如何从 PCIe 中的 BAR 地址计算 MMIO 映射区域的大小

Question

我一直在深入研究 PCIe 的一般工作原理，但我被许多书籍和网站谈论 PCIe 配置空间的地方困住了。
到目前为止，我了解到的是，对于每个分配的设备及其 BDF（总线设备功能位），该设备对应一个 4KB 配置空间，其中包括如下 64B 区域：

我了解每个基地址寄存器（代表内存映射区域）的解码如下：

（两张图片均来自本站）

我不明白区域的大小是如何确定的。 例如，在一台服务器中，对于连接到 BDF 00:05.0命令lspci -x -v -s 05:00.0的 GPU ，我得到以下信息：

05:00.0 VGA compatible controller: NVIDIA Corporation GV100 [TITAN V] (rev a1) (prog-if 00 [VGA controller])
    Subsystem: NVIDIA Corporation GV100 [TITAN V]
    Flags: bus master, fast devsel, latency 0, IRQ 80, NUMA node 0
    Memory at f8000000 (32-bit, non-prefetchable) [size=16M]
    Memory at a0000000 (64-bit, prefetchable) [size=256M]
    Memory at b0000000 (64-bit, prefetchable) [size=32M]
    I/O ports at d000 [size=128]
    [virtual] Expansion ROM at 000c0000 [disabled] [size=128K]
    Capabilities: <access denied>
    Kernel driver in use: nvidia
    Kernel modules: nvidiafb, nouveau, nvidia_drm, nvidia
00: de 10 81 1d 07 05 10 00 a1 00 00 03 00 00 80 00
10: 00 00 00 f8 0c 00 00 a0 00 00 00 00 0c 00 00 b0
20: 00 00 00 00 01 d0 00 00 00 00 00 00 de 10 18 12
30: 00 00 00 00 60 00 00 00 00 00 00 00 0b 01 00 00

我们可以看到BAR0的值为0xf8000000 。 但是我们怎么知道从地址0xf8000000开始的区域的大小呢？ 从我检查过的一些网站（ 一、 二和三）他们谈到：
（1）找到地址的补码值，它应该是区域的长度（这对我来说在某些方面没有意义）或
(2)因为0xf8000000是1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ，所以区域的大小是2^27=128MB因为有 27 个连续的 0 直到它遇到第一个 1。

但是这两种方法都是错误的，因为lspci命令说特定区域映射了 16MB，而不是 128MB。

所以这是我真正的问题： 1. memory 区域大小应该如何计算？ 2.另外，上面映射的memory加起来好像是16M+256M+32M+128(+128K)，但是GPU的实际大小比ZCD69B4957F016CD818D7BF3E6小一点不是所有的 GPU memory 都通过 PCIe 映射到 MMIO 是对的吗？

提前致谢。

Answer 1

您提到的OSDev 链接定义了探测 BAR 的协议：

要确定 PCI 设备所需的地址空间量，您必须保存 BAR 的原始值，将全 1 的值写入寄存器，然后将其读回。 memory 的数量可以通过屏蔽信息位、执行按位非（C 中的“~”）并将值增加 1 来确定。然后应该恢复 BAR 的原始值。 BAR 寄存器自然对齐，因此您只能修改设置的位。