PCI驱动框架简单分析

一、PCI 概念介绍

    PCI是CPU和外围设备通信的高速传输总线。PCI规范能够实现32位并行数据传输，工作频率为 33MHz 或 66MHz ，最大吞吐率高达266MB/s,PCI的衍生物包括 CardBus、mini-PCI、PCI-Express、cPCI等。

    PCI总线体系结构是一种层次式的体系结构。在这种层次体系结构中，PCI桥设备占据着重要的地位，它将父总线与子总线连接在一起，从而使整个系统看起来像一个倒置的树状结构，树的顶端是CPU，它通过一个较为特殊的CPI桥设备-Host/PCI桥设备与根PCI总线连接起来。

    作为特殊的PCI设备，PCI桥包括以下几种：

    HOST/PCI桥，用于连接CPU与PCI根总线，第一个根总线的编号为0。在PC中，内存控制器也通常被集成到Host/PCI桥设备芯片中，因此，Host/PCI桥也通常被称为“北桥”芯片组。

    PCI/ISA桥，用作连接旧的ISA总线，通常，PCI中的类似的i8359A中断控制器这样的设备也会被集成到PCI/ISA桥设备中，因此，PCI/ISA桥通常也被称作“南桥”芯片组。

    PCI-to-PCI桥，用于连接PCI主总线与次总线，PCI桥所处的总线被称作“主总线”（父总线），PCI桥设备所连接的总线为“次总线”（子总线）。

    

二、PCI设备与配置空间

    在i386系统结构中，对内存的访问和对输入/输出寄存器的访问通过两套不同的指令完成，所有的存储器和IO两个不同的地址空间。一般而言，内存的物理地址以及输入/输出寄存器的地址是由硬件决定的，不过对于内存的物理地址还可以通过地址映射机制来一次转换（I/O也可以映射）。可是，怎样处理外设的存储空间呢？理想的办法是系统软件自动设置，思路是：

    1、外设通过某种途径告诉系统，它有几个存储区间以及I/O地址空间，每个区间是多大，以及各自在本地的地址，显然这些地址都是局部的内部的，都从0开始算起。

    2、系统软件在知道了一共有多少外设，各自又有什么样的存储区间以后，就可以为这些区间分配“物理地址”，并且建立起这些区间与总线之间的连接，以后就可以通过这些地址来访问。显然，这里所谓的“物理地址”与真正的物理地址还是有些区别的，它实际上也是一种逻辑地址，所以常成为“总线地址”，因为这是CPU在总线上所看到的地址。可想而知，外设上一定有着某种地址映射机制。所谓的“为外设分配地址”，就是为其分配总线地址，并建立起映射。

    PCI设备上存在许多完成上述工作的寄存器（配置空间），那么系统初始化的时候如何访问这些寄存器该何如？对于i386结构的处理器，PCI总线的设计者在I/O地址空间保留了8个字节用于这个目的，那就是0xCF8~0xCFF,这8个字节的地址空间构成了两个32位的寄存器，第一个是“地址寄存器”0xCF8,第二个是“数据寄存器”0xCFC,要访问配置空间的寄存器时，CPU先向地址寄存器写入目标地址，然后通过数据寄存器进行读写数据。不过，写入地址寄存器的目标地址是一种包括总线号、设备号、功能号以及配置寄存器地址的综合地址。每个PCI设备最多有8个功能，所以设备号和功能号组合在一起又被称作“逻辑设备”号。

    如上图所示，PCI标准规定每个设备的配置寄存器组最多可以有256字节的连续空间，其中开头的64字节的用途和格式是标准的，成为配置寄存器组的“头部”，这样的头部又有两种，“0型”头部用于一般的PCI设备，“1型”头部用于PCI桥，无论是“0型”还是“1型”，其开头的16个字节的用途和格式是共同的。

三、PCI驱动框架分析

    在内核中与PCI相关的结构体大概有pci_driver 、pci_bus_type 、pci_dev 、pci_bus ，我们前边所说的所有的PCI总线都是指的 pci_bus 。

