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文章目录
- PCIe TLP结构
- PCIe配置空间和地址空间
PCIe TLP结构
TLP 主要由3个部分组成： Header 、 数据(可选，取决于具体的TLP 类 型 ) 和 ECRC (End to End CRC, 可选)。TLP 都始于发送端的事务层，终于接收端的事务层。
每个 TLP 都有一个 Header 。 事务层根据上层请求内容，生成 TLP Header 。Header 包括 发送者的相关信息、目标地址(该 TLP 要发给谁)、TLP 类型(诸如前面提到的内存读、内 存写)、数据长度(如果有数据的话)等。
ECRC 域为之前的 Header 和数据(如果有的话)生成一个CRC, 在接收端根据收到的 TLP 重新生成 Header 和数据(如果有的话)的CRC, 与收到的 CRC 比较， 一样则说明数据 在传输过程中没有出错，否则就有错。
TLP Header的公共部分各项内容:
- Fmt : Format, 表明该 TLP是否带有数据，Header 是 3 DW 还是4 DW。
- Type : TLP 类型，包括内存读、内存写、配置读、配置写、消息和响应等。 口 R : Reserved, 等于0。
- TC: Traffic Class,TLP也分三六九等，优先级高的先得到服务。TC : 3 bit 说明可以 分为0～7这8个等级，TC 默认是0,数字越大，优先级越高。
- Attr : Attribute, 属性，前后共三个位。
- TH : TLP Processing Hints(处理提示)。
- TD : TLP Digest,之前说 ECRC可选，如果这位被设置，则说明该 TLP包含 ECRC, 接收端应该做 CRC校验。
- EP: “有毒”的数据，应远离。
- AT : Address Type,地址种类。
- 长度： Payload 数据长度，10位，最大为1024,单位为DW, 所以 TLP最大数据长 度是4 KB。该长度总是为DW 的整数倍，如果TLP 的数据不是 DW的整数倍(不是 4 B 的整数倍),则需要用到 Last DW BE和 1st DW BE这两个域。
TLP 格式和类型域编码:
| TLP | Fm t域 | Type域 | 说 明 |
|---|---|---|---|
| Memory Read Request(内存读请求) | 000=3 DW,不带数据 001=4 DW,不带数据 | 00000 | 内存读不带数据，其Header大小为 3 D W 或 4 D W |
| Memory Write Request(内存写请求) | 010=3 DW,带数据 011=4 DW,带数据 | 00000 | 内存写带数据，其Header大小为 3 D W 或 4 D W |
| Configuration Type 0 Read Request (Type 0配置读请求) | 000=3 DW,不带数据 | 0.0100 | 读终端的配置，不带数据，Header 总是为3 DW |
| Configuration Type 0 Write Request (Type 0配置写请求) | 010=3 DW,带数据 | 00100 | 写终端的配置，带数据，Header总 是为3 DW |
| Configuration Type 1 Read Request (Type 1配置读请求) | 000=3 DW,不带数据 | 00101 | 读交换机的配置，不带数据，Header 总是为3 DW |
| Configuration Type 1 Write Request (Type 1配置写请求) | 010=3 DW,带数据 | 00101 | 写交换机的配置，带数据，Header 总是为3 DW |
| Message Request(消息请求) | 001=4 DW,不带数据 | 1 0rrr | 消息的Header总是为4 DW |
| Message Request with Data(带数据 的消息请求) | 011=4 DW,带数据 | 1 0rrr | 消息的Header总是为4 DW |
| Completion(响应) | 000=3 DW,不带数据 | 01010 | 响应的Header总是为3 DW |
| Completion with Data(带数据的晌应) | 010=3 DW,带数据 | 01010 | 响应的Header总是为3 DW |
PCIe配置空间和地址空间
每个 PCIe 设备都有这样一段空间：主机软件可以通过读取它获得该设备的一些信息 也可以通过它来配置该设备。这段空间被称为PCIe 的配置空间。
PCI 或者 PCI-X 时代就有配置空间的概念，当时整个配置空间就是一系列寄存器的集合，由两部分组成：64 B的 Header 和192 B的 Capability(能力)数据结构。进入PCIe时代，PCIe能耐更大，192 B不足以罗列它的绝活。为了保持后向兼容，又 不把绝活落下，把整个配置空间由256 B 扩展成4 KB, 前面256 B 保持不 变。
配置空间的Header中很重要的是BAR(Base Address Register, 基址寄存器)。终端配置 (Type 0) 最多有6个BAR, 交换机 (Type 1) 只有2个。
CPU 如果想访问某个设备的空间，让RC 去办。例如：如果CPU 想读 PCIe设备的数据，先让RC 通过TLP 把数据从PCle 设备读到主机内存，然后CPU 从主机 内存读数据；如果CPU 要往PCle 设备写数据，则先把数据在内存中准备好，然后让RC 通 过TLP 将其写人PCle 设备。
具体实现就是上电的时候，系统把 PCle 设备开放的空间(系统软件可见)映射到内存 地址空间，CPU 要访问该PCIe 设备空间，只 需访问对应的内存地址空间。RC 检查该内 存地址，如果发现该内存地址是某个PCle 设 备空间的映射，就会触发其产生TLP 去访问 对应的PCle 设备，从而实现读或者写PCIe 设备.
设备出厂时， 这些空间的大小和属性都写在配置BAR 寄存器里面。上电后，系统软件读取这些BAR, 并 分配对应的系统内存地址空间，然后把相应的内存基地址写回BAR 。
(BAR 的地址其实是 PCI 总线域的地址， CPU 访问的是内存地址。CPU 访问PCle 设备时，需要把总线域地址转 换成内存地址。)
上电时，系统软件首先会读取 PCle设备的BAR 0, 得到数据,然后系统软 件往该BAR 0中写入全1,BAR 寄存器有些位是只读的，是PCIe设备在出厂前就固定好的，写全1进去，如果值保持不变，就说明这些位是厂家固化好的。这些固化好的位提供了这块内部空间的一些信息。
| XXXX XXXXXXXX XXXX XXXX | 00000000 | 0 | 00 | 0 |
|---|
低4位用于表明该存储空间的一些属性，比 如是/O 映射还是内存映射
一个PCIe 设备可能有若干个内部空间需要开放 出来，系统软件依次读取 BAR 1 、BAR 2 , 直到BAR 5, 完成所有内部空间的映射。
一个PCIe 设备 可能具有多个功能，比如硬盘功能、网卡功能 等，每个功能对应一个配置空间。
在整个 PCle 系统中，只要知道了总线序号、设备序号和功能序号，就能找到唯 一的功能。寻址基本单元是功能，它的ID 由总线、设备、功能(BDF) 组成。
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