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pci_configuration_space

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pci_configuration_space [2026/02/28 16:20] – msvoelkerpci_configuration_space [2026/02/28 16:47] (current) – [VirtIO: DeviceCfg] msvoelker
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 ===== Standardisierter Bereich ===== ===== Standardisierter Bereich =====
  
-In der einfachen Variante zeigt pciconf nur einen kleinen Teil der Informationen an, die im Configuration Space stehen. Pro PCI-Gerät ist der Configuration Space 256 Byte groß. Die ersten 64 Byte sind standardisiert mit dem folgenden Format.+In der einfachen Variante zeigt pciconf nur einen kleinen Teil der Informationen an, die im Configuration Space stehen. Pro PCI-Gerät ist der Configuration Space 256 Byte groß. Die ersten 64 Byte sind standardisiert über das folgende Format.
  
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 ===== Base Address Register (BAR) ===== ===== Base Address Register (BAR) =====
  
-In einem Base Address Register (BAR), kann das PCI-Gerät weitere Informationen schreiben und auch der Treiber kann darin schreiben, um z. B. Informationen zurück zu geben. Das BAR in dem standardisierten Bereich ist hauptsächlich die Base Address, das ist die Adresse unter der sich die BAR Region im Speicher befindet. Darin kodiert ist z. B. der Typ des BAR. Es gibt Memory (0) und I/O (1).+In einer Base Address Register (BAR) Region, kann das PCI-Gerät weitere Informationen schreiben und auch der Treiber kann darin schreiben, um z. B. Informationen zurück zu geben. Das BAR in dem standardisierten Bereich ist hauptsächlich die Base Address, das ist die Adresse unter der sich die BAR Region im Speicher befindet. Darin kodiert ist z. B. der Typ des BAR. Es gibt Memory (0) und I/O (1).
  
 Bei dem PCI-Gerät gibt es zwei BARs. Hier der Abschnitt vom Configuration Space zu den BARs. Bei dem PCI-Gerät gibt es zwei BARs. Hier der Abschnitt vom Configuration Space zu den BARs.
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-BAR 1 hat Typ 1 (I/O) und Base Address 0. BAR 2 hat Typ 0 (Memory) und Base Address 0xe1856000. Die BARs lassen sich mit pciconf mit dem Parameter b ausgeben.+BAR 1 hat Typ 1 (I/O) und Base Address 0. BAR 2 hat Typ 0 (Memory) und Base Address 0xe1856000. Die BARs lassen sich mit pciconf über den Parameter b ausgeben.
  
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 Die Zahl in eckigen Klammern gibt über ein Byte-Offset hexadezimal an, wo im Configuration Space der BAR angegeben ist. Die Zahl in eckigen Klammern gibt über ein Byte-Offset hexadezimal an, wo im Configuration Space der BAR angegeben ist.
  
-VirtIO nutzt im legacy mode den BAR vom Typ I/O und im modern mode den BAR vom Typ Memory. Das PCI-Gerät, was VirtualBox bereistellt ist ein Transitional Device. Das heißt, es unterstützt beide Modi. FreeBSD hat einen Treiber pro Modus (src/sys/dev/virtio/pci/virtio_pci_[legacy|modern].c). Es ruft jeweils die entsprechende device_probe Methode auf und trifft die Entscheidung anhand des Rückgabewertes.+VirtIO nutzt im Legacy Modus den BAR vom Typ I/O und im Modern Modus den BAR vom Typ Memory. Das PCI-Gerät, was VirtualBox bereistellt ist ein Transitional Device. Das heißt, es unterstützt beide Modi. FreeBSD hat einen Treiber pro Modus (src/sys/dev/virtio/pci/virtio_pci_[legacy|modern].c). Es ruft jeweils die entsprechende device_probe Methode auf und trifft die Entscheidung anhand des Rückgabewertes. Hier betrachte ich den Modern Modus.
  
-Im Modern Mode zeigen die PCI Capabilities auf, wo sich in der BAR Region welche Informationen finden. Mit pciconf kann über den Parameter D eine BAR Region ausgelesen werden.+Mit pciconf kann über den Parameter D eine BAR Region ausgelesen werden.
  
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 00002000 00002000
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 +Im Modern Mode zeigen die PCI Capabilities auf, wo sich in der BAR Region welche Informationen finden.
  
  
 ===== Capabilities ===== ===== Capabilities =====
  
-Zu einem PCI-Gerät können eine Reihe von Capabilities angegeben werden, die z. B. angeben können, wo weitere Informationen zu finden sind. Der Capabilities Pointer ist in dem PCI Configuration Space von oben auf 0x40 gesetzt. Das ist ein Pointer auf des erste Element in einer linked list von Capabilities. Die Capabilities lassen sich mit pciconf über den Parameter c ausgeben.+Zu einem PCI-Gerät können eine Reihe von Capabilities angegeben werden, die z. B. angeben können, in welchen BAR Regionen und wo darin weitere Informationen zu finden sind. Der Capabilities Pointer ist in dem PCI Configuration Space von oben auf 0x40 gesetzt. Das ist ein Pointer auf des erste Element in einer linked list von Capabilities. Die Capabilities lassen sich mit pciconf über den Parameter c ausgeben.
  
