前言1）深入理解處理器體系結構是理解pci匯流排的重要基礎，超越pci自身，去理解系統的區域性匯流排。
2023年開始pcie取代pci和agp，成為區域性匯流排工業標準。
pci 並行共享架構， pcie序列
剛剛接觸pci不要去讀規範文件，規範文件適合查閱，不便於學習。
2）第一篇，pci匯流排基礎知識
第二篇，pcie相關概念
第1章， posted，non-posed, split 資料傳送方式，很重要
第2章，pci橋，pci的精華
第3章，資料傳送方式，與cache相關和預讀機制
第4，5章，pcie通述，x86的rc
第6,7章，pcie的事務層，鏈路層，物理層，物理層是核心，中國工程師最沒機會接觸的內容
第9章，流控的管理和策略
第10章，msi和msi-x中斷機制，x86架構多用msi-x，許多嵌入式處理器仍用msi
第11章，pcie中的序
第12章，linux驅動實現過程， capric和cornus卡
第13章，pci與虛擬化技術
第三篇，linux系統中pci的使用
第1章 pci基本知識
1）pci (peripheral componet interconnect), 屬於區域性匯流排（local bus），主要功能是連線外部裝置。由intel提出。
isa->pci->pcie, pcie繼承pci的設計思路；
pci-to-pci橋 （pci橋）、pcie-to-pci橋(pcie橋）、host-to-pci主橋（host主橋，pci主橋，pci匯流排控制器）
2）pci匯流排空間和處理器空間隔離
通過host主橋隔離，其中有許多緩衝，使得他們工作在各自的時鐘頻率
主橋的作用是將處理器訪問的儲存器位址轉換為pci匯流排位址 （重要）
以freescale的power pc和intel的x86處理器為例說明host主橋的實現方式。
3）可擴充套件
host主橋引出pci匯流排，pci通過pci橋擴充套件，形成pci匯流排樹，1課樹最多256個pci裝置
pci 橋的配置空間有管理其子樹的配置暫存器
4）動態配置
pci裝置的位址可由系統軟體動態分配，解決位址衝突，實現「即插即用」； isa還需要跳線
每個pci裝置都有獨立的配置空間，其中有裝置在匯流排中使用的基位址（實體地址）。
5）匯流排頻寬
pci，32位、33mhz的為132mb/s, eisa為33mb/s
6) 共享匯流排機制
pci裝置通過仲裁後獲得pci匯流排使用，才能傳輸，不需要處理器干預。
7）中斷機制
pci裝置通過四根中斷請求訊號 inta~d#向處理器提交中斷請求。配置空間中有這四根訊號的資訊。還有msi機制
x86，powerpc, mips, arm都把pci作為標準區域性匯流排，pci裝置：網絡卡，音效卡，硬碟控制器等
arm使用soc平台匯流排，即amba匯流排，連線片內裝置，但還是有amba-to-pci橋
1.1 pci匯流排組成結構
1）host主橋
pci裝置通過host主橋訪問主存，即dma操作，cache一致性模組會監聽，然後改變cache狀態。
powerpc處理器和主橋在乙個晶元，x86主橋在北橋中；
2）pci裝置
三類：pci主裝置、從裝置、橋裝置
pci裝置可以是主也可以是從，統稱pci agent, pci網絡卡、顯示卡、音效卡都是。
3）host處理器
host主橋中有許多暫存器，x86中有0xcf8和0xcfc兩個i/o埠 訪問pci裝置的配置空間；
powerpc中則是cfg_addr和cfg_data來訪問；
4）pci匯流排的負載，乙個插槽相當於2個負載，即pci最多10個負載
1.2 pci的訊號定義
每個裝置都有clk訊號，用於同步資料傳遞
2）位址和資料訊號
a. ad[31:0]訊號，復用位址和資料訊號，先傳位址，再傳資料；
突發傳輸，乙個位址週期後，多個資料週期
b. par訊號，為位址資料訊號線提供奇偶校驗位
c. c/be[3：0]#訊號
位址週期，該訊號表pci匯流排的訊號
資料週期，表示位元組選通訊號
目前多數pci裝置不支援i/o位址空間，僅支援儲存器位址空間
3）控制訊號，作用是保證資料的正常傳遞
a. frame#訊號， 指示乙個pci匯流排事務的開始和結束。低有效
b. irdy#訊號， 由主裝置驅動，錶主裝置的資料準備好了
c. trdy#訊號，由目標裝置驅動，表目標裝置資料準備完畢；
