pci枚举初始化部分(1)

基于linux-4.20-rc3源码分析

1 .扫描所有PCI设备并检测，填充设备结构体

static struct pci_dev *pci_scan_device(struct pci_bus *bus, int devfn)
{
 struct pci_dev *dev;
 u32 l;

 //查询PCI设备厂商号和设备号，以判断设备是否发生异常
 if (!pci_bus_read_dev_vendor_id(bus, devfn, &l, 60*1000))
  return NULL;

//分配设备结构体
 dev = pci_alloc_dev(bus);
 if (!dev)
  return NULL;

 dev->devfn = devfn;
 dev->vendor = l & 0xffff;                  //获取厂商号
 dev->device = (l >> 16) & 0xffff;    //获取设备号

//设置链表节点
 pci_set_of_node(dev);

//扫描所有设备并设置，和获取信息
 if (pci_setup_device(dev)) {
  pci_bus_put(dev->bus);
  kfree(dev);
  return NULL;
 }

 return dev;
}

其中pci_setup_device(dev)函数对挂载在该总线上所有的设备进行检测并获取相关数据，并设备信息进行填充。对于有些需特殊处理的设备也进行了特殊处理，达到尽量兼容新老设备的目的。

1.1查询设备厂商号和设备号

pci_bus_read_dev_vendor_id()

#ifdef CONFIG_PCI_QUIRKS
 struct pci_dev *bridge = bus->self;

 /*
  * Certain IDT switches have an issue where they improperly trigger
  * ACS Source Validation errors on completions for config reads.
  */
  //某些IDT交换机有一个问题，即它们在完成配置读取时错误地触发ACS源验证错误。
 if (bridge && bridge->vendor == PCI_VENDOR_ID_IDT &&
     bridge->device == 0x80b5)
  return pci_idt_bus_quirk(bus, devfn, l, timeout);
#endif

 return pci_bus_generic_read_dev_vendor_id(bus, devfn, l, timeout);

该函数主要读取PCI设备的厂商号和设备号，如果读取出来包含全0，全1之类数据，这判断为PCI设备异常不再进行下一步操作。

对于某些IDT交换机设备，可能存在在读取设备信息时触发ACS验证错误，此时需要进行特殊操作，如果代码允许在IDT交换机上请一定配置PCI_QUIRKS选项。

ACS：安全接入控制器，接入服务器(Access Server)又称网络接入服务器NAS或远程接入服务器RAS,它是位于公用电话网(PSTN/ISDN)与IP网之间的一种远程访问接入设备。

• pci_bus_generic_read_dev_vendor_id()
  
  该函数用于获取设备厂商号，并对错误的状态进行识别，对需重试获取的设备进行重试获取信息，并通过超时加以限制。

 if (pci_bus_read_config_dword(bus, devfn, PCI_VENDOR_ID, l))
  return false;

 /* Some broken boards return 0 or ~0 if a slot is empty: */
//如果槽为空时会返回0或者~0
 if (*l == 0xffffffff || *l == 0x00000000 ||
     *l == 0x0000ffff || *l == 0xffff0000)
  return false;

//具有配置重试机制的设备进行重试读取厂商号
 if (pci_bus_crs_vendor_id(*l))
  return pci_bus_wait_crs(bus, devfn, l, timeout);

 return true;

1.2获取设备信息并设置

1.2.1获取设备头信息

pci_hdr_type（）

 pci_read_config_byte(dev, PCI_HEADER_TYPE, &hdr_type);

1.2.2 判断是否为pcie设备

//判断是否为pcie设备
 pos = pci_find_capability(pdev, PCI_CAP_ID_EXP);
 if (!pos)
  return;

 pdev->pcie_cap = pos;
 pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_EXP_FLAGS, &reg16);
 pdev->pcie_flags_reg = reg16;
 pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_EXP_DEVCAP, &reg16);
 pdev->pcie_mpss = reg16 & PCI_EXP_DEVCAP_PAYLOAD;

通过state寄存器获取capability的有效性，并通过capability首地址顺势查找是否有PCIE capatility结构体存在，从而判断该设备是否时pcie设备

1.2.2.1 查找设备的capability，判断其是否为pcie设备

pci_find_capability()

//判断capability有效性，有效则获取capability表起始地址
 pos = __pci_bus_find_cap_start(dev->bus, dev->devfn, dev->hdr_type);

 //获取ID为cap的capability的偏移
 if (pos)
  pos = __pci_find_next_cap(dev->bus, dev->devfn, pos, cap);

• __pci_bus_find_cap_start()

 //判断capabilityPointer寄存器中的值是否有效
 pci_bus_read_config_word(bus, devfn, PCI_STATUS, &status);
 if (!(status & PCI_STATUS_CAP_LIST))
  return 0;

 switch (hdr_type) {
 case PCI_HEADER_TYPE_NORMAL:
 case PCI_HEADER_TYPE_BRIDGE:
  return PCI_CAPABILITY_LIST;                 //普通设备偏移
 case PCI_HEADER_TYPE_CARDBUS:
  return PCI_CB_CAPABILITY_LIST;           //桥设备偏移
 }

• __pci_find_next_cap()

//pos为capatibility结构首地址
 pci_bus_read_config_byte(bus, devfn, pos, &pos);

//目前ttl = PCI_FIND_CAP_TTL = 48；
 while ((*ttl)--) {
  if (pos < 0x40)
   break;
  pos &= ~3;
  pci_bus_read_config_word(bus, devfn, pos, &ent);

  id = ent & 0xff;
  if (id == 0xff)
   break;
  if (id == cap)            //获取ID为PCI_CAP_ID_EXP的capatility结构体偏移
   return pos;
  pos = (ent >> 8);
 }

1.2.3 添加槽结构体到链表

pci_dev_assign_slot()

 struct pci_slot *slot;

 mutex_lock(&pci_slot_mutex);
 list_for_each_entry(slot, &dev->bus->slots, list)
  if (PCI_SLOT(dev->devfn) == slot->number)
   dev->slot = slot;
 mutex_unlock(&pci_slot_mutex);

1.2.4设置驱动名称

 dev_set_name(&dev->dev, "%04x:%02x:%02x.%d", pci_domain_nr(dev->bus),
       dev->bus->number, PCI_SLOT(dev->devfn),
       PCI_FUNC(dev->devfn));

1.2.5获取设备类别等信息

//获取设备类别
 class = pci_class(dev);            //读取PCI空间偏移0x8处数据。

 dev->revision = class & 0xff;                                //版本号
 dev->class = class >> 8;	/* upper 3 bytes */       //设备类型

1.2.6 boot阶段打印PCI信息

if (pci_early_dump)

early_dump_pci_device(dev);

boot阶段用于打印pci设备所有配置空间信息

1.2.7 获取pci配置空间大小

pci_cfg_space_size()

通过判断设备类型从而获取配置空间大小。

pci和pxi模式1的设备的配置空间大小为256byte，PXI模式2和pcie设备的配置空间大小为4096byte