硬件设备识别扫盲篇

Posted 2023-03-13

参考技术A 转自：https://blog.csdn.net/codectq/article/details/104472150/

一个全新的硬件模块中需要掌握的部分：

1 首先要了解这个硬件的用途，物理接口，pin定义。

2 要知道需要做什么样的配置才能使得设备达到我们的预期。

3 设备工作中最重要的就是三个模块，正确识别，注册中断以及终端处理函数，数据传输。

完成以上三步一个硬件模块的bringup就完成了。本文忽略了大部分细节，只为了用最短的篇幅描述好PCIe。

MSI、MSI-X中断和TLP这里不详细展开去说，必要的时候会带出来。

首先用一张图来直观的呈现出要了解PCIe，我们需要知道的一些基本概念。

由于PCI/PCIe常见设备分为Bridge和Agent两种，这两种设备的区分是写在配置空间的header字段中的，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,Bridge的配置空间，它的类型被称为Type 01h。

PCI/PCIe的配置地址空间Configuration Space是一个与Memory空间和IO空间并列的独立的空间。

对Legacy PCI来讲，Configuration Space有256 Bytes

对于PCIe, Configuration Space有4096 Bytes

BAR(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，因此配置空间的访问方式也有两种：

IO方式(CF8h/CFCh)

Memory方式(ECAM)

https://blog.csdn.net/vc66vcc/article/details/81014637

https://blog.csdn.net/huangkangying/article/details/50570612

用华为hisi的芯片来描述PCIe在linux中的驱动注册过程，可以参考本文： https://blog.csdn.net/chengch512/article/details/52635736?depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task&utm_source=distribute.pc_relevant.none-task

参考文章链接：

https://www.cnblogs.com/szhb-5251/p/11620310.html

https://www.cnblogs.com/yangxingsha/p/11551472.html

https://blog.csdn.net/kunkliu/article/details/94380357

https://www.sohu.com/a/300238384_505795

https://blog.csdn.net/buyi_shizi/article/details/51068609

https://blog.csdn.net/abcamus/article/details/74157026

https://blog.csdn.net/abcamus/article/details/74157026

一个PCIe设备能够被识别，大致需要经过以下步骤：

上述过程的详细描述可以参考这个链接：

https://blog.csdn.net/maxwell2ic/article/details/90759280

https://blog.csdn.net/yijingjijng/article/details/48196531

上面的描述我们也能看到，一个设备之所以能够被检测并正确的识别，需要很多个过程，首先这个设备能够从物理上被识别到。而识别到这个设备的第一个关键步骤就是物理层上能够检测到。在设备中按照OSI模型，都会有多个层次结构。对于PCIe同样也不例外，下图就是一个PCIe的层次结构。

此处只简单描述下PHY层（也就是物理层）中的链路训练状态机（LTSSM，Link Training and Status State Mechine）。

主要包含五类状态：

1 链路训练状态（Link Training State）

Detect

Polling

Configuration

2 重训练状态（Re-Training(Recovery)State）

Recovery

3 软件驱动功耗管理状态（Software Driven Power Managment State）

L2

L0

L1

4 活动状态功耗管理状态（Active-State Power Management State,ASPM State）

L1

L0s

5 其它状态（Other State）

From Configuration or Recovery :Disabled\External Loopback。

From Recovery: Hot Reset。

具体我们可以通过这张图来了解一下LTSSM：

这一部分更为详细的描述，我们可以通过这个链接来看： https://blog.csdn.net/kunkliu/article/details/94594501

以上是在理论层面上全面的了解了PCIe，具体我们在使用的过程中，需要通过软件的方式来实现，从而能够正确的被上层应用使用。

PCIe的BAR地址是如何分配的呢？

在PCIE配置空间里，0x10开始后面有6个32位的BAR寄存器，BAR寄存器中存储的数据是表示PCIE设备在PCIE地址空间中的基地址，注意这里不是表示PCIE设备内存在CPU内存中的映射地址，至于这两者之间如何转换，就是前面提到的TLP的工作。

枚举的过程描述可以参考：

http://blog.chinaaet.com/justlxy/p/5100053320

https://blog.csdn.net/buyi_shizi/article/details/51068609 枚举

总结如下：

1 向BAR空间写1。

2 读取BAR值，确定地址空间大小和类型。

3 像高比特写入地址空间地址（系统分配的）。