文章目录
- PCIe基础
- 拓扑
- 配置空间
- 兼容PCI协议
- Memory & I/O地址空间
- 参考
PCIe基础
PCI Express，简称PCI-E，官方简称PCIe，是计算机总线的一个重要分支，它沿用既有的PCI编程概念及信号标准，并且构建了更加高速的串行通信系统标准。目前这一标准由PCI-SIG组织制定和维护。
拓扑
配置空间
在 PCI Express (PCIe) 中，设备被分为两种类型：Type 0 设备和 Type 1 设备。Type 0 设备和 Type 1 设备的区别在于它们的配置空间结构不同。
Type 0 设备是指普通的 PCIe 设备（RC和EP）。Type 0 设备的配置空间只包含一个配置空间头部，用于描述设备的基本信息，如 Vendor ID、Device ID、Class Code、Subclass Code 等等。Type 0 设备可以有多个 BAR（Base Address Registers），用于描述设备的地址空间信息。
Type 1 设备是指 PCIe-to-PCI/PCI-X Bridge，它们可以将一个 PCIe 总线转换成一个或多个 PCI 总线，从而使 PCIe 总线上的 PCIe 设备可以与 PCI 总线上的 PCI 设备进行通信。Type 1 设备的配置空间包含一个配置空间头部和一个或多个 PCI-to-PCI Bridge (P2P) 或 CardBus Bridge (CB) 头部。Type 1 设备的每个 PCI-to-PCI Bridge (P2P) 或 CardBus Bridge (CB) 头部描述一个转换的 PCI 总线。Type 1 设备还有多个 BAR，其中每个 BAR 描述一个转换的 PCI 总线上的地址空间。
PCIe Type 0配置空间（RC与EP设备）
PCIe Type 1 配置空间（网桥设备）
兼容PCI协议
PCIe总线 是 PCI总线 的升级版，因此 PCIe 设备的配置空间需要兼容 PCI 协议，以确保与老式 PCI 设备的兼容性和互操作性。
- PCIe兼容PCI配置空间格式：
PCIe 设备的配置空间必须使用与 PCI 相同的格式，包括配置空间头部和配置空间寄存器。
- 兼容PCI配置空间寄存器
PCIe 设备的配置空间寄存器必须包括与 PCI 相同的寄存器，包括 Vendor ID、Device ID、Class Code、Subclass Code、Header Type、Base Address Registers 等。这些寄存器在 PCIe 设备中的定义必须与 PCI 相同，以确保与 PCI 设备的兼容性和互操作性。
- 兼容PCI配置空间头部
PCIe 设备的配置空间头部必须兼容 PCI 头部格式，包括 Header Type、Cache Line Size、Latency Timer、Interrupt Pin、Interrupt Line 等字段。PCIe 设备必须使用 Type 0 或 Type 1 头部格式，并根据需要使用 PCI-to-PCI Bridge (P2P) 或 CardBus Bridge (CB) 头部格式。
- 兼容PCI配置空间的访问方式
PCIe 设备的配置空间必须使用与 PCI 相同的访问方法，包括使用 I/O 空间或内存空间访问配置空间。PCIe 设备的配置空间访问必须遵循 PCI 总线协议的要求和规范，以确保与 PCI 设备的兼容性和互操作性。
兼容PCI配置空间
PCI Device Classes (ucw.cz) 可用于查询设备类型。
Memory & I/O地址空间
在PCIe总线中，可以访问PCIe设备的两种类型的地址空间，分别为Memory空间和I/O空间，Memory空间是一种物理地址空间，可用于访问系统内存，在PCIe总线中，Memory空间通常用于访问设备的配置寄存器和DMA缓冲区。I/O空间是一种虚拟地址空间，用于访问设备的寄存器和控制器。以进行数据传输和控制操作。
PCIe 总线将 Memory 地址空间和 I/O 地址空间分别映射到总线地址空间中的不同区域。Memory地址空间通常映射到系统内存地址空间中的一部分，由操作系统和设备驱动程序来管理和分配。I/O 地址空间则映射到总线地址空间中的一段固定区域，通常为 64KB 的大小。设备可以访问 I/O 地址空间中的寄存器和控制器。
在设备驱动程序中，可以使用 inb()、outb()、inw()、outw()、inl()、outl() 等函数来读取和写入 I/O 空间中的数据。这些函数分别用于读取和写入单字节、双字节和四字节数据，可以根据具体需求来选择适当的函数。需要注意的是，访问 I/O 空间时需要使用 ioread*() 和 iowrite*() 等内核函数来确保访问的正确性和安全性。
