof(*sd), GFP_KERNEL);  
  16.     sd->node = get_mp_bus_to_node(busnum);  
  17.   
  18.     bus = pci_scan_bus_parented(NULL, busnum, &pci_root_ops, sd);  
  19.   
  20.     return bus;  
  21. }  
  1. struct pci_bus * __devinit pci_scan_bus_parented(struct device *parent,  
  2.         int bus, struct pci_ops *ops, void *sysdata)  
  3. {  
  4.     struct pci_bus *b;  
  5.     /* 創(chuàng)建 Bus */  
  6.     b = pci_create_bus(parent, bus, ops, sysdata);  
  7.     if (b)  
  8.         b->subordinate = pci_scan_child_bus(b);  
  9.     return b;  
  10. }  
  1. unsigned int __devinit pci_scan_child_bus(struct pci_bus *bus)  
  2. {  
  3.     unsigned int devfn, pass, max = bus->secondary;  
  4.     struct pci_dev *dev;  
  5.   
  6.     /* 探測總線上的設備 */  
  7.     for (devfn = 0; devfn < 0x100; devfn += 8)  
  8.         pci_scan_slot(bus, devfn);  
  9.   
  10.     /* Reserve buses for SR-IOV capability. */  
  11.     max += pci_iov_bus_range(bus);  
  12.   
  13.     /* 
  14.      * After performing arch-dependent fixup of the bus, look behind 
  15.      * all PCI-to-PCI bridges on this bus. 
  16.      */  
  17.     if (!bus->is_added) {  
  18.         pr_debug("PCI: Fixups for bus %04x:%02x\n",  
  19.              pci_domain_nr(bus), bus->number);  
  20.         pcibios_fixup_bus(bus);  
  21.         if (pci_is_root_bus(bus))  
  22.             bus->is_added = 1;  
  23.     }  
  24.     /* 探測 pci 橋上的設備，創(chuàng)建子Bus，掛到父 bus->child */  
  25.     for (pass=0; pass < 2; pass++)  
  26.         list_for_each_entry(dev, &bus->devices, bus_list) {  
  27.             if (dev->hdr_type == PCI_HEADER_TYPE_BRIDGE ||  
  28.                 dev->hdr_type == PCI_HEADER_TYPE_CARDBUS)  
  29.                 max = pci_scan_bridge(bus, dev, max, pass);  
  30.         }  
  31.   
  32.     /* 
  33.      * We've scanned the bus and so we know all about what's on 
  34.      * the other side of any bridges that may be on this bus plus 
  35.      * any devices. 
  36.      * 
  37.      * Return how far we've got finding sub-buses. 
  38.      */  
  39.     pr_debug("PCI: Bus scan for %04x:%02x returning with max=%02x\n",  
  40.         pci_domain_nr(bus), bus->number, max);  
  41.     return max;  
  42. }  
  1. int pci_scan_slot(struct pci_bus *bus, int devfn)  
  2. {  
  3.     int fn, nr = 0;  
  4.     struct pci_dev *dev;  
  5.       
  6.     dev = pci_scan_single_device(bus, devfn);  
  7.       
  8.     /* 如果是多功能設備 */  
  9.     if (dev && dev->multifunction) {  
  10.         for (fn = 1; fn < 8; fn++) {  
  11.             dev = pci_scan_single_device(bus, devfn + fn);  
  12.             if (dev) {  
  13.                 if (!dev->is_added)  
  14.                     nr++;  
  15.                 dev->multifunction = 1;  
  16.             }  
  17.         }  
  18.     }  
  19.   
  20.     return nr;  
  21. }  
  1. struct pci_dev *__ref pci_scan_single_device(struct pci_bus *bus, int devfn)  
  2. {  
  3.     struct pci_dev *dev;  
  4.     /* 遍歷 bus->devices 設備鏈表，查找是否有 devfn 號設備存在 */  
  5.     dev = pci_get_slot(bus, devfn);  
  6.     /* 如果已經存在，返回它 */  
  7.     if (dev) {  
  8.         pci_dev_put(dev);  
  9.         return dev;  
  10.     }  
  11.     /* 通過訪問配置空間，探測設備 */  
  12.     dev = pci_scan_device(bus, devfn);  
  13.     /* 探測失敗 返回Null */  
  14.     if (!dev)  
  15.         return NULL;  
  16.     /* 探測成功 */  
  17.     pci_device_add(dev, bus);  
  18.   
