linux设备驱动之PCI总线概述

文章目录

总线概念
- PCI总线
- - PCI总线体系结构
  - PCI设备寻址
  - PCI寻址
- 配置寄存器

总线概念

总线是一种传输信号的信道；总线是连接一个或多个半导体的电气连线。总线由电气接口和编程接口组成，对于软件设计人员来说，重点关注编程接口。

PCI总线

PCI（Perpheral Component Interconnect）(外围设备互联)，是在桌面及更大型的计算机上普遍使用的外设总线。

PCI总线优点：

在计算机和外设间传输数据时具有更好的性能
能够尽量独立于具体的平台
可以方便的实现即插即用

PCI总线体系结构

体系结构1

PCI桥用于生成PCI总线

体系结构2

PCI设备寻址

每个PCI设备由一个总线号、一个设备号、和一个功能号确定。PCI规范允许一个系统最多拥有256条总线，每条总线最多带32个设备，但每个设备可以是最多8个功能的多功能板（如：一个音频设备带一个CD-ROM驱动器）。

/proc/iomem描述了系统中所有设备I/O在内存地址空间上的映射。
可以看到地址从1G开始的第一个设备在/proc/iomem中是如何描述的：
40000000—400004ff : 0000:00:1f.1
这是一个PCI设备，40000000—400004ff 是它所映射的内存地址，占据了内存地址空间1024 bytes的位置，而0000:00:1f.1则是这个PCI外设的地址，它以冒号和逗号分隔为4个部分，第一个16位表示域，第二个8位表示一个总线号。第三个5位表示一个设备号，最后是3位，表示功能

PCI寻址

在linux系统中，可以通过 lspci 命令查看系统中的PCI设备

由下边的数据画出PCI结构图

可以得到如下结构图：

配置寄存器

每个PCI设备都有一组固定格式的寄存器，即配置寄存器，配置寄存器由linux内核中的PCI初始化代码与驱动程序共同使用。内核在启动时负责对配置寄存器进行初始化，包括设置中断号以及I/O基址等。
寄存器组织架构图：

这些寄存器中比较重要的配置

00H—01H Vendor ID 制造商标识
02H—03H Device ID 设备标识
04H—05H Command 命令寄存器
06H—07H Status 状态寄存器
08H Revison ID 版本识别号寄存器
09H—0bH Class Code 分类代码寄存器
0cH Cache Line Size CACHE 行长度寄存器
0dH Latency Timer 主设备延迟时间寄存器
0eH Header Type 投标类型寄存器
0fH Built-in-teset Register 自测试寄存器
10H—13H Base Address Register 0 基地址寄存器0
14H—17H Base Address Register 1 基地址寄存器1
18H—1bH Base Address Register 2 基地址寄存器2
1cH—19H Base Address Register 3 基地址寄存器3
30H—33H Expasion ROM Base Address 扩展ROM基地址
34H—3bH 保留
3cH Interrupt Line 中断线寄存器
3dH Interrupt Pin 中断引脚寄存器
3eH Min_Gnt 最小授权寄存器
3fH Max_Lat 最大延迟寄存器