标签：扫描 空间 因此 驱动 假设 表示 cti 注意 挂载
前面两个小节大致总结了下PCIE的基本知识，算是扫盲篇吧。本文主要总结PCIE设备的枚举扫描过程，此部分才是PCIE模块的重点，无论是在BIOS下还是系统驱动下都会用到。
按照国际惯例，先列问题：
1. 系统如何判断PCIE设备是否在位？
2. 设备中的配置空间的数据一开始就有嘛？谁写的？
3. Bus号，Dev号，和Fun号与硬件有关系嘛？硬件链接与BDS号的分配是否有关？
4. Bridge和Device的区别？
5. Device和Function的区别？
6. 枚举的流程是怎么样的？
系统如何判断PCIE设备是否在位
BIOS代码在枚举设备的时候，会去读每个设备的DID&VID，如果读到的是不是FFFF，则表示此位置有设备存在，若为FFFF,则表示设备不存在。DID&VID是出厂时就固定在PCIE设备配置空间中的数据，表示每个不同的设备，同理，我们在BIOS中也可通过判断这个ID值来寻找指定的PCIE设备。
设备中的配置空间的数据一开始就有嘛？谁写的？
每个设备在出厂时，其配置空间中的值都有一些default值，枚举该设备是，为每个设备分配BDS号和内存资源时，会再写入部分值。
Bus号，Dev号，和Fun号与硬件有关系嘛？硬件链接与BDS号的分配是否有关？
这个问题很关键，我想应该大部分的同学都会弄得不是很清楚，笔者一直以为BDS号是在枚举过程中全部由软件分配的，但实际应该不是这样的。与多个同事讨论后，基本断定：Dev和Fun号应该是和硬件设计有关系，也就是硬件就已经固定，软件的枚举过程是更多的是在分配Bus号。
这个说法不知道会不会颠覆部分人的认识，基本这个结论是请教讨论得来，后续我在验证（标记--待验证）
Bridge和Device的区别？
PCIE设备树的实现，离不开Bridge，我个人更倾向于简单一点去看带着Bridge和Device，或许可以这样说：Bridge是一条Bus的管理者，当你看到一个Bridge的时候，也会对应的有一条Bus。那Device就简单的多了，简单的一个终端设备。不过目前在我看来Bridge某种意义上也可以算的上一种Device
因为在枚举扫描的时候，接下来扫到的这个是什么？你假设它为Bus1，Dev0，Fun0，然后发现有设备，去读了配置空间的Header和ClassCode后才知道这是一个Bridge还是device,但实际上你已经假设它为一个Device了，不是嘛？哈哈
这里对桥和设备的判断是通过HeaderType和ClassCode来判断的，如下：
待添加：
Device和Function的区别？
这个问题困扰了笔者很久的时间，其实真正弄懂了以后发现，可以不用钻的太深，最大的疑惑是： Dev到底对应的是不是一个设备，Fun是不是这个设备的具体的一个功能？请教了好多人，每个人给的回复都不一样。其实笔者后来总结部分情况下是这样的，对于你插入的某个设备，其Function号对应的就是它不同的功能。
枚举的流程是怎么样的？
又是一长串的知识扫盲，以上问题都是困扰了笔者许久的问题，因此单独列出来，作下说明，希望能解答和我有同样疑惑的你们。接下来就要进入正式的枚举过程了，如下图是枚举之后的两个图，希望各位同学对着这两个图，来看这个过程，你就会知道枚举到底是怎么回事了？
1. 对CPU来说，最开始仅仅知道Bus0的存在，Bus0下面都有什么设备，PCIE树是怎么样的一概不知。因此首先从Bus0，Dev0（桥A）开始，先去读Dev0中Fun0的DID&VID（一定是从Fun0开始），看其是否返回0，如果不为0则表示设备存在，继续下一步。若返回FFFF，则Dev0中没有Fun0(任何设备的第一种功能一定是0)，因此该设备不存在，继续探查Bus0,Dev1,Fun0
2. Bus0,Dev0,Fun0存在，读其Header寄存器的值为“1”，则表示这是一个PCI To PCI Bridge（桥B），每一个bridge对应一个Bus,那么接下来就开始填写这个Dev0，Fun0的配置空间，将其总线号寄存器设置如下：
Primary Bus Number = 0; 以下简称为PBN
Secondary Bus Nymber = 1; 以下简称为SBN