  19.     return dev;  
  20. }  
  1. static struct pci_dev *pci_scan_device(struct pci_bus *bus, int devfn)  
  2. {  
  3.     struct pci_dev *dev;  
  4.     u32 l;  
  5.     int delay = 1;  
  6.       
  7.     /* 讀  PCI_VENDOR_ID 制造商ID */  
  8.     if (pci_bus_read_config_dword(bus, devfn, PCI_VENDOR_ID, &l))  
  9.         return NULL;  
  10.       
  11.     /* id 等于這些值，認為探測失敗 ，返回 */  
  12.     if (l == 0xffffffff || l == 0x00000000 ||  
  13.         l == 0x0000ffff || l == 0xffff0000)  
  14.         return NULL;  
  15.     ....  
  16.       
  17.     /* 探測成功，分配一個 pci_dev 結構 */  
  18.     dev = alloc_pci_dev();  
  19.   
  20.     dev->bus = bus;  
  21.     dev->devfn = devfn;  
  22.     dev->vendor = l & 0xffff;  
  23.     dev->device = (l >> 16) & 0xffff;  
  24.     /* 讀取配置空間，更詳細的設置，指定 dev->bus 等 */  
  25.     if (pci_setup_device(dev)) {  
  26.         kfree(dev);  
  27.         return NULL;  
  28.     }  
  29.   
  30.     return dev;  
  31. }  
  1. int pci_setup_device(struct pci_dev *dev)  
  2. {  
  3.     u32 class;  
  4.     u8 hdr_type;  
  5.     struct pci_slot *slot;  
  6.   
  7.   
  8.     dev->sysdata = dev->bus->sysdata;  
  9.     dev->dev.parent = dev->bus->bridge;  
  10.       
  11.     /* 設置 dev 所屬的總線 */  
  12.     dev->dev.bus = &pci_bus_type;  
  13.     dev->hdr_type = hdr_type & 0x7f;  
  14.     dev->multifunction = !!(hdr_type & 0x80);  
  15.     dev->error_state = pci_channel_io_normal;  
  16.     set_pcie_port_type(dev);  
  17.   
  18.   
  19.     list_for_each_entry(slot, &dev->bus->slots, list)  
  20.         if (PCI_SLOT(dev->devfn) == slot->number)  
  21.             dev->slot = slot;  
  22.   
  23.   
  24.     dev->dma_mask = 0xffffffff;  
  25.     /* 設備名 */  
  26.     dev_set_name(&dev->dev, "%04x:%02x:%02x.%d", pci_domain_nr(dev->bus),  
  27.              dev->bus->number, PCI_SLOT(dev->devfn),  
  28.              PCI_FUNC(dev->devfn));  
  29.     /* 設備類型 */  
  30.     pci_read_config_dword(dev, PCI_CLASS_REVISION, &class);  
  31.     dev->revision = class & 0xff;  
  32.     class >>= 8;                  /* upper 3 bytes */  
  33.     dev->class = class;  
  34.     class >>= 8;  
  35.   
  36.   
  37.     /* need to have dev->class ready */  
  38.     dev->cfg_size = pci_cfg_space_size(dev);  
  39.   
  40.   
  41.     /* "Unknown power state" */  
  42.     dev->current_state = PCI_UNKNOWN;  
  43.   
  44.   
  45.     /* Early fixups, before probing the BARs */  
  46.     pci_fixup_device(pci_fixup_early, dev);  
  47.     /* device class may be changed after fixup */  
  48.     class = dev->class >> 8;  
  49.   
  50.   
  51.     switch (dev->hdr_type) {         /* header type */  
  52.     case PCI_HEADER_TYPE_NORMAL:            /* standard header */  
  53.         ...  
