SylixOS PCI BAR寄存器

PCI BAR简介

PCI设备都有独立的配置空间，HOST主桥通过配置读写事务访问这段空间。PCI设备的配置空间大小为256字节，其中头部64字节为PCI标准规定，剩余部分为PCI设备自定义的。PCI配置空间头部包含6个BAR(Base Address Registers)寄存器，BAR寄存器保存了PCI设备使用的地址空间的类型(Memory 空间或者I/O 空间)，基地址以及其他属性。其中基地址保存的是该设备在PCI总线域中的地址，但在x86中一般与存储器域地址直接相等。

PCI设备复位之后，该寄存器将存放PCI设备需要使用的基址空间大小，这段空间是I/O空间还是Memory空间，如果是Memory空间该空间是否预取。当BAR寄存器映射到Memory空间时，Bit 0等于0，如图1.1所示。当BAR寄存器映射到I/O空间时，Bit 0等于1，如图1.2所示。

图 1.1 Memory Space的BAR寄存器

图 1.2 I/O Space的BAR寄存器

I/O 空间是x86系统上面的专用空间，与内存独立编址，使用专用指令进行读写。现在的I/O空间大小是64KB，从0x0000到0xFFFF，可以供设备使用。目前多数PCI设备都不支持I/O空间，而仅支持Memory空间，但是仍有部分PCI设备同时包含I/O空间和Memory空间。

系统软件对PCI总线进行配置时，首先获得BAR寄存器中的初始化信息，之后根据处理器系统的配置，将合理的基地址写入相应的BAR寄存器中。系统软件还可以使用该寄存器，获得PCI设备使用的BAR空间的长度，其方法是向BAR寄存器写入0xFFFF_FFFF，之后再读取该寄存器。
技术实现

当BAR寄存器映射到Memory空间时，I/O地址空间是物理主存的一部分，对于编程而言，我们只能操作虚拟内存，所以，访问的第一步就是要把设备所处的物理地址映射到虚拟地址。然后，我们可以直接通过指针访问这些地址，一般的使用过程如程序清单2.1所示。

程序清单 2.1 Memory 资源使用流程

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```
    hResource = API_PciDevResourceGet(hPciDevHandle, PCI_IORESOURCE_MEM, 0);
    if (!hResource) {
        return  (PX_ERROR);
    }
    
    ulBaseAddr = (ULONG)(PCI_RESOURCE_START(hResource));
    stBaseSize = (size_t)(PCI_RESOURCE_SIZE(hResource));
    pvBaseAddr = API_PciDevIoRemap((PVOID)ulBaseAddr, stBaseSize);
    if (!pvBaseAddr) {
        return  (PX_ERROR);
    }
```
当BAR寄存器映射到I/O空间时，有2种访问途径，即I/O映射方式（I/O - mapped）和内存映射方式（Memory - mapped）。前一种途径不映射到内存空间，直接使用in8/out8之类的函数进行访问I/O端口；后一种途径是先把I/O端口映射到I/O内存，再使用访问I/O内存的函数来访问I/O端口。其中第一种途径的使用流程如程序清单2.2所示。

程序清单 2.2 I/O 资源使用流程
```
    hResource = API_PciDevResourceGet(hPciDevHandle, PCI_IORESOURCE_IO, 0);
    if (!hResource) {
        return  (PX_ERROR);
    }
    
    ulBaseAddr = (ULONG)(PCI_RESOURCE_START(hResource));
    stBaseSize = (size_t)(PCI_RESOURCE_SIZE(hResource));
    out8(0x1, ulBaseAddr + 0x10);
```
参考资料

无

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