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：

（两张图均来自this site）

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

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。但是我们如何知道从地址0xf8000000 开始的区域的大小呢？从我检查过的一些网站（one、two 和 three）他们谈到：
(1) 找到地址的补码值，应该是长度区域的大小（在某些方面对我来说没有意义）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 因为有是 27 个连续的 0，直到它遇到第一个 1。

但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. 内存区域大小应该如何精确计算？ 2. 另外，上面映射的内存加起来好像是16M+256M+32M+128(+128K)，但是GPU内存的实际大小是12GB多一点。不是所有的 GPU 内存都通过 PCIe 映射到 MMIO 对吗？

提前致谢。

Answer 1

你提到的OSDev link定义了探测BAR的协议：

要确定 PCI 设备所需的地址空间量，您可以 必须保存 BAR 的原始值，将一个全 1 的值写入 寄存器，然后读回来。那么内存量可以是 通过屏蔽信息位确定，执行按位非 （C 中的“~”），并将值加 1。 然后应该恢复 BAR。 BAR 寄存器自然对齐并且 因此，您只能修改设置的位。