Subordinate Bus Number = 1; 以下简称为SuBN
至此，桥B知道了他管理的下游的一条Bus,编号为1，下游最远（也就是Bus号最大的那个Bus是1）
3. 更新HostBridge的SuBN = 1
4. PCIE设备扫描遵循深度优先法则，因此在进行Bus0其他Dev扫描之前，必须首先扫面Bus1
5. 软件读取Bus1,Dev0,Fun0的DID&VID，若返回不为FFFF，则该设备存在。在此查看Header寄存器值为1，表名Bus1,Dev0,Fun0依旧是一个PCI to PCI Bridge,。且Bit7是0.说明桥C是单功能设备
6. 至此开始设置桥C的总线号寄存器
Primary Bus Number = 1;
Secondary Bus Nymber = 2;
Subordinate Bus Number = 2;
然后再更新桥A,桥B的 SuBN = 2
7. 继续延续深度优先法则，开始扫描桥C下管理的Bus2总线，首先读取Dev0,Fun0的DID&VID，会发现结果与之前一直，Bus2,Dev0,Fun0设备存在，其Header寄存器值为1，表明又是一个PCI to PCI Bridge（桥D）,bit7为0，说明桥D也是单功能设备。
8. 设置桥D的总线号寄存器
Primary Bus Number = 2;
Secondary Bus Nymber = 3;
Subordinate Bus Number = 3;
然后再更新桥A,桥B，桥C的 SuBN = 3
9. 继续深度优先法则，扫描桥D下的Dev0,Fun0, 发现DID&VID存在，则表示Bus3,Dev0,Fun0存在，查看其Header寄存器的值为0，表名是一台端点设备，不是在是Bridge，且Bit7是一台多功能，这就对应到某个具体设备的多个功能了，Bridge的话就仅有一个功能--桥接。
10. 然后接着扫描Bus3， Dev0, Fun1-7，会发现仅有Fun1存在。
至此基于深度扫描法则的一条支路扫描完毕，其实到这个地方大家应该就能发现，深度扫描的意思大概是什么了，简而言之就是只要有Bridge就往下一直走，走到最后不是Bridge的那个点，PCIE设备树的结构也是在这样的基础上完成的。
11. Bus3扫面完毕后，枚举软件返回到上层Bus，也就是Bus2上的其他设备。之前已经扫描国Bus2 Dev0，Fun0,并且属于这个分支的都已经扫描完毕，接下来要扫描Bus2,Dev1,Fun0. 同样DID&VID存在，且Heade寄存器表明该设备是一个Bridge设备（桥E）。
12. 设置桥E的总线号寄存器
Primary Bus Number = 2;
Secondary Bus Nymber = 4;
Subordinate Bus Number = 4;
然后再更新桥A,桥B SuBN = 4
这个地方要注意了，桥E是挂载Bus2下载设备，因此PBN = 2没有问题，但是这个SBN = 4,SuBN = 4相比大家应该也不会有任何问题吧，截止到桥E(一个桥代表有一个Bus，编号分到Bus4),该分支下最远的Bus应该就是到Bus4,所以这样设置，但是再更新上游桥的SuBN就已经没有桥C的了，这是为什么呢? --- 因为桥C和E是不同的支路。而每次更新SuBN,我们仅仅更新同一条支路上的所有Bridge上的SuBN的值。
13. Bus4(桥E)也分配好了，接下来扫描Bus4下的设备，首先就是Dev0,Fun0，其Header寄存器值为0表示是一台端点设备，bit7为0表示一台单功能设备，OK，已经到头，且此Dev0没有更多Fun,此条支路到此结束。
其他的支路扫描与上述过程类似，在此不再赘述。截至此，基本描述完PCIE设备的枚举过程，过程还是比较简单的，就是要结合很多硬件设计的知识，以及其这样设计的初衷和原理，对此的了解会更加深刻一些！
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原文地址：https://www.cnblogs.com/szhb-5251/p/11620310.html
