1.1 PCI&PCIE 配置寄存器访问

1、PCIE 寄存器的总体结构:

PCI的配置寄存器空间为256个字节大小。PCIE扩展了配置寄存器空间,大小为4096的字节。PCIE配置寄存器的整体分布如下图所示:

1.1 PCI&PCIE 配置寄存器访问_第1张图片

从上图可见,整个PCIE配置空间被分成了3部分,其中0-FF为PCI兼容的配置空间,100-FFF为PCIE扩展的空间。每部分的作用大概如下:

  • a、0-3F :这部分的配置空间是标准的PCI配置空间头,是每个PCI/PCIE设备都必须遵循的。目前一共有3种标准头格式,00是PCI DEVICE头,01是PCI-PCI bridge头,02是Cardbus bridge头。头类型由Header Type寄存器定义。
  • b、40-FF :这部分定义PCI扩展功能寄存器。0-3F定义的寄存器是每个PCI设备都必须实现的,而PCI的一些扩展功能,不是每个设备都必须实现的,可以根据自己的需要来实现其中一部分特性。重点注意的是这部分寄存器的组织结构,每一个可选的特性被组织成一个标准的Capability Struct,设备选用的多个Capabilities用链表的方式组织起来,称为Capabilities List。PCIE即在PCI原有的Capabilities当中新增了一种ID,即PCIE Capability Struct。这样可以实现对老的PCI驱动的兼容。
  • c、100-FFF:这部分定义PCIE扩展功能寄存器。实现PCIE的可选特性,也是采取Capabilities List结构组织起来的。

2、PCI Capabilities List(40 - FF)的组织方法:

40-FF区域用来实现可选的PCI特性,每个特性对应一个Capability Struct,所有实现的特性用链表的方式组织起来,称为Capabilities List。组织形式如下图所示:

1.1 PCI&PCIE 配置寄存器访问_第2张图片

在标准PCI头的寄存器中,”status”(06h)寄存器bit4定义了本设备是否有Capabilities List,”Capabilities Pointer”(34h)寄存器定义了Capabilities List链表头指针。如下图所示:

1.1 PCI&PCIE 配置寄存器访问_第3张图片

需要特别注意注意的是,PCI配置寄存器是不能随意增加的。寄存器需要根据特性组织成Capabilities Struct,对Capabilities Struct是有统一规定的,包括标准特性和自定义特性。
现在协议规定的Capabilities ID有下列特性:

1.1 PCI&PCIE 配置寄存器访问_第4张图片

3、PCIE Capabilities List(100 - FFF)的组织方法:

100-FFF区域用来实现PCIE独有可选的PCI特性,也都是使用Capabilities List的形式来组织的,只是具体的Capbalities Struct结构有些扩展。

1.1 PCI&PCIE 配置寄存器访问_第5张图片

4、实例:

以系统A的PCIE配置空间为例来说明Capabilities List的组织方法:

1.1 PCI&PCIE 配置寄存器访问_第6张图片

5、参考资料:

  • PCI Local Bus Specification Revision 2.3
  • PCI Express Base Specification Revision 1.1

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