  3.1 pci_bus

1. struct pci_bus {  
2.     struct list_head node;      /* node in list of buses */  
3.     struct pci_bus  *parent;    /* parent bus this bridge is on */  
4.     struct list_head children;  /* list of child buses */  
5.     struct list_head devices;   /* list of devices on this bus */  
6.     struct pci_dev  *self;      /* bridge device as seen by parent */  
7.     struct list_head slots;     /* list of slots on this bus */  
8.     struct resource *resource[PCI_BUS_NUM_RESOURCES];  
9.                     /* address space routed to this bus */  
10.   
11.     struct pci_ops  *ops;       /* configuration access functions */  
12.     void        *sysdata;   /* hook for sys-specific extension */  
13.     struct proc_dir_entry *procdir; /* directory entry in /proc/bus/pci */  
14.   
15.     unsigned char   number;     /* bus number */  
16.     unsigned char   primary;    /* number of primary bridge */  
17.     unsigned char   secondary;  /* number of secondary bridge */  
18.     unsigned char   subordinate;    /* max number of subordinate buses */  
19.   
20.     char        name[48];  
21.   
22.     unsigned short  bridge_ctl; /* manage NO_ISA/FBB/et al behaviors */  
23.     pci_bus_flags_t bus_flags;  /* Inherited by child busses */  
24.     struct device       *bridge;  
25.     struct device       dev;  
26.     struct bin_attribute    *legacy_io; /* legacy I/O for this bus */  
27.     struct bin_attribute    *legacy_mem; /* legacy mem */  
28.     unsigned int        is_added:1;  
29. };  

    几个重要的成员：

    children:  PCI桥可以使当前总线得到扩展，当前总线上有几个PCI桥，那么当前总线就会拥有几个子总线，子总线会连接到父总线的children链表中。

    device: 连接在这条总线上的设备链表。

    ops: 当前总线访问总线上设备配置空间的 read、write 方法。

    在内核启动的过程中，首先会创建0级总线，然后枚举探测0级总线上的设备，如果是PCI桥，那么还要进入下一级子总线，最终所有的连接的PCI设备都将被探测到，详细的探测过程，我们在后边分析。

  3.2 pci_bus_type

    看到 bus_type 显然这是个设备总线驱动模型里的“总线”，与前边提到的 pci_bus ，完全是两码事，那么pci_driver 和 pci_dev 就是注册到 pci_bus_type 的驱动和设备。分析总线设备驱动模型的时候，总要分析一下它的 match 函数（匹配规则）。

1. static int pci_bus_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)  
2. {  
3.     struct pci_dev *pci_dev = to_pci_dev(dev);  
4.     struct pci_driver *pci_drv = to_pci_driver(drv);  
5.     const struct pci_device_id *found_id;  
6.   
7.     found_id = pci_match_device(pci_drv, pci_dev);  
8.     if (found_id)  
9.         return 1;  
10.   
11.     return 0;  
12. }  

1. static const struct pci_device_id *pci_match_device(struct pci_driver *drv,  
2.                             struct pci_dev *dev)  
3. {  
4.     struct pci_dynid *dynid;  
5.   
6.     /* Look at the dynamic ids first, before the static ones */  
7.     spin_lock(&drv->dynids.lock);  
8.     list_for_each_entry(dynid, &drv->dynids.list, node) {  
9.         if (pci_match_one_device(&dynid->id, dev)) {  
10.             spin_unlock(&drv->dynids.lock);  
11.             return &dynid->id;  
12.         }  
13.     }  
14.     spin_unlock(&drv->dynids.lock);  
15.   
16.     return pci_match_id(drv->id_table, dev);  
17. }  

1. static inline const struct pci_device_id *  
2. pci_match_one_device(const struct pci_device_id *id, const struct pci_dev *dev)  
3. {  
4.     if ((id->vendor == PCI_ANY_ID || id->vendor == dev->vendor) &&  
5.         (id->device == PCI_ANY_ID || id->device == dev->device) &&  
6.         (id->subvendor == PCI_ANY_ID || id->subvendor == dev->subsystem_vendor) &&  
7.         (id->subdevice == PCI_ANY_ID || id->subdevice == dev->subsystem_device) &&  
8.         !((id->class ^ dev->class) & id->class_mask))  
9.         return id;  
10.     return NULL;  
11. }  

