讲讲对PCIE总线协议的一点理解吧。感觉每一年又会多一点理解，但不懂得地方仍很多。
PCI总线是拓扑结构，PCI总线从0开始，不超过256（但一般不会一层一层挂太多）。Device不超过32，Function不超过8。如下图，挂在总线0，即Bus 0上的为根（root）设备，下面还挂设备的则为桥（Bridge），不再挂设备的即为设备（Device）。挂在桥下的设备总线号必然大于桥的总线号，下图中，PCI桥片1位Bus 0，PCI设备11为bus 1，PCI设备31为Bus 3。所以PCI桥片1的从属总线是1-3。
挂在PCI总线上的所有桥或设备都有特定的编号，即为Bus，Device，Function，不会重复。CPU对于挂在root上的设备都有固定定义，查看datasheet即可。
PCI设备的配置空间如下图：
该空间寄存器的详细信息可查看PCIE Spec，以Class Code为例，Class Code是判断PCI类型：LAN、VGA、存储设备等等。对于下面一段代码进行分析。
if (Hdr->ClassCode[2] == 0x0C) {
if (Hdr->ClassCode[1] < sizeof (gPciSerialClassCodes) / sizeof (VOID *)) {
Str = gPciSerialClassCodes[Hdr->ClassCode[1]];
if (Hdr->ClassCode[1] == 0x03) {
switch (Hdr->ClassCode[0]) {
case 0x00:
Str = L"USB-UHCI ";
break;
case 0x10:
Str = L"USB-OHCI ";
break;
case 0x20:
Str = L"USB-EHCI ";
break;
default:
break;
}
}
}
}
首先要判断Class Code的高位为0x0c（串行总线控制器），才能找到0x0c对应的Sub-Class Code，代码对应下图：
如何访问PCI设备？
两种方式：IO或memory
IO：即地址端口0xcf8/数据端口0xcfc，特定Bus，Device，Function按下图方式得到地址（实际中寄存器地址不用偏移两位），写入0xcf8；从0xcfc得到数据。
memory：方式类似，但Bus，Device，Function全部左移四位，bit31-28也根据CPU不同而不同，以Intel为例：Address = 0xE0000000+(Bus<<20)+(Device<<15)+(Function<<12)+Register.**（这里有点忘了，不确定!）o(╥﹏╥)o
以此可以看出IO方式只能访问256字节，即为PCI的配置空间。
PCI和PCIE的不同？
每种function包含4K的配置空间，前256字节为兼容配置空间，PCI的配置空间为0x00- 0xFF，PCIe设备还支持0x100 -0xFFF这段扩展配置空间。
怎么判断是PCI还是PCIE？
PCIE扩展空间的头指针存放于Capability Pointer(Config_ddress+0x34)，从偏移地址0x34开始，读取值，该值为指向下一个ID的指针，判断ID是否为0x10，不是则读取指针+1的寄存器的值，该值为下一个ID的指针，直到ID为0x10,，当ID为0x10时，则该设备为PCIE设备，此ID开始的地方为PCIE Capability结构的开始，PCI设备不能使用这段空间。当Pointer为0，结束。
原话：PCI Express Capability ID Register
This read-only field must contain the value 10h,indicating this is the start of the PCI Express Capability register set
举个栗子：如下图，地址0x70开始为PCIE Capability结构配置空间
该空间的具体寄存器信息如下，里面包含设备种类（上下游）、负载、PCIE Link速度，Link宽度等等。
以速度和宽度举例：
下列代码是判断该PCIE速度（Gen1/Gen2/Gen3）和宽度（x1/x2/x4/x8/x16/x32）.
// check is pcie capability
Status = Pci->Pci.Read (Pci, EfiPciIoWidthUint8, PcieCapabilityPtr, 1, &CapabilityId);
LinkStatusPtr = (UINT16)(PcieCapabilityPtr + 0x0C);
Status = Pci->Pci.Read (Pci, EfiPciIoWidthUint16, LinkStatusPtr, 1, &LinkStatusValue);
GenValue = (UINT8)(LinkStatusValue & 0xF);
LaneValue = (UINT8)((LinkStatusValue & 0x3FF) >> 4);
switch (GenValue) {
case PCIE_GEN1:
GenStr = L"Gen1";
break;
case PCIE_GEN2:
GenStr = L"Gen2";
break;
case PCIE_GEN3:
GenStr = L"Gen3";
break;
default:
break;
}
switch (LaneValue) {
case PCIE_LANEX1:
LaneStr = L"Lane:1";
break;
case PCIE_LANEX2:
LaneStr = L"Lane:2";
break;
case PCIE_LANEX4:
LaneStr = L"Lane:4";
break;
case PCIE_LANEX8:
LaneStr = L"Lane:8";
break;
case PCIE_LANEX12:
LaneStr = L"Lane:12";
break;
case PCIE_LANEX16:
LaneStr = L"Lane:16";
break;
case PCIE_LANEX32:
LaneStr = L"Lane:32";
break;
default:
break;
}
另：附上遍历主板所有PCI设备并判断是PCI还是PCIE设备的代码（将设备的地址送入0xCF8，从数据端0xCFC读出来的vendor值为0xFFFF，即为无效，没有设备。）
注：PCI空间是以double word读取，字节和字读取都无效。
#include
#include
#include
void delay(unsigned int max);
void PCIE_SCAN(unsigned int Address);
int main()
{
char bus,device,function;
unsigned int cfg_add,ventor_val;
for(char i=0;i<5;i++) //scan bus
{
for(char j=0;j<32;j++) //scan device
{
for(char k=0;k<8;k++) //scan function
{
bus = i;device = j;function = k;
// the base address of every device
cfg_add = 0x80000000+bus*0x10000+(device*8)*0x100+function*0x100;
outpd(0xCF8,cfg_add);
// vendor number
ventor_val = inpd(0xCFC);
//judge the device exist or not
if(ventor_val!=0xffffffff)
{
printf("%04x ",ventor_val);
printf("bus = %02x,device = %02x,function = %02x",bus,device,function);
delay(100);
//find PCIE device
PCIE_SCAN(cfg_add);
}
}
}
}
system("pause");
return 0;
}
void delay(unsigned int max)
{
unsigned int d;
for(d=0;d } void PCIE_SCAN(unsigned int Address) { int flag =1; unsigned int capability_pointer,capability_ID,capability_Npointer,p; // printf("%0x",Address); //capability pointer register is 0x34 outpd(0xCF8,(Address+0x34)); capability_pointer = inp(0xCFC); while(flag) { outpd(0xCF8,(Address+capability_pointer)); //capability ID and next pointer and other 16 bits p = inpd(0xCFC); capability_ID = p%256; if(capability_ID==0x10) { printf(" PCIE device\n"); goto ex; } p = p>>8; capability_Npointer = p%256; //When pointer is 0x00,there is no space of extension if(capability_Npointer==0) { flag = 0; } capability_pointer = capability_Npointer; } printf(" PCI device\n"); ex: ; } 在DOS下运行结果如下图：