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-Alle Capabilities sind also VirtIO spezifische Capabilities und die Informationen befinden sich im BAR 2. Das Offset gibt an ab welcher Byte Position die Informationen im BAR sind und size wie viele Bytes die Informationen umfassen.+Alle Capabilities sind also VirtIO spezifische Capabilities und die Informationen befinden sich in der Region vom BAR 2, also in der vom Typ memory (die im VirtIO Modern Modus benutzt wird). Das Offset gibt an ab welcher Byte Position die Informationen in der BAR Region sind und size wie viele Bytes die Informationen umfassen.
  
 ==== VirtIO: CommonCfg ==== ==== VirtIO: CommonCfg ====
  
-Die erste Capability vom Typ VirtIO: CommonCfg enthält VirtIO-Gerätunabhängige Einstellungen. Sie startet bei Byte 0 und ist 0x38 Byte groß. Es handelt sich also um den Bereich vor den ganzen 0xffff, also+Die erste Capability vom Typ VirtIO: CommonCfg enthält VirtIO-Gerätunabhängige Einstellungen. Sie startet in der BAR Region bei Byte 0 und ist 0x38 Byte groß. Es handelt sich um den Bereich vor den ganzen 0xffff, also
  
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Line 231: Line 233:
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-Das VirtualBox PCI-Gerät gibt darüber also z. B. an, welche Features es unterstützt. Für die Features gibt es insgesamt 64 Bit. In device_feature_select wird geschrieben, ob device_feature die unteren 32 Bit (0) oder die oberen 32 Bit (1) anzeigt. In der Ausgabe oben ist in Little Endian gelesen device_feature_select=1, somit gibt das device_feature mit 1 die oberen oberen 32 Bit an. Auf die gleiche Weise schreibt der FreeBSD Treiber die Features, die es davon unterstützt und genutzt werden sollen in driver_feature_select und driver_feature. Auch hier ist in der Ausgabe oben in Little Endian gelesen driver_feature_select=1, somit gibt das driver_feature mit 1 die oberen oberen 32 Bit an.+Das VirtualBox PCI-Gerät gibt darüber also z. B. an, welche Features es unterstützt. Für die Features gibt es insgesamt 64 Bit. In device_feature_select wird geschrieben, ob device_feature die unteren 32 Bit (0) oder die oberen 32 Bit (1) anzeigt. In der Ausgabe oben ist in Little Endian gelesen device_feature_select=1, somit gibt das device_feature mit 1 die oberen oberen 32 Bit an. Auf die gleiche Weise schreibt der FreeBSD Treiber die Features, die es davon unterstützt und nutzen möchte in driver_feature_select und driver_feature. Auch hier ist in der Ausgabe oben in Little Endian gelesen driver_feature_select=1, somit gibt das driver_feature mit 1 die oberen oberen 32 Bit an.
  
 Mit device_feature_select=0 und driver_feature_select=0 sieht die erste Zeile der Ausgabe so aus. Mit device_feature_select=0 und driver_feature_select=0 sieht die erste Zeile der Ausgabe so aus.
Line 249: Line 251:
 ==== VirtIO: DeviceCfg ==== ==== VirtIO: DeviceCfg ====
  
-Die Capability VirtIO: DeviceCfg gibt VirtIO-Gerätspezifische Einstellungen an. Im BAR startet sie bei Byte-Offset 0x70 und ist 0xa = 10 Byte lang, was diesem Teil entspricht:+Die Capability VirtIO: DeviceCfg gibt VirtIO-Gerätspezifische Einstellungen an. In der BAR Region startet sie bei Byte-Offset 0x70 und ist 0xa = 10 Byte lang, was diesem Abschnitt entspricht:
  
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Line 272: Line 274:
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-Es sind jedoch nicht immer alle Werte angegeben. Hier ist lediglich die MAC Adresse 08:00:27:54:00:00, der Status=0 und max_virtqueue_pairs=1 angegeben. Weitere Werte, wie z. B. die MTU, werden nur angegeben, wenn entsprechende Features ausgehandelt wurden (z. B. VIRTIO_NET_F_MTU).+Es sind jedoch nicht immer alle Werte angegeben. Welche Werte angegeben sind, hängt von den ausgehandelten Features ab. Hier sind lediglich die MAC-Adresse=08:00:27:54:00:00, der Status=0 und max_virtqueue_pairs=1 angegeben. Die MTU fehlt z. B., weil das Feature VIRTIO_NET_F_MTU nicht ausgehandelt wurde.
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