PCI/PCIe基础——配置空间分布

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PCI配置空间


由于PCI/PCIe设备分为Bridge和Agent两种,所以配置空间也有两种类型:


其中Agent的配置空间类型称为Type 00h:



简单介绍其中的几个寄存器的意义:


Vendor ID,Device ID:标记了一个设备的生产厂商和具体的设备,比如Intel的设备Vendor ID通常是0x8086,Device ID就需要厂家自定义了,总之能够识别到具体是哪个设备就可以了。


Status:设备状态字,具体每个BIT的意义见下图:



Command:设备状态字:



Base Address Registers:决定PCI/PCIe设备空间映射到系统空间具体位置的寄存器,映射方式有两种,分别是IO和Memory映射:




处理器系统资源分为IO资源和MMIO资源两种,因此PCI/PCIe空间地址对应也有两种。


下面是Bridge的配置空间,它的类型被称为Type 01h:



Type 01h中也有Vendor ID,Device ID,Status,Command等寄存器。


另外需要注意的是这里的BAR计算得到的系统空间是该桥下挂的所有设备的系统空间的总和。


另外Subordinate Bus Number、Secondary Bus Number和Primary Bus Number,这些寄存器共同确定了该桥上行和下行的所有Bus号。



PCIe配置空间


PCIe是在PCI基础上发展的协议,PCIe也有上述的PCI配置空间,并且在此基础之上进行了扩展,其扩展形式是通过一种称为Capability的寄存器块来完成的。


PCI配置空间的大小是256个字节,即0x00~0xFF,而PCIe的配置空间扩大到了0x00~0xFFF,下图是具体的布局。



在原来的配置空间中,有一个寄存器指定了第一个Capability的位置,而第一个Capability又指定下一个Capability,构成了一串Capability,具体如下图所示:



各个不同的Capability的作用不同,且不同的设备有不同的Capability,在这里不一一介绍了。



其它说明


处理器系统中会为所有的PCI/PCIe设备留足足够的空间,但是几乎没有系统会满配,所以很多的配置空间实际上是空的,此时如果去访问,就会得到全FF,表示设备不存在。


下面是linux下访问PCI/PCIe配置空间的一个例子:



注:以上是一个Intel网卡的PCI/PCIe配置空间,这是虚拟机下的结果,真实机器上可能有所不同。