VirtIO实现原理之VirtIO-PCI（3）_virtio-rng-pci-CSDN博客

本文链接： https://blog.csdn.net/phmatthaus/article/details/143665917

接前一篇文章：VirtIO实现原理之VirtIO-PCI（2）

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

（1）枚举

本回详细解析发生在pci_subsys_init()中的枚举过程。先把整体流程列出来，如下所示：

pci_subsys_init
   x86_init.pci.init   =>   x86_default_pci_init
   pci_legacy_init
       pcibios_scan_root
           x86_pci_root_bus_resources   // 为Host bridge分配资源，通常情况下就是64K IO空间地址和内存空间地址就在这里划分
           pci_scan_root_bus           // 枚举总线树上的设备
               pci_create_root_bus       // 创建Host bridge
               pci_scan_child_bus       // 扫描总线树上所有设备，如果有pci桥，递归扫描下去
                   pci_scan_slot
                       pci_scan_single_device   // 扫描设备，读取vendor id和device id
                           pci_scan_device
                               pci_setup_device
                                   pci_read_bases
                                       __pci_read_base   // 读取bar空间大小

在原作中，就直接写读到bar空间之后的事了，这里不要一带而过，而是详细跟一下上边这个代码流程。

1）pci_subsys_init()调用x86_init.pci.init

对应上边流程中的：

pci_subsys_init函数前文已给出过代码，在arch/x86/pci/legacy.c中。代码如下：

static int __init pci_subsys_init(void)
{
	/*
	 * The init function returns an non zero value when
	 * pci_legacy_init should be invoked.
	 */
	if (x86_init.pci.init()) {
		if (pci_legacy_init()) {
			pr_info("PCI: System does not support PCI\n");
			return -ENODEV;
		}
	}

	pcibios_fixup_peer_bridges();
	x86_init.pci.init_irq();
	pcibios_init();

	return 0;
}
subsys_initcall(pci_subsys_init);

x86_init的定义在arch/x86/kernel/x86_init.c中，代码如下：

/*
 * The platform setup functions are preset with the default functions
 * for standard PC hardware.
 */
struct x86_init_ops x86_init __initdata = {

	.resources = {
		.probe_roms		= probe_roms,
		.reserve_resources	= reserve_standard_io_resources,
		.memory_setup		= e820__memory_setup_default,
	},

	.mpparse = {
		.setup_ioapic_ids	= x86_init_noop,
		.find_smp_config	= default_find_smp_config,
		.get_smp_config		= default_get_smp_config,
	},

	.irqs = {
		.pre_vector_init	= init_ISA_irqs,
		.intr_init		= native_init_IRQ,
		.intr_mode_select	= apic_intr_mode_select,
		.intr_mode_init		= apic_intr_mode_init,
		.create_pci_msi_domain	= native_create_pci_msi_domain,
	},

	.oem = {
		.arch_setup		= x86_init_noop,
		.banner			= default_banner,
	},

	.paging = {
		.pagetable_init		= native_pagetable_init,
	},

	.timers = {
		.setup_percpu_clockev	= setup_boot_APIC_clock,
		.timer_init		= hpet_time_init,
		.wallclock_init		= x86_wallclock_init,
	},

	.iommu = {
		.iommu_init		= iommu_init_noop,
	},

	.pci = {
		.init			= x86_default_pci_init,
		.init_irq		= x86_default_pci_init_irq,
		.fixup_irqs		= x86_default_pci_fixup_irqs,
	},

	.hyper = {
		.init_platform		= x86_init_noop,
		.guest_late_init	= x86_init_noop,
		.x2apic_available	= bool_x86_init_noop,
		.msi_ext_dest_id	= bool_x86_init_noop,
		.init_mem_mapping	= x86_init_noop,
		.init_after_bootmem	= x86_init_noop,
	},

	.acpi = {
		.set_root_pointer	= x86_default_set_root_pointer,
		.get_root_pointer	= x86_default_get_root_pointer,
		.reduced_hw_early_init	= acpi_generic_reduced_hw_init,
	},
};

x86_init.pci相关的片段为：

	.pci = {
		.init			= x86_default_pci_init,
		.init_irq		= x86_default_pci_init_irq,
		.fixup_irqs		= x86_default_pci_fixup_irqs,
	},

那么，pci_subsys_init函数中所调用的x86_init.pci.init()其实就是x86_default_pci_init()。

这个x86_default_pci_init实际上还是个宏定义，在arch/x86/include/asm/pci_x86.h中，如下：

#ifdef CONFIG_PCI
# ifdef CONFIG_ACPI
#  define x86_default_pci_init		pci_acpi_init
# else
#  define x86_default_pci_init		pci_legacy_init
# endif
# define x86_default_pci_init_irq	pcibios_irq_init
# define x86_default_pci_fixup_irqs	pcibios_fixup_irqs
#else
# define x86_default_pci_init		NULL
# define x86_default_pci_init_irq	NULL
# define x86_default_pci_fixup_irqs	NULL
#endif

由代码可知，x86_default_pci_init根据不同宏的定义即选项使能的情况，指向了不同的函数。

如果CONFIG_PCI未被定义、也就是没有使能PCI，那么x86_default_pci_init为NULL；如果CONFIG_PCI定义了、但是CONFIG_ACPI未被定义，也就是没有使能ACPI（Advanced Configuration and Power Management Interface，高级配置和电源管理接口）的情况，那么x86_default_pci_init为pci_legacy_init；如果CONFIG_PCI和CONFIG_ACPI都被定义了，也就是既使能了PCI、又使能了ACPI，那么x86_default_pci_init为pci_acpi_init。

这里把pci_legacy_init和pci_acpi_init函数代码都贴出来，后续会重点讲解前者。

pci_legacy_init函数

pci_legacy_init函数在arch/x86/pci/legacy.c中，代码如下：

int __init pci_legacy_init(void)
{
	if (!raw_pci_ops)
		return 1;

	pr_info("PCI: Probing PCI hardware\n");
	pcibios_scan_root(0);
	return 0;
}

pci_acpi_init函数

pci_acpi_init函数在arch/x86/pci/acpi.c中，代码如下：

int __init pci_acpi_init(void)
{
	struct pci_dev *dev = NULL;

	if (acpi_noirq)
		return -ENODEV;

	printk(KERN_INFO "PCI: Using ACPI for IRQ routing\n");
	acpi_irq_penalty_init();
	pcibios_enable_irq = acpi_pci_irq_enable;
	pcibios_disable_irq = acpi_pci_irq_disable;
	x86_init.pci.init_irq = x86_init_noop;

	if (pci_routeirq) {
		/*
		 * PCI IRQ routing is set up by pci_enable_device(), but we
		 * also do it here in case there are still broken drivers that
		 * don't use pci_enable_device().
		 */
		printk(KERN_INFO "PCI: Routing PCI interrupts for all devices because \"pci=routeirq\" specified\n");
		for_each_pci_dev(dev)
			acpi_pci_irq_enable(dev);
	}

	return 0;
}

下一回将按照（沿着）上边的流程，对于pci_legacy_init函数及其后流程进行深入解析。