linux硬件和设备驱动程序1：Linux对PCI总线的支持.pdf

【Linux对PCI总线的支持】 Linux操作系统在处理硬件设备时，对PCI（Peripheral Component Interconnect）总线提供了全面的支持。PCI总线是一种高速接口标准，用于连接计算机系统中的各种外设，如网络卡、显卡、声卡等。在Linux内核中，PCI设备的管理和驱动程序是至关重要的部分。 **PCI总线的结构** PCI总线的结构包括多个PCI总线，通过PCI-PCI桥来连接不同的总线，以便扩展系统的设备数量。CPU通常位于PCI 0号总线上。PCI-ISA桥则允许将ISA总线上的设备连接到PCI总线上，保持对旧式设备的兼容性。这种架构使得系统能够跨越单个PCI总线的限制，连接大量的设备。服务器和桌面系统的PCI总线拓扑可能会有所不同。 **PCI设备的地址空间** PCI设备拥有三种地址空间：I/O端口空间、存储器空间和配置空间。与ISA设备的I/O端口和存储器空间类似，PCI设备通过这些空间与系统进行通信。配置空间包含设备头，这是PCI设备特有的，其中包含了设备的详细信息，如制造商ID、设备ID等。这些信息对于系统识别和配置PCI设备至关重要。 **设备头结构** 设备头是PCI设备配置空间的一部分，通常长度为256字节。操作系统可以读取这些头信息来分配PCI I/O端口、存储器地址，以及配置中断和中断请求线。在i386系统中，BIOS通常负责这些配置，而在Alpha AXP系统上，这需要由专门的PCI修正代码完成。 **Linux中的PCI设备初始化** Linux内核的PCI设备初始化分为三个阶段：PCI BIOS、PCI修正和PCI设备驱动程序。PCI BIOS提供了一组通用的函数来访问PCI设备。PCI修正部分针对非Intel平台，例如在Alpha AXP系统上。PCI设备驱动程序在系统启动时运行，扫描所有PCI设备，创建一个反映PCI系统拓扑的数据结构。这个结构包括pci_dev和pci_bus，它们构成一棵树状结构，表示了PCI设备和总线之间的关系。初始化过程会遍历每个总线，读取设备头信息，发现有效的设备后，创建相应的pci_dev结构，并将它们组织进链表。若找到PCI-PCI桥，会继续扫描次总线，直至遍历完所有设备。 总结来说，Linux对PCI总线的支持涉及到系统架构的理解、地址空间的管理以及设备的初始化和驱动。这一支持体系确保了Linux能有效地识别、配置和管理广泛的PCI硬件，从而实现与硬件的无缝交互。理解这一机制对于开发和维护Linux系统，尤其是涉及硬件驱动的开发工作，具有非常重要的意义。