1. const struct pci_device_id *pci_match_id(const struct pci_device_id *ids,  
2.                      struct pci_dev *dev)  
3. {  
4.     if (ids) {  
5.         while (ids->vendor || ids->subvendor || ids->class_mask) {  
6.             if (pci_match_one_device(ids, dev))  
7.                 return ids;  
8.             ids++;  
9.         }  
10.     }  
11.     return NULL;  
12. }  

    通过分析代码，PCI设备与驱动的匹配方式有两种，一种是通过 pci_driver->dynids ,另一种是通过 pci_driver->idtable 。使用idtable 是总线设备驱动模型中常用的匹配方法，一般都是通过设备名来匹配，但是PCI比较特殊，它是通过设备的 vendor 、subvendor 、device 、subdevice 来匹配（这些都是在配置空间里可以读取到的）。

    至于 pci_driver->dynids ，它是通过用户空间给驱动增加匹配条件的一种方法（还记得I2C可以在用户空间创建设备吗，一样的）。

1. error = pci_create_newid_file(drv);  
2. static int  
3. pci_create_newid_file(struct pci_driver *drv)  
4. {  
5.     int error = 0;  
6.     if (drv->probe != NULL)  
7.         error = driver_create_file(&drv->driver, &driver_attr_new_id);  
8.     return error;  
9. }  

    在 pci_register_driver 函数中会调用到一个 pci_create_newid_file 函数，它在 sysfs 文件系统中会创建一个 new_id 的属性文件，通过这个属性文件，我们就可以来为该驱动增加匹配条件。

    内核帮助文档有说明：

    New PCI IDs may be added to a device driver pci_ids table at runtime as shown below:
    echo "vendor device subvendor subdevice class class_mask driver_data" > \
/sys/bus/pci/drivers/{driver}/new_id

    对于这种方法不在详细分析。

    分析完设备总线驱动模型，我想整个PCI驱动的框架就非常清楚了，内核启动时，通过pci_bus之间的关系枚举出所有的 PCI 设备，并为每一个 PCI 设备创建一个 pci_dev ，根据配置空间的信息填充 pci_dev 之后，注册到pci_bus_type 。而，我们写的 pci_driver 在 idtable 里指定它所支持的设备信息，同样也注册到 pci_bus_type中去，信息一致匹配成功则调用 driver->probe 函数，然后你可以注册字符设备、块设备等等。

四、PCI设备的枚举探测过程

    在内核启动过程中，PCI设备的探测过程是完全自动的，内核已经集成好了方法，我们无需更改，在这里还是分析一边代码作为了解。

    分析之前，先看一下全部的函数调用关系，大致了解一下

1. <span style="font-size:10px;">pci_arch_init /* 判断host/pci桥的类型 */  
2.     pci_direct_probe  
3.         pci_check_type1  
4.             pci_sanity_check  
5.       
6.     pci_direct_init  
7.         raw_pci_ops = &pci_direct_conf1;  
8.         raw_pci_ext_ops = &pci_direct_conf1;    
9.   
10. /* 第二个过程，枚举各级总线上的设备 */  
11. pci_subsys_init  
12.     pci_legacy_init  
13.         pcibios_scan_root  
14.             pci_scan_bus_parented(NULL, busnum, &pci_root_ops, sd);    
15.                 pci_create_bus(parent, bus, ops, sysdata);  // 创建 0 级总线  
16.                 pci_scan_child_bus(b); // 探测当前总线设备以及子总线、子总线设备  
17.                     pci_scan_slot(bus, devfn);  // 探测当前总线的设备  
18.                         pci_scan_single_device(bus, devfn); // 探测单功能设备  
19.                         pci_scan_single_device(bus, devfn + fn); //探测多功能设备  
20.                             pci_scan_device(bus, devfn);    //通过配置空间 枚举设备  
21.                                 pci_setup_device    //根据配置空间信息，设置pci_dev  
22.                             pci_device_add(dev, bus);                         
23.                                 list_add_tail(&dev->bus_list, &bus->devices); // 将探测到的设备加入到当前总线的设备链表   
24.                     pci_scan_bridge  //此时已经完成当前总线设备的探测，如果这些设备里有PCI桥，那么进入下一级，探测桥下的设备  
25.                         child = pci_add_new_bus(bus, dev, busnr);  
26.                         pci_scan_child_bus(child);  // 进入下一级探测  
27.         pci_bus_add_devices // 全部设备探测完毕，注册设备。  
28.             pci_bus_add_device(dev);   
29.                 device_add  // 将设备注册到 pci_bus_type  
30.             pci_bus_add_devices(child); //它最终也会调用到 device_add 将各个子总线上的设备注册到 pci_bus_type  

