Linux PCI驱动解析：设备扫描与资源分配

"本文介绍了PCI设备在Linux内核中的扫描过程，包括PCI设备的I/O和内存资源配置，以及在没有BIOS时如何手动设置资源。内容涉及PCI设备树解析，PCI驱动在内核中的执行流程，以及PCI总线的层级关系和资源分配策略。" 在Linux系统中，PCI（Peripheral Component Interconnect）设备的管理是由内核负责的。PCI设备的I/O和内存资源是设备正常工作的重要组成部分，它们定义了设备与系统其他部分交互的方式。在上述描述中，总线结构展示了PCI设备如何通过桥接设备连接，形成层次结构。 PCI设备的I/O端口和内存地址由操作系统或BIOS分配。在x86平台，通常由BIOS预先配置好。然而，如果没有BIOS，就需要在PCI枚举过程中动态设置这些资源。以下是一个简单的步骤概述： 1. **初始化根总线**：根总线的资源范围通常设定为从0开始的整个地址空间，如0x00CC~0x0xFFFF或0x0~0xFFFFFFFF。 2. **枚举设备**：遍历PCI设备，通过写入资源寄存器来识别设备的资源类型和长度。 3. **分配资源**：根据识别出的资源需求，从根总线的资源池中分配相应的I/O或内存空间给设备。 4. **处理桥接设备**：对于PCI-PCI桥接设备，需要递归地为其下游设备配置资源。如果下游设备的资源需求超过桥接设备的范围，这可能是BIOS配置错误，需要调整总线的资源范围。 总线的资源范围可以理解为一个过滤窗口，CPU对PCI设备的访问首先会经过这个窗口进行检查，只有在总线的资源范围内，请求才会被转发。在只有一个根总线和PCI-PCI桥的情况下，CPU的I/O请求会经过根总线的过滤，如果请求地址在根总线的范围内，请求将被传递到相应的设备。 理解PCI设备在内核中的扫描和资源分配机制，对于编写和调试PCI驱动至关重要。这涉及到对PCI设备树的解析，以及内核如何识别、初始化和管理这些设备。在内核源码中，`pci_scan_bus()`函数是进行PCI总线扫描的关键，它会递归地处理每个设备和子总线，确保每个设备都被正确配置。 PCI设备的I/O和内存资源配置是一个涉及硬件、操作系统和驱动程序协调的过程，需要考虑总线的层级关系、设备的资源需求以及可能的资源冲突问题。对这一领域的深入理解有助于优化系统的性能和稳定性。