  54.     case PCI_HEADER_TYPE_BRIDGE:            /* bridge header */  
  55.         /* 設置 dev->irq  */  
  56.         pci_read_irq(dev);  
  57.         dev->transparent = ((dev->class & 0xff) == 1);  
  58.         /* 設置 dev->rom_base_reg */  
  59.         pci_read_bases(dev, 2, PCI_ROM_ADDRESS1);  
  60.         set_pcie_hotplug_bridge(dev);  
  61.         break;  
  62.   
  63.   
  64.     case PCI_HEADER_TYPE_CARDBUS:           /* CardBus bridge header */  
  65.         ...  
  66.         break;  
  67.           
  68.     return 0;  
  69. }  
  1. void pci_device_add(struct pci_dev *dev, struct pci_bus *bus)  
  2. {  
  3.     device_initialize(&dev->dev);  
  4.     dev->dev.release = pci_release_dev;  
  5.     pci_dev_get(dev);  
  6.   
  7.     dev->dev.dma_mask = &dev->dma_mask;  
  8.     dev->dev.dma_parms = &dev->dma_parms;  
  9.     dev->dev.coherent_dma_mask = 0xffffffffull;  
  10.   
  11.     pci_set_dma_max_seg_size(dev, 65536);  
  12.     pci_set_dma_seg_boundary(dev, 0xffffffff);  
  13.   
  14.     /* Fix up broken headers */  
  15.     pci_fixup_device(pci_fixup_header, dev);  
  16.   
  17.     /* Clear the state_saved flag. */  
  18.     dev->state_saved = false;  
  19.   
  20.     /* Initialize various capabilities */  
  21.     pci_init_capabilities(dev);  
  22.   
  23.     /* 將設備掛入 bus->devices鏈表 */  
  24.     down_write(&pci_bus_sem);  
  25.     list_add_tail(&dev->bus_list, &bus->devices);  
  26.     up_write(&pci_bus_sem);  
  27. }  
  1. void pci_bus_add_devices(const struct pci_bus *bus)  
  2. {  
  3.     struct pci_dev *dev;  
  4.     struct pci_bus *child;  
  5.     int retval;  
  6.     /* 遍歷當前總線的 dev ,注冊設備 */  
  7.     list_for_each_entry(dev, &bus->devices, bus_list) {  
  8.         /* Skip already-added devices */  
  9.         if (dev->is_added)  
  10.             continue;  
  11.         retval = pci_bus_add_device(dev);  
  12.         if (retval)  
  13.             dev_err(&dev->dev, "Error adding device, continuing\n");  
  14.     }  
  15.     /* 遍歷子總線的dev，注冊設備 */  
  16.     list_for_each_entry(dev, &bus->devices, bus_list) {  
  17.         BUG_ON(!dev->is_added);  
  18.   
  19.         child = dev->subordinate;  
  20.         /* 
  21.          * If there is an unattached subordinate bus, attach 
  22.          * it and then scan for unattached PCI devices. 
  23.          */  
  24.         if (!child)  
  25.             continue;  
  26.         if (list_empty(&child->node)) {  
  27.             down_write(&pci_bus_sem);  
  28.             list_add_tail(&child->node, &dev->bus->children);  
  29.             up_write(&pci_bus_sem);  
  30.         }  
  31.         pci_bus_add_devices(child);  
  32.   
  33.         /* 
  34.          * register the bus with sysfs as the parent is now 
  35.          * properly registered. 
  36.          */  
  37.         if (child->is_added)  
  38.             continue;  
  39.         retval = pci_bus_add_child(child);  
  40.         if (retval)  
  41.             dev_err(&dev->dev, "Error adding bus, continuing\n");  
  42.     }  
  43. }  
  1. int pci_bus_add_device(struct pci_dev *dev)  
  2. {  
  3.     int retval;  
  4.       
  5.     /* 將設備注冊到 pci_bus_type */  
  6.     retval = device_add(&dev->dev);  
  7.     if (retval)  
  8.         return retval;  
  9.   
  10.     dev->is_added = 1;  
  11.     pci_proc_attach_device(dev);  
  12.     pci_create_sysfs_dev_files(dev);  
  13.     return 0;  
  14. }  


















 

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