d. stop#訊號，目標裝置請求主裝置停止當前事務
e. idsel訊號，配置讀寫匯流排事務時，選擇pci目標裝置
f. devsel#訊號，目標裝置準備好
g. lock#訊號， 將目標裝置的儲存器和io資源鎖定，禁止其他主裝置訪問。避免使用，因為影響傳送效率
4）仲裁訊號， req#和gnt#
每條pci匯流排都有乙個匯流排仲裁器（pci橋中）. 先是主裝置發req#給仲裁，然後gnt#會有效就獲得了使用權
5）中斷請求
inta#, intb#, intc#, intd# , 低有效，pci裝置向處理器提交中斷請求，驅動的isr清除中斷後，pci裝置將訊號置高，結束中斷。
通過乙個規則（中斷路由表）得知來自不同pci裝置的中斷請求
1.3 pci匯流排的儲存器讀寫匯流排事務
1）pci裝置只有在系統軟體初始化配置空間後，才能被訪問
2）配置空間初始化後，該裝置就擁有乙個獨立的pci匯流排位址空間，即bar（base address register) 中描述的空間
3）posted和non-posted資料傳送方式
posted方式：主裝置傳數，到pci橋時，由橋來接管下發。減少阻塞。
non-posted: 資料必須到達目的地才能結束匯流排事務。pci匯流排使用delayed匯流排緩解這種方式的擁塞。
只有儲存器寫(pmw)可以採用posted事務，而儲存器讀，io讀寫，配置讀寫只能non-posted事務
4）host處理器訪問pci裝置
包括兩方面： host處理器向pci裝置發起儲存器和io讀寫請求
host處理器對pci裝置進行配置讀寫
a. pci裝置的配置空間中，共6個bar，可以存放i/o位址空間，儲存器位址空間，等pci匯流排位址空間，是pci匯流排域的實體地址。
b. x86有獨立的io空間，可以把pci的io位址對映到儲存器域的io位址空間,通過in,out對儲存器域io訪問，
host主橋又轉換為pci域的io位址，最後訪問到pci裝置的io. 兩個域的i/o位址相同；
而powerpc則把pci裝置的io對映到儲存器位址
5）pci裝置讀寫主存
pci裝置與主存進行資料交換的過程被稱為dma. 按照我們的9056驅動來看，處理器讀寫pci裝置也可以dma
6）delayed方式
用於緩解non-posted擁塞，分為delay讀寫請求和delay讀寫完成
處理器傳給主橋後，啟用retry週期，就釋放匯流排了。delayed讀請求drr，讀完成drc
雖然有提公升，但重試週期也會消耗pci匯流排，所以pci-x和pcie公升級為split事務，傳送端將non-posted發給接收端
然後接收端主動將資料傳遞給傳送端
1.4 中斷機制
兩種：inta/b/d#訊號和msi
1) x86使用apic中斷控制器，powerpc使用mpic中斷控制器
中斷控制器有外部中斷請求引腳irq_pinx#， bios的中斷路由表記錄intx訊號和中斷控制器的連線關係
多數裝置僅使用inta，pci配置空間interrupt pin暫存器記錄了該裝置究竟用哪個intx訊號。
intx屬於邊帶訊號，即這些訊號在pci匯流排中是可選訊號，只能在處理系統內部使用，pci橋不會處理這些邊帶訊號
中斷路由表：由bios儲存兩者間的對映關係
2）中斷的同步
intx與clk訊號無關，涉及非同步
如當裝置dma寫主存，isr中收到intx時，並不意味著資料已經寫入主存，因為資料傳遞需要通過host主橋和pci橋，才能到主存。
（即兩個路徑，無法確定哪個資訊率先到達）
所以isr中要先讀中斷狀態暫存器，這個讀保證了資料已經到達主存，（利用了pci匯流排的「序」機制）
3) msi中斷機制
實際上是儲存器寫事務，是某段儲存器位址範圍，資料事先安排好的，含有中斷向量號。host主橋會翻譯這個寫事務為中斷請求給處理器
pci-x和pcie必須支援msi，pci不一定
1.5 pci-x匯流排簡介
1） 頻率可達533mhz
2）split事務，requester和completer，和delayed比，資料是由completer主動傳遞的，而不是通過requester通過多次重試得到的。
3）目標裝置可以將主裝置發的命令鎖存，在下乙個時鐘週期進行解碼操作。提高了效率
很少有基於pci-x的裝置
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