pci_assign_unassigned_bus_resources地址从新分配代码分析

1. 功能定义

该函数属于 Linux 内核 PCI 子系统，核心功能是为 PCI 总线及其下级设备动态分配未分配的硬件资源（I/O 端口、内存地址、IRQ 等）。
应用场景：系统启动时或热插拔设备后，统一协调 PCI 总线资源。

---

2. 代码逻辑分解

步骤 1：同步控制

down_read(&pci_bus_sem); 
//...
up_read(&pci_bus_sem);

• 目的：通过读写信号量 pci_bus_sem 保护 PCI 总线遍历操作的原子性
• 必要性：防止在遍历总线时发生设备热插拔或配置修改

步骤 2：遍历桥接设备

for_each_pci_bridge(dev, bus)
    if (pci_has_subordinate(dev))
        __pci_bus_size_bridges(dev->subordinate, &add_list);

• 宏展开：
  • for_each_pci_bridge(dev, bus) 展开为遍历 bus 下所有类型为 PCI 桥的设备
  • pci_has_subordinate(dev) 检查桥设备是否有下级总线（即 dev->subordinate 是否非空）
• 关键操作：
  • __pci_bus_size_bridges() 递归计算下级总线所需资源，并将需要额外资源的设备加入 add_list

步骤 3：资源分配

__pci_bus_assign_resources(bus, &add_list, NULL);

• 内部行为：
  1. 遍历 add_list 中的设备
  2. 调用 pci_setup_bridge() 配置桥设备的窗口寄存器
  3. 通过 pci_assign_resource() 为设备分配实际资源

步骤 4：完整性校验

BUG_ON(!list_empty(&add_list));

• 设计意图：断言 add_list 必须为空，若不为空则触发内核崩溃
• 隐含逻辑：所有资源请求必须在此函数内处理完毕，否则存在逻辑漏洞

---

3. 关键数据结构

结构体	作用
struct pci_bus	描述 PCI 总线的拓扑结构，包含设备列表、资源树等信息
struct pci_dev	描述 PCI 设备，包含厂商 ID、配置空间指针、资源需求等
struct list_head	内核链表实现，add_list 用于临时存储需要扩展资源的设备

---

4. 调用链示例

pci_assign_unassigned_bus_resources()
   ├─ __pci_bus_size_bridges()   -- 资源需求计算
   │    ├─ pbus_size_io()        -- 计算 I/O 空间需求
   │    ├─ pbus_size_mem()       -- 计算内存空间需求
   │    └─ pci_bridge_check_ranges() -- 检查桥接器资源限制
   └─ __pci_bus_assign_resources()   -- 实际资源分配
        ├─ pci_assign_resource()     -- 内核资源分配器接口
        └─ pci_setup_bridge()        -- 配置桥接器的窗口寄存器

---

5. 典型问题场景

• 资源冲突：当多个设备请求相同资源范围时，可能触发 BUG_ON 或资源分配失败
• 调试方法：

  # 查看 PCI 资源分配日志
  dmesg | grep -i "pci_resource"
  
  # 检查具体设备资源分配情况
  lspci -vvv -s 00:1f.2
  

---

6. 代码设计亮点

• 递归处理：通过桥接设备的下级总线递归调用，支持多层 PCI 拓扑
• 动态链表：使用 add_list 动态记录资源需求，避免静态数组限制
• 原子性保障：读写信号量确保资源计算与分配的原子性

---

该函数体现了 Linux 内核按需动态分配的设计哲学，与早期 BIOS 静态分配方案相比，显著提高了 PCI 设备兼容性和资源利用率。