VirtIO实现原理之VirtIO-PCI（2）-CSDN博客

本文链接： https://blog.csdn.net/phmatthaus/article/details/143664554

接前一篇文章：VirtIO实现原理之VirtIO-PCI（1）

本文内容参考：

VirtIO实现原理——PCI基础_virtio-pci-CSDN博客

QEMU源码全解析 —— virtio（3）_qemu virtio block bus-CSDN博客

特此致谢！

一、VirtIO-PCI初始化

virtio设备首先需要创建一个PCI设备，叫作virtio PCI代理设备，这个代理设备挂到PCI总线上。

接着，virtio代理设备再创建一条virtio总线，这样virtio设备就可以挂到这条virtio总线上了。

1. PCI初始化

PCI驱动框架初始化在内核中有两个入口，分别如下：

arch_initcall(pci_arch_init)
subsys_initcall(pci_subsys_init)

（1）枚举

枚举的前提该PCI设备可以访问，PCI规范规定，设备在还没有配置地址前，CPU往两个IO端口（CONFIG_ADDRESS：0xCF8、CONFIG_DATA：0xCFC）分别写入地址和数据，实现对PCI设备的读写。如下图所示，这两个IO端口对应的是两个Host桥上的寄存器，它们可以直接通过io指令访问。

这两个寄存器位于主桥（Host Bridge）上，翻看Host Bridge（Intel 5000X MCH 3.5章节）的手册，可以找到寄存器各字段具体含义，如下图（表）所示。

当cpu要访问某个pci设备时，先往0xCF8写入4字节的"bus/slot/function"地址，然后通过0xCFC的IO空间读取或者写入数据。地址空间0xCF8的初始化发生在pci_arch_init()里面。

/* arch_initcall has too random ordering, so call the initializers
   in the right sequence from here. */
static __init int pci_arch_init(void)
{
	int type, pcbios = 1;
 
	type = pci_direct_probe();
 
	if (!(pci_probe & PCI_PROBE_NOEARLY))
		pci_mmcfg_early_init();
 
	if (x86_init.pci.arch_init)
		pcbios = x86_init.pci.arch_init();
 
	/*
	 * Must happen after x86_init.pci.arch_init(). Xen sets up the
	 * x86_init.irqs.create_pci_msi_domain there.
	 */
	x86_create_pci_msi_domain();
 
	if (!pcbios)
		return 0;
 
	pci_pcbios_init();
 
	/*
	 * don't check for raw_pci_ops here because we want pcbios as last
	 * fallback, yet it's needed to run first to set pcibios_last_bus
	 * in case legacy PCI probing is used. otherwise detecting peer busses
	 * fails.
	 */
	pci_direct_init(type);
 
	if (!raw_pci_ops && !raw_pci_ext_ops)
		printk(KERN_ERR
		"PCI: Fatal: No config space access function found\n");
 
	dmi_check_pciprobe();
 
	dmi_check_skip_isa_align();
 
	return 0;
}
arch_initcall(pci_arch_init);

有了读写pci设备寄存器的方法，cpu就可以读取任意pci总线上任意设备配置空间的任意寄存器。读取slot设备配置空间的vendor id，如果返回全1表示没有设备；如果返回具体值表示slot上存在function，继续判断是否为multi function。通过这样的方式逐总线搜索下去，枚举每一个slot上存在的pci设备，直到遍历完总线树。

其中两处涉及到配置空间寄存器的读写，一处是识别设备的时候需要读取vendor id和device id；另一处是读取bar空间大小时，需要读写bar寄存器。枚举发生在pci_subsys_init()中。详细流程的解析请看下回。