3.1 PCI设备BAR空间的初始化

最新推荐文章于 2025-07-09 17:50:10 发布

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本文介绍了PCI设备在数据传送前如何初始化BAR寄存器和PCI桥的Base、Limit寄存器，强调了PCI总线地址与存储器地址之间的转换。通过DFS算法，系统软件分配PCI设备在PCI总线域的地址，处理器通过转换才能访问PCI设备。文章还探讨了PowerPC和x86处理器的不同转换机制，并举例说明了PCI设备BAR寄存器的初始化过程。

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在PCI Agent设备进行数据传送之前，系统软件需要初始化PCI Agent设备的BAR0~5寄存器和PCI桥的Base、Limit寄存器。系统软件使用DFS算法对PCI总线进行遍历时，完成这些寄存器的初始化，即分配这些设备在PCI总线域的地址空间。当这些寄存器初始化完毕后，PCI设备可以使用PCI总线地址进行数据传递。

值得注意的是，PCI Agent设备的BAR0~5寄存器和PCI桥的Base寄存器保存的地址都是PCI总线地址。而这些地址在处理器系统的存储器域中具有映像，如果一个PCI设备的BAR空间在存储器域中没有映像，处理器将不能访问该PCI设备的BAR空间。

如上文所述，处理器通过HOST主桥将PCI总线域与存储器域隔离。当处理器访问PCI设备的地址空间时，需要首先访问该设备在存储器域中的地址空间，并通过HOST主桥将这个存储器域的地址空间转换为PCI总线域的地址空间之后，再使用PCI总线事务将数据发送到指定的PCI设备中。

PCI设备访问存储器域的地址空间，即进行DMA操作时，也是首先访问该存储器地址空间所对应的PCI总线地址空间，之后通过HOST主桥将这个PCI总线地址空间转换为存储器地址空间，再由DDR控制器对存储器进行读写访问。

不同的处理器系统采用不同的机制实现存储器域和PCI总线域的转换。如PowerPC处理器使用Outbound寄存器组实现存储器域到PCI总线域间的转换，并使用Inbound寄存器组实现PCI总线域到存储器域间的转换。

而x86处理器没有这种地址空间域的转换机制，因此从PCI设备的角度上看，PCI设备可以直接访问存储器地址；从处理器的角度上看，处理器可以直接访问PCI总线地址空间。但是读者需要注意，在x86处理器的HOST主桥中仍然有存储器域与PCI总线域这个概念。只是在x86处理器的HOST主桥中，存储器域的存储器地址与PCI总线地址相等，这种“简单相等”也是一种映射关系。