    下面来看具体的探测过程。

1. static __init int pci_arch_init(void)  
2. {  
3. #ifdef CONFIG_PCI_DIRECT  
4.     int type = 0;  
5.     type = pci_direct_probe();  
6. #endif  
7.   
8. #ifdef CONFIG_PCI_BIOS  
9.     pci_pcbios_init();  
10. #endif  
11.   
12. #ifdef CONFIG_PCI_DIRECT  
13.     pci_direct_init(type);  
14. #endif  
15.   
16.     dmi_check_pciprobe();  
17.   
18.     dmi_check_skip_isa_align();  
19.   
20.     return 0;  
21. }  
22. arch_initcall(pci_arch_init);  

    这个函数是放在 init 段中，内核启动时会调用。

1. int __init pci_direct_probe(void)  
2. {  
3.     struct resource *region, *region2;  
4.     /* 申请IO资源 */  
5.     region = request_region(0xCF8, 8, "PCI conf1");  
6.       
7.     /* 探测那种类型 ，0型（PCI设备）和1型（PCI桥） */  
8.     if (pci_check_type1()) {  
9.         raw_pci_ops = &pci_direct_conf1;  
10.         port_cf9_safe = true;  
11.         return 1;  
12.     }  
13.     release_resource(region);  
14.   
15.     return 0;  
16. }  

    这里，我们以“1型”也就是PCI桥为例，看看是如何判断类型的。

1. static int __init pci_check_type1(void)  
2. {  
3.     unsigned long flags;  
4.     unsigned int tmp;  
5.     int works = 0;  
6.   
7.     local_irq_save(flags);  
8.       
9.     /* i386 pci地址寄存器 0xcfb 写 0x01 */  
10.     outb(0x01, 0xCFB);  
11.     tmp = inl(0xCF8);  
12.     outl(0x80000000, 0xCF8);  
13.     /* 判断设备类型 */  
14.     if (inl(0xCF8) == 0x80000000 && pci_sanity_check(&pci_direct_conf1)) {  
15.         works = 1;  
16.     }  
17.     outl(tmp, 0xCF8);  
18.     local_irq_restore(flags);  
19.   
20.     return works;  
21. }  

1. static int __init pci_sanity_check(struct pci_raw_ops *o)  
2. {  
3.     u32 x = 0;  
4.     int year, devfn;  
5.   
6.     /* Assume Type 1 works for newer systems. 
7.        This handles machines that don't have anything on PCI Bus 0. */  
8.     dmi_get_date(DMI_BIOS_DATE, &year, NULL, NULL);  
9.     if (year >= 2001)  
10.         return 1;  
11.   
12.     for (devfn = 0; devfn < 0x100; devfn++) {  
13.         /* 读  CLASS_DEVICE ，PCI_CLASS_DEVICE 是片内偏移地址 */  
14.         if (o->read(0, 0, devfn, PCI_CLASS_DEVICE, 2, &x))  
15.             continue;  
16.         /* 如果 CLASS_DEVICE 为 HOST-PCI桥（北桥）,PCI-PCI桥,PCI-ISA桥（南桥）正确返回 */  
17.         if (x == PCI_CLASS_BRIDGE_HOST || x == PCI_CLASS_DISPLAY_VGA)  
18.             return 1;  
19.         /* 读  VENDOR_ID 制造商ID */  
20.         if (o->read(0, 0, devfn, PCI_VENDOR_ID, 2, &x))  
21.             continue;  
22.         /* 如果 VENDOR_ID 为  INTEL 或 COMPAQ 正常返回 */  
23.         if (x == PCI_VENDOR_ID_INTEL || x == PCI_VENDOR_ID_COMPAQ)  
24.             return 1;  
25.     }  
26.   
27.     DBG(KERN_WARNING "PCI: Sanity check failed\n");  
28.     return 0;  
29. }  

