Linux 内核存取 I/O 和内存空间

一个 PCI 设备实现直至 6 个 I/O 地址区. 每个区由要么内存要么 I/O 区组成. 大部分 设备实现它们的 I/O 寄存器在内存区中, 因为通常它是一个完善的方法(如同在" I/O 端

口和 I/O 内存"一节中解释的, 在第 9 章). 但是, 不像正常的内存, I/O 寄存器不应当 被 CPU 缓存, 因为每次存取都可能有边际效果. 作为内存区来实现 I/O 寄存器的 PCI 设备, 通过设置一个在它的配置寄存器的"内存可预取"位来标志出这个不同.[43] 如果这个 内存区被标识为可预取的, CPU 可缓存它的内容并且对它做所有类型的优化. 非可预取的 内存存取, 另一方面, 不能被优化因为每次存取可能有边际效果, 就象 I/O 端口. 映射 它们的寄存器到一个内存地址范围的外设声明这个范围是非可预取的, 而象在 PCI 板的 视频内存的一些是可预取的. 在本节, 我们使用词语"区"来指代一个通用的 I/O 地址空 间, 这个空间要么是内存映射的, 要么是端口映射的.

一个接口板报告它的区的大小和当前位置, 使用配置寄存器- 6 个 32 位寄存器, 在图 12-2 中显示的, 它们的符号名是 PCI_ADDRESS_0 到 PCI_BASE_ADDRESS_5. 因为 PCI 定 义的 I/O 空间是 32-位空间, 使用同样的配置接口给内存和 I/O 是有意义的. 如果设备 使用 64-位地址总线, 它可以在 64-位内存空间声明各个区, 使用 2 个连续的

PCI_BASE_ADDRESS 寄存器给每个区, 低位在前. 对一个设备可能提供 32-位 和 64-位区.

内核中, PCI 设备的 I/O 区已被集成到通用的资源管理中. 由于这个原因, 你不必存取 配置变量来知道你的设备映射到内存或者 I/O 空间什么地方. 首选的用来获得区信息的 接口包括下列函数:

unsigned long pci_resource_start(struct pci_dev *dev, int bar);

这个函数返回第一个地址(内存地址或者 I/O 端口号), 和 6 个 PCI I/O 区中的 一个相关联的. 这个区通过整数 bar (the base address register), 范围从 0-5 (包含).

unsigned long pci_resource_end(struct pci_dev *dev, int bar);

这个函数返回最后一个地址, I/O 区号 bar 的一部分. 注意这是最后一个可用地 址, 不是这个区后的第一个地址.

unsigned long pci_resource_flags(struct pci_dev *dev, int bar); 这个函数返回和这个资源相关联的标识.

资源标识用来定义单个资源的一些特性. 对于和 PCI I/O 区相关联的 PCI 资源, 这个信 息从基地址寄存器中抽取出来, 但是可来自其他地方, 对于没有和 PCI 设备关联的资源.

所有的资源标志都定义在 <linux/ioport.h>; 最重要的是: IORESOURCE_IO

IORESOURCE_MEM

如果被关联的 I/O 区存在, 一个并且只有一个这样的标志被设置.

IORESOURCE_PREFETCH IORESOURCE_READONLY

这些标志告诉是否一个内存区是可预取的并且/或者写保护的. 后一个标志对 PCI 资源从不设置.

通过使用
pci_resource_ 函数, 一个设备驱动可完全忽略底层的 PCI 寄存器, 因为系统 已经使用它们来构造资源信息.