.. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 .. include:: .. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst :Original: Documentation/PCI/pciebus-howto.rst :翻译: 司延腾 Yanteng Si :校译: .. _cn_pciebus-howto: =========================== PCI Express端口总线驱动指南 =========================== :作者: Tom L Nguyen tom.l.nguyen@intel.com 11/03/2004 :版权: |copy| 2004 Intel Corporation 关于本指南 ========== 本指南介绍了PCI Express端口总线驱动程序的基本知识，并提供了如何使服务驱 动程序在PCI Express端口总线驱动程序中注册/取消注册的介绍。 什么是PCI Express端口总线驱动程序 ================================= 一个PCI Express端口是一个逻辑的PCI-PCI桥结构。有两种类型的PCI Express端 口：根端口和交换端口。根端口从PCI Express根综合体发起一个PCI Express链接， 交换端口将PCI Express链接连接到内部逻辑PCI总线。交换机端口，其二级总线代表 交换机的内部路由逻辑，被称为交换机的上行端口。交换机的下行端口是从交换机的内部 路由总线桥接到代表来自PCI Express交换机的下游PCI Express链接的总线。 一个PCI Express端口可以提供多达四个不同的功能，在本文中被称为服务，这取决于 其端口类型。PCI Express端口的服务包括本地热拔插支持（HP）、电源管理事件支持（PME）、 高级错误报告支持（AER）和虚拟通道支持（VC）。这些服务可以由一个复杂的驱动程序 处理，也可以单独分布并由相应的服务驱动程序处理。 为什么要使用PCI Express端口总线驱动程序？ ========================================= 在现有的Linux内核中，Linux设备驱动模型允许一个物理设备只由一个驱动处理。 PCI Express端口是一个具有多个不同服务的PCI-PCI桥设备。为了保持一个干净和简 单的解决方案，每个服务都可以有自己的软件服务驱动。在这种情况下，几个服务驱动将 竞争一个PCI-PCI桥设备。例如，如果PCI Express根端口的本机热拔插服务驱动程序 首先被加载，它就会要求一个PCI-PCI桥根端口。因此，内核不会为该根端口加载其他服 务驱动。换句话说，使用当前的驱动模型，不可能让多个服务驱动同时加载并运行在 PCI-PCI桥设备上。 为了使多个服务驱动程序同时运行，需要有一个PCI Express端口总线驱动程序，它管 理所有填充的PCI Express端口，并根据需要将所有提供的服务请求分配给相应的服务 驱动程序。下面列出了使用PCI Express端口总线驱动程序的一些关键优势: - 允许在一个PCI-PCI桥接端口设备上同时运行多个服务驱动。 - 允许以独立的分阶段方式实施服务驱动程序。 - 允许一个服务驱动程序在多个PCI-PCI桥接端口设备上运行。 - 管理和分配PCI-PCI桥接端口设备的资源给要求的服务驱动程序。 配置PCI Express端口总线驱动程序与服务驱动程序 ============================================= 将PCI Express端口总线驱动支持纳入内核 ------------------------------------- 包括PCI Express端口总线驱动程序取决于内核配置中是否包含PCI Express支持。当内核 中的PCI Express支持被启用时，内核将自动包含PCI Express端口总线驱动程序作为内核 驱动程序。 启用服务驱动支持 ---------------- PCI设备驱动是基于Linux设备驱动模型实现的。所有的服务驱动都是PCI设备驱动。如上所述， 一旦内核加载了PCI Express端口总线驱动程序，就不可能再加载任何服务驱动程序。为了满 足PCI Express端口总线驱动程序模型，需要对现有的服务驱动程序进行一些最小的改变，其 对现有的服务驱动程序的功能没有影响。 服务驱动程序需要使用下面所示的两个API，将其服务注册到PCI Express端口总线驱动程 序中（见第5.2.1和5.2.2节）。在调用这些API之前，服务驱动程序必须初始化头文件 /include/linux/pcieport_if.h中的pcie_port_service_driver数据结构。如果不这 样做，将导致身份不匹配，从而使PCI Express端口总线驱动程序无法加载服务驱动程序。 pcie_port_service_register ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ :: int pcie_port_service_register(struct pcie_port_service_driver *new) 这个API取代了Linux驱动模型的 pci_register_driver API。一个服务驱动应该总是在模 块启动时调用 pcie_port_service_register。请注意，在服务驱动被加载后，诸如 pci_enable_device(dev) 和 pci_set_master(dev) 的调用不再需要，因为这些调用由 PCI端口总线驱动执行。 pcie_port_service_unregister ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ :: void pcie_port_service_unregister(struct pcie_port_service_driver *new) pcie_port_service_unregister取代了Linux驱动模型的pci_unregister_driver。当一 个模块退出时，它总是被服务驱动调用。 示例代码 ~~~~~~~~ 下面是服务驱动代码示例，用于初始化端口服务的驱动程序数据结构。 :: static struct pcie_port_service_id service_id[] = { { .vendor = PCI_ANY_ID, .device = PCI_ANY_ID, .port_type = PCIE_RC_PORT, .service_type = PCIE_PORT_SERVICE_AER, }, { /* end: all zeroes */ } }; static struct pcie_port_service_driver root_aerdrv = { .name = (char *)device_name, .id_table = &service_id[0], .probe = aerdrv_load, .remove = aerdrv_unload, .suspend = aerdrv_suspend, .resume = aerdrv_resume, }; 下面是一个注册/取消注册服务驱动的示例代码。 :: static int __init aerdrv_service_init(void) { int retval = 0; retval = pcie_port_service_register(&root_aerdrv); if (!retval) { /* * FIX ME */ } return retval; } static void __exit aerdrv_service_exit(void) { pcie_port_service_unregister(&root_aerdrv); } module_init(aerdrv_service_init); module_exit(aerdrv_service_exit); 可能的资源冲突 ============== 由于PCI-PCI桥接端口设备的所有服务驱动被允许同时运行，下面列出了一些可能的资源冲突和 建议的解决方案。 MSI 和 MSI-X 向量资源 --------------------- 一旦设备上的MSI或MSI-X中断被启用，它就会一直保持这种模式，直到它们再次被禁用。由于同 一个PCI-PCI桥接端口的服务驱动程序共享同一个物理设备，如果一个单独的服务驱动程序启用或 禁用MSI/MSI-X模式，可能会导致不可预知的行为。 为了避免这种情况，所有的服务驱动程序都不允许在其设备上切换中断模式。PCI Express端口 总线驱动程序负责确定中断模式，这对服务驱动程序来说应该是透明的。服务驱动程序只需要知道 分配给结构体pcie_device的字段irq的向量IRQ，当PCI Express端口总线驱动程序探测每 个服务驱动程序时，它被传入。服务驱动应该使用（struct pcie_device*）dev->irq来调用 request_irq/free_irq。此外，中断模式被存储在struct pcie_device的interrupt_mode 字段中。 PCI内存/IO映射的区域 -------------------- PCI Express电源管理（PME）、高级错误报告（AER）、热插拔（HP）和虚拟通道（VC）的服务 驱动程序访问PCI Express端口的PCI配置空间。在所有情况下，访问的寄存器是相互独立的。这 个补丁假定所有的服务驱动程序都会表现良好，不会覆盖其他服务驱动程序的配置设置。 PCI配置寄存器 ------------- 每个服务驱动都在自己的功能结构体上运行PCI配置操作，除了PCI Express功能结构体，其中根控制 寄存器和设备控制寄存器是在PME和AER之间共享。这个补丁假定所有的服务驱动都会表现良好，不会 覆盖其他服务驱动的配置设置。