    检测完是“0型”还是“1型”设备之后，在 raw_pci_ops 中指定对应的读写配置空间的方法。

1. /* 地址是由 总线编号、设备号、片内地址 组成 */  
2. #define PCI_CONF1_ADDRESS(bus, devfn, reg) \  
3.     (0x80000000 | ((reg & 0xF00) << 16) | (bus << 16) \  
4.     | (devfn << 8) | (reg & 0xFC))  
5.   
6. static int pci_conf1_read(unsigned int seg, unsigned int bus,  
7.               unsigned int devfn, int reg, int len, u32 *value)  
8. {  
9.     unsigned long flags;  
10.     /* 最多256个总线 ，256个设备 片内寄存器范围 0~4095 */  
11.     if ((bus > 255) || (devfn > 255) || (reg > 4095)) {  
12.         *value = -1;  
13.         return -EINVAL;  
14.     }  
15.   
16.     spin_lock_irqsave(&pci_config_lock, flags);  
17.       
18.     /* 向地址寄存器 写要读取的地址 */  
19.     outl(PCI_CONF1_ADDRESS(bus, devfn, reg), 0xCF8);  
20.       
21.     /* 从数据寄存器读取数据 */  
22.     switch (len) {  
23.     case 1:  
24.         *value = inb(0xCFC + (reg & 3));  
25.         break;  
26.     case 2:  
27.         *value = inw(0xCFC + (reg & 2));  
28.         break;  
29.     case 4:  
30.         *value = inl(0xCFC);  
31.         break;  
32.     }  
33.   
34.     spin_unlock_irqrestore(&pci_config_lock, flags);  
35.   
36.     return 0;  
37. }  
38.   
39. struct pci_raw_ops {  
40.     int (*read)(unsigned int domain, unsigned int bus, unsigned int devfn,  
41.                         int reg, int len, u32 *val);  
42.     int (*write)(unsigned int domain, unsigned int bus, unsigned int devfn,  
43.                         int reg, int len, u32 val);  
44. };  
45. struct pci_raw_ops *raw_pci_ops;  

1. /* 设置全局的 配置空间读写函数 */  
2. void __init pci_direct_init(int type)  
3. {  
4.     if (type == 1) {  
5.         raw_pci_ops = &pci_direct_conf1;  
6.   
7.         raw_pci_ext_ops = &pci_direct_conf1;  
8.         return;  
9.     }  
10. }  

    在内核启动过程中，还有一个PCI相关的函数会被调用

1. int __init pci_subsys_init(void)  
2. {  
3. #ifdef CONFIG_X86_NUMAQ  
4.     pci_numaq_init();  
5. #endif  
6. #ifdef CONFIG_ACPI  
7.     pci_acpi_init();  
8. #endif  
9. #ifdef CONFIG_X86_VISWS  
10.     pci_visws_init();  
11. #endif  
12.     pci_legacy_init();  
13.     pcibios_fixup_peer_bridges();  
14.     pcibios_irq_init();  
15.     pcibios_init();  
16.   
17.     return 0;  
18. }  
19. subsys_initcall(pci_subsys_init);  

1. struct pci_bus *pci_root_bus;  
2. static int __init pci_legacy_init(void)  
3. {  
4.     pci_root_bus = pcibios_scan_root(0);//创建0级总线  
5.     if (pci_root_bus)  
6.         pci_bus_add_devices(pci_root_bus);  
7.   
8.     return 0;  
9. }  

