Linux PCI/PCI-E设备配置空间读取与修改

1 前言 

PCI和PCI Express，是计算机常使用的一种高速总线。操作系统中的PCI/PCI-E设备驱动以及操作系统内核，都需要访问PCI及PCI-E配置空间。PCI/PCI-E设备的正常运行，离不开PCI/PCI-E配置空间。
通过读写PCI/PCI-E配置空间，可以更改设备运行参数，优化设备运行。本文介绍用户空间可以读取、修改、扫描PCI/PCIE设备的用户命令及使用。

在Linux内核中，为PCI和PCI-E只适用了一种总线PCI（内核提供的总线系统），故访问PCI-E配置空间，也包括了PCI设备配置空间。

 
 

2 PCI-E设备配置空间读取 

读取PCI-E设备配置空间的命令是lspci。

NAME

lspci – list all PCI devices

   
 

SYNOPSIS

lspci [options]

   
 

详细命令参数，可以使用man lspci来查看，这里我们只介绍常用参数。

命令默认输出结果是，当前系统的所有PCI/PCI-E设备。

[root@localhost ~]# lspci

00:00.0 Host bridge: Intel Corporation 5500 I/O Hub to ESI Port (rev 13)

00:01.0 PCI bridge: Intel Corporation 5520/5500/X58 I/O Hub PCI Express Root Port 1 (rev 13)

00:03.0 PCI bridge: Intel Corporation 5520/5500/X58 I/O Hub PCI Express Root Port 3 (rev 13)

00:07.0 PCI bridge: Intel Corporation 5520/5500/X58 I/O Hub PCI Express Root Port 7 (rev 13)

00:09.0 PCI bridge: Intel Corporation 5520/5500/X58 I/O Hub PCI Express Root Port 9 (rev 13)

00:10.0 PIC: Intel Corporation 5520/5500/X58 Physical and Link Layer Registers Port 0 (rev 13)

00:10.1 PIC: Intel Corporation 5520/5500/X58 Routing and Protocol Layer Registers Port 0 (rev 13)

00:11.0 PIC: Intel Corporation 5520/5500 Physical and Link Layer Registers Port 1 (rev 13)

00:11.1 PIC: Intel Corporation 5520/5500 Routing & Protocol Layer Register Port 1 (rev 13)

00:13.0 PIC: Intel Corporation 5520/5500/X58 I/O Hub I/OxAPIC Interrupt Controller (rev 13)

00:14.0 PIC: Intel Corporation 5520/5500/X58 I/O Hub System Management Registers (rev 13)

… …

01:00.0 Ethernet controller: Broadcom Corporation NetXtreme II BCM5709 Gigabit Ethernet (rev 20)

01:00.1 Ethernet controller: Broadcom Corporation NetXtreme II BCM5709 Gigabit Ethernet (rev 20)

04:00.0 SCSI storage controller: LSI Logic / Symbios Logic SAS1068E PCI-Express Fusion-MPT SAS (rev 08)

05:00.0 VGA compatible controller: XGI Technology Inc. (eXtreme Graphics Innovation) Z9s/Z9m (XG21 core)

[root@localhost ~]#

   
 

常用参数：

-v 显示设备的详细信息。

-vv 显示设备更详细的信息。

-vvv 显示设备所有可解析的信息。

-x 以16进制显示配置空间的前64字节，或者CardBus桥的前128字节。

-xxx 以16进制显示整个PCI配置空间（256字节）。

-xxxx 以16进制显示整个PCI-E配置空间（4096字节）。

     -s [[[[]:]]:][][.[]]：

显示指定设备。

示例：

[root@localhost ~]# lspci -vvvxxxx -s 00:14.0

00:14.0 PIC: Intel Corporation 5520/5500/X58 I/O Hub System Management Registers (rev 13) (prog-if 00 [8259])

    Subsystem: Unknown device 00e5:0008

    Control: I/O- Mem- BusMaster- SpecCycle- MemWINV- VGASnoop- ParErr- Stepping- SERR- FastB2B-

    Status: Cap+ 66MHz- UDF- FastB2B- ParErr- DEVSEL=fast >TAbort- SERR-

    Capabilities: [40] Express Unknown type IRQ 0

        Device: Supported: MaxPayload 128 bytes, PhantFunc 0, ExtTag-

        Device: Latency L0s <64ns, L1 <1us

        Device: Errors: Correctable- Non-Fatal- Fatal- Unsupported-

        Device: RlxdOrd- ExtTag- PhantFunc- AuxPwr- NoSnoop-

        Device: MaxPayload 128 bytes, MaxReadReq 128 bytes

        Link: Supported Speed unknown, Width x0, ASPM L0s, Port 0

        Link: Latency L0s unlimited, L1 unlimited

        Link: ASPM Disabled CommClk- ExtSynch-

        Link: Speed unknown, Width x0

00: 86 80 2e 34 00 00 10 00 13 00 00 08 10 00 80 00

10: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

20: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 e5 00 08 00

… …

fe0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

ff0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

   
 

当我们用老版本的Linux系统在新平台上运行时，会发现lspci命令结果很多值为unknown。lspci显示的设备名称如”Host bridge: Intel Corporation 5500 I/O Hub to ESI Port (rev 13)“，实际上从文件/usr/share/hwdata/pci.ids进行匹配的，PCI-E配置空间并没有类似Intel这样的字符串。出现Unknown设备时，我们可以更新pci.ids文件。

pci.ids文件下载地址为：

下载后，直接覆盖/usr/share/hwdata/pci.ids文件即可。

   
 

3 PCI-E设备配置空间修改 

修改PCIE配置空间的命令为：setpci。

NAME

setpci – configure PCI devices

   
 

SYNOPSIS

setpci [options] devices

   
 

对于setpci命令来说，主要的参数如下：

-s [[[[]:]]:][][.[]]

   
 

就是我们要指定设备，然后修改其配置空间。常用命令格式和参数如下：

setpci -s BUSID:DEVID.FUNCID REGISTEROFFSET.B=NEWVALUE

setpci -s BUSID:DEVID.FUNCID REGISTEROFFSET.W=NEWVALUE

setpci -s BUSID:DEVID.FUNCID REGISTEROFFSET.L=NEWVALUE

   
 

如：

setpci -s 0:14.0 60.B=6

是将设备0:14.0设备，PCI配置空间便宜量为0x60，写入新的字节值为6。查看PCI配置空间修改是否生效，可以通过lspci命令来查看，如设置0:14.0后，读取命令为lspci –s 0:14.0 –xxx。

 
 

4 扫描PCI设备 

扫描或探测PCI/PCI-E设备的命令为：scanpci。

NAME

scanpci – scan/probe PCI buses

   
 

SYNOPSIS

scanpci [-v12OfV]

   
 

参数：

-v 打印所有设备的配置空间信息。

-1 使用PCI配置Type 1。

-2 使用PCI配置Type 2。

-f 与-1或-2参数结合，强制使用某种类型。

-O：使用OS的PCI配置空间访问方式访问。