pcie枚举过程

在 PCIe 枚举过程中，ECAM（Enhanced Configuration Access Mechanism） 是一种用于访问设备的 PCI 配置空间 的机制。在每个设备的配置空间中，系统通过 ECAM 访问设备的配置信息，并完成设备枚举与资源分配。对于你的例子（RC 有两个 Root Port，每个 Root Port 各挂载一个 Endpoint），ECAM 基址的分配是操作系统或固件的一部分，在系统启动时由固件（如 BIOS 或 UEFI）来设定和管理。

ECAM（配置空间）简介：

• ECAM 提供了一种线性映射机制，用于访问 PCIe 设备的 配置空间。ECAM 允许访问设备的标准配置空间（前 256 字节）和扩展配置空间（最高可达 4KB）。
• ECAM 机制通过内存映射的方式将配置空间映射到物理内存地址空间中，系统通过这些物理地址来访问每个设备的配置空间。

ECAM 基址分配的流程：

1. Root Complex 提供 ECAM 基址范围：

   • 在系统启动时，Root Complex（RC） 或固件（BIOS/UEFI）会为 PCIe 配置空间预留一段物理内存地址空间，这段地址空间专门用于 ECAM 映射。
   • RC 负责为整个 PCIe 拓扑提供 ECAM 空间，包括挂载在 RC 上的所有设备和桥的配置空间。
   • 这段 ECAM 地址空间一般是由硬件提供的，是固定的物理内存区域。在一些系统中，固件会提供一个全局的 ECAM 基地址，而不同设备的配置空间通过偏移和总线号、设备号、功能号来访问。

2. 地址空间分配和结构：

   • ECAM 基址空间是以 总线号、设备号 和 功能号 的方式组织的。ECAM 提供了一种直接访问设备配置空间的方法，通过如下格式来计算配置空间地址：

     mathematica
     
     ECAM_BASE + (Bus Number << 20) + (Device Number << 15) + (Function Number << 12) + Register Offset

     • Bus Number：标识 PCIe 总线号（例如 Bus 0, Bus 1, Bus 2 等）。
     • Device Number：标识每个总线上的设备号（0 到 31）。
     • Function Number：标识每个设备上的功能号（0 到 7）。
     • Register Offset：标识配置空间中的寄存器地址（每个功能的配置空间最多 4KB）。

3. 固件分配 ECAM 基址：

   • 固件（如 BIOS 或 UEFI）在系统启动时会为 PCIe ECAM 地址空间分配一个全局的 ECAM 基地址。
   • 该地址空间的大小通常取决于系统中支持的总线数目、设备数目以及每个设备的功能数。
   • 例如，假设系统支持 256 个总线，每个总线上有 32 个设备，每个设备最多有 8 个功能，且每个功能的配置空间为 4KB，则所需的 ECAM 地址空间为：

     
     256 个总线 × 32 个设备 × 8 个功能 × 4KB = 256MB

4. 为不同设备分配 ECAM 地址：（假设rc有2个rp，每个rp下挂1个ep为例子）

   • 假设 ECAM 基址被设置为 0x80000000。系统可以通过如下方式计算每个设备的 ECAM 地址：
     • 对于总线 0 上的设备（Root Ports）：
       • RP1 的 ECAM 地址为：0x80000000 + (0 << 20) + (0 << 15) + (0 << 12)，即 0x80000000。
       • RP2 的 ECAM 地址为：0x80000000 + (0 << 20) + (1 << 15) + (0 << 12)，即 0x80008000。
     • 对于 RP1 下的 Endpoint（EP1）：
       • EP1 被分配在总线 1，其 ECAM 地址为：0x80000000 + (1 << 20) + (0 << 15) + (0 << 12)，即 0x80100000。
     • 对于 RP2 下的 Endpoint（EP2）：
       • EP2 被分配在总线 2，其 ECAM 地址为：0x80000000 + (2 << 20) + (0 << 15) + (0 << 12)，即 0x80200000。

5. 操作系统通过 ECAM 访问配置空间：

   • 当操作系统或固件需要访问一个设备的配置空间时，它会根据总线号、设备号、功能号计算出该设备的物理地址，并直接通过内存访问设备的配置寄存器。
   • 例如，操作系统可以通过计算出的 ECAM 地址 0x80100000 来访问总线 1 上 EP1 的配置空间，并读取其 Vendor ID、Device ID 以及其他信息。
6. 枚举过程从设备号 0 开始，逐个扫描设备号，直到遇到一个没有设备存在的设备号为止，从而得知总线 0 上挂载的设备数量。在你的例子中，系统扫描到设备号 2 时没有设备存在，因此得知总线 0 上只有 2 个 Root Port。