1. extern struct list_head pci_root_buses; /* list of all known PCI buses */  
2. struct pci_bus * __devinit pcibios_scan_root(int busnum)  
3. {  
4.     struct pci_bus *bus = NULL;  
5.     struct pci_sysdata *sd;  
6.     /* 在全局 pci_root_buses 链表寻找 总线编号为 busnum 的总线 */  
7.     while ((bus = pci_find_next_bus(bus)) != NULL) {  
8.         if (bus->number == busnum) {  
9.             /* 如果已经存在，返回它 */  
10.             return bus;  
11.         }  
12.     }  
13.   
14.     /* 如果这个总线编号不存在, 那么创建这个Bus */  
15.     sd = kzalloc(sizeof(*sd), GFP_KERNEL);  
16.     sd->node = get_mp_bus_to_node(busnum);  
17.   
18.     bus = pci_scan_bus_parented(NULL, busnum, &pci_root_ops, sd);  
19.   
20.     return bus;  
21. }  

1. struct pci_bus * __devinit pci_scan_bus_parented(struct device *parent,  
2.         int bus, struct pci_ops *ops, void *sysdata)  
3. {  
4.     struct pci_bus *b;  
5.     /* 创建 Bus */  
6.     b = pci_create_bus(parent, bus, ops, sysdata);  
7.     if (b)  
8.         b->subordinate = pci_scan_child_bus(b);  
9.     return b;  
10. }  

1. unsigned int __devinit pci_scan_child_bus(struct pci_bus *bus)  
2. {  
3.     unsigned int devfn, pass, max = bus->secondary;  
4.     struct pci_dev *dev;  
5.   
6.     /* 探测总线上的设备 */  
7.     for (devfn = 0; devfn < 0x100; devfn += 8)  
8.         pci_scan_slot(bus, devfn);  
9.   
10.     /* Reserve buses for SR-IOV capability. */  
11.     max += pci_iov_bus_range(bus);  
12.   
13.     /* 
14.      * After performing arch-dependent fixup of the bus, look behind 
15.      * all PCI-to-PCI bridges on this bus. 
16.      */  
17.     if (!bus->is_added) {  
18.         pr_debug("PCI: Fixups for bus %04x:%02x\n",  
19.              pci_domain_nr(bus), bus->number);  
20.         pcibios_fixup_bus(bus);  
21.         if (pci_is_root_bus(bus))  
22.             bus->is_added = 1;  
23.     }  
24.     /* 探测 pci 桥上的设备，创建子Bus，挂到父 bus->child */  
25.     for (pass=0; pass < 2; pass++)  
26.         list_for_each_entry(dev, &bus->devices, bus_list) {  
27.             if (dev->hdr_type == PCI_HEADER_TYPE_BRIDGE ||  
28.                 dev->hdr_type == PCI_HEADER_TYPE_CARDBUS)  
29.                 max = pci_scan_bridge(bus, dev, max, pass);  
30.         }  
31.   
32.     /* 
33.      * We've scanned the bus and so we know all about what's on 
34.      * the other side of any bridges that may be on this bus plus 
35.      * any devices. 
36.      * 
37.      * Return how far we've got finding sub-buses. 
38.      */  
39.     pr_debug("PCI: Bus scan for %04x:%02x returning with max=%02x\n",  
40.         pci_domain_nr(bus), bus->number, max);  
41.     return max;  
42. }  

1. int pci_scan_slot(struct pci_bus *bus, int devfn)  
2. {  
3.     int fn, nr = 0;  
4.     struct pci_dev *dev;  
5.       
6.     dev = pci_scan_single_device(bus, devfn);  
7.       
8.     /* 如果是多功能设备 */  
9.     if (dev && dev->multifunction) {  
10.         for (fn = 1; fn < 8; fn++) {  
11.             dev = pci_scan_single_device(bus, devfn + fn);  
12.             if (dev) {  
13.                 if (!dev->is_added)  
14.                     nr++;  
15.                 dev->multifunction = 1;  
16.             }  
17.         }  
18.     }  
19.   
20.     return nr;  
21. }  

1. struct pci_dev *__ref pci_scan_single_device(struct pci_bus *bus, int devfn)  
2. {  
3.     struct pci_dev *dev;  
4.     /* 遍历 bus->devices 设备链表，查找是否有 devfn 号设备存在 */  
5.     dev = pci_get_slot(bus, devfn);  
6.     /* 如果已经存在，返回它 */  
7.     if (dev) {  
8.         pci_dev_put(dev);  
9.         return dev;  
10.     }  
11.     /* 通过访问配置空间，探测设备 */  
12.     dev = pci_scan_device(bus, devfn);  
13.     /* 探测失败 返回Null */  
14.     if (!dev)  
15.         return NULL;  
16.     /* 探测成功 */  
17.     pci_device_add(dev, bus);  
18.   
19.     return dev;  
20. }  

1. static struct pci_dev *pci_scan_device(struct pci_bus *bus, int devfn)  
2. {  
3.     struct pci_dev *dev;  
4.     u32 l;  
5.     int delay = 1;  
6.       
7.     /* 读  PCI_VENDOR_ID 制造商ID */  
8.     if (pci_bus_read_config_dword(bus, devfn, PCI_VENDOR_ID, &l))  
9.         return NULL;  
10.       
11.     /* id 等于这些值，认为探测失败 ，返回 */  
12.     if (l == 0xffffffff || l == 0x00000000 ||  
13.         l == 0x0000ffff || l == 0xffff0000)  
14.         return NULL;  
15.     ....  
16.       
17.     /* 探测成功，分配一个 pci_dev 结构 */  
18.     dev = alloc_pci_dev();  
19.   
20.     dev->bus = bus;  
21.     dev->devfn = devfn;  
22.     dev->vendor = l & 0xffff;  
23.     dev->device = (l >> 16) & 0xffff;  
24.     /* 读取配置空间，更详细的设置，指定 dev->bus 等 */  
25.     if (pci_setup_device(dev)) {  
26.         kfree(dev);  
27.         return NULL;  
28.     }  
29.   
30.     return dev;  
31. }  

1. int pci_setup_device(struct pci_dev *dev)  
2. {  
3.     u32 class;  
4.     u8 hdr_type;  
5.     struct pci_slot *slot;  
6.   
7.   
8.     dev->sysdata = dev->bus->sysdata;  
9.     dev->dev.parent = dev->bus->bridge;  
10.       
11.     /* 设置 dev 所属的总线 */  
12.     dev->dev.bus = &pci_bus_type;  
13.     dev->hdr_type = hdr_type & 0x7f;  
14.     dev->multifunction = !!(hdr_type & 0x80);  
15.     dev->error_state = pci_channel_io_normal;  
16.     set_pcie_port_type(dev);  
17.   
18.   
19.     list_for_each_entry(slot, &dev->bus->slots, list)  
20.         if (PCI_SLOT(dev->devfn) == slot->number)  
21.             dev->slot = slot;  
22.   
23.   
24.     dev->dma_mask = 0xffffffff;  
25.     /* 设备名 */  
26.     dev_set_name(&dev->dev, "%04x:%02x:%02x.%d", pci_domain_nr(dev->bus),  
27.              dev->bus->number, PCI_SLOT(dev->devfn),  
28.              PCI_FUNC(dev->devfn));  
29.     /* 设备类型 */  
30.     pci_read_config_dword(dev, PCI_CLASS_REVISION, &class);  
31.     dev->revision = class & 0xff;  
32.     class >>= 8;                  /* upper 3 bytes */  
33.     dev->class = class;  
34.     class >>= 8;  
35.   
36.   
37.     /* need to have dev->class ready */  
38.     dev->cfg_size = pci_cfg_space_size(dev);  
39.   
40.   
41.     /* "Unknown power state" */  
42.     dev->current_state = PCI_UNKNOWN;  
43.   
44.   
45.     /* Early fixups, before probing the BARs */  
46.     pci_fixup_device(pci_fixup_early, dev);  
47.     /* device class may be changed after fixup */  
48.     class = dev->class >> 8;  
49.   
50.   
51.     switch (dev->hdr_type) {         /* header type */  
52.     case PCI_HEADER_TYPE_NORMAL:            /* standard header */  
53.         ...  
54.     case PCI_HEADER_TYPE_BRIDGE:            /* bridge header */  
55.         /* 设置 dev->irq  */  
56.         pci_read_irq(dev);  
57.         dev->transparent = ((dev->class & 0xff) == 1);  
58.         /* 设置 dev->rom_base_reg */  
59.         pci_read_bases(dev, 2, PCI_ROM_ADDRESS1);  
60.         set_pcie_hotplug_bridge(dev);  
61.         break;  
62.   
63.   
64.     case PCI_HEADER_TYPE_CARDBUS:           /* CardBus bridge header */  
65.         ...  
66.         break;  
67.           
68.     return 0;  
69. }  

1. void pci_device_add(struct pci_dev *dev, struct pci_bus *bus)  
2. {  
3.     device_initialize(&dev->dev);  
4.     dev->dev.release = pci_release_dev;  
5.     pci_dev_get(dev);  
6.   
7.     dev->dev.dma_mask = &dev->dma_mask;  
8.     dev->dev.dma_parms = &dev->dma_parms;  
9.     dev->dev.coherent_dma_mask = 0xffffffffull;  
10.   
11.     pci_set_dma_max_seg_size(dev, 65536);  
12.     pci_set_dma_seg_boundary(dev, 0xffffffff);  
13.   
14.     /* Fix up broken headers */  
15.     pci_fixup_device(pci_fixup_header, dev);  
16.   
17.     /* Clear the state_saved flag. */  
18.     dev->state_saved = false;  
19.   
20.     /* Initialize various capabilities */  
21.     pci_init_capabilities(dev);  
22.   
23.     /* 将设备挂入 bus->devices链表 */  
24.     down_write(&pci_bus_sem);  
25.     list_add_tail(&dev->bus_list, &bus->devices);  
26.     up_write(&pci_bus_sem);  
27. }  

1. void pci_bus_add_devices(const struct pci_bus *bus)  
2. {  
3.     struct pci_dev *dev;  
4.     struct pci_bus *child;  
5.     int retval;  
6.     /* 遍历当前总线的 dev ,注册设备 */  
7.     list_for_each_entry(dev, &bus->devices, bus_list) {  
8.         /* Skip already-added devices */  
9.         if (dev->is_added)  
10.             continue;  
11.         retval = pci_bus_add_device(dev);  
12.         if (retval)  
13.             dev_err(&dev->dev, "Error adding device, continuing\n");  
14.     }  
15.     /* 遍历子总线的dev，注册设备 */  
16.     list_for_each_entry(dev, &bus->devices, bus_list) {  
17.         BUG_ON(!dev->is_added);  
18.   
19.         child = dev->subordinate;  
20.         /* 
21.          * If there is an unattached subordinate bus, attach 
22.          * it and then scan for unattached PCI devices. 
23.          */  
24.         if (!child)  
25.             continue;  
26.         if (list_empty(&child->node)) {  
27.             down_write(&pci_bus_sem);  
28.             list_add_tail(&child->node, &dev->bus->children);  
29.             up_write(&pci_bus_sem);  
30.         }  
31.         pci_bus_add_devices(child);  
32.   
33.         /* 
34.          * register the bus with sysfs as the parent is now 
35.          * properly registered. 
36.          */  
37.         if (child->is_added)  
38.             continue;  
39.         retval = pci_bus_add_child(child);  
40.         if (retval)  
41.             dev_err(&dev->dev, "Error adding bus, continuing\n");  
42.     }  
43. }  

1. int pci_bus_add_device(struct pci_dev *dev)  
2. {  
3.     int retval;  
4.       
5.     /* 将设备注册到 pci_bus_type */  
6.     retval = device_add(&dev->dev);  
7.     if (retval)  
8.         return retval;  
9.   
10.     dev->is_added = 1;  
11.     pci_proc_attach_device(dev);  
12.     pci_create_sysfs_dev_files(dev);  
13.     return 0;  
14. }