Linux PCI架构详解 引言 在PC时代，随着处理器的发展，经历了几代I/O总线的发展，这些总线技术的革新主要为了解决CPU主频提升与外部设备访问速度不匹配的问题

    其中，PCI（Peripheral Component Interconnect，外部设备互联）总线及其后继者PCIe（PCI Express）在PC和嵌入式系统中扮演了重要角色

    本文将详细探讨Linux PCI架构，包括PCI/PCIe总线硬件、Linux PCI驱动核心框架、Linux PCI Host控制器驱动等方面

     PCI总线概述 PCI总线由Intel公司提出，其主要功能是连接外部设备

    PCI总线技术的引入是PC体系结构的一次重大变革，它通过在ISA总线和CPU总线之间增加一级总线或管理层，将一些高速外设（如图形卡、硬盘控制器等）从ISA总线上卸下，通过局部总线直接挂接在CPU总线上，使之与高速CPU总线相匹配

     PCI总线组成 PCI总线的系统架构主要包括以下几个模块： 1.Host Bridge（如北桥）：处理器、Cache、内存子系统通过Host Bridge连接到PCI上

    Host Bridge管理PCI总线域，是联系处理器和PCI设备的桥梁，完成处理器与PCI设备间的数据交换

    数据交换包括处理器访问PCI设备的地址空间和PCI设备使用DMA机制访问主存储器

    在PCI设备用DMA访问存储器时，会存在Cache一致性问题，这是Host Bridge设计时需要考虑的重要方面

    此外，Host Bridge还支持仲裁机制、热插拔等功能

     2.PCI Local Bus：由Host Bridge或PCI-to-PCI Bridge管理，用于连接各类设备，如声卡、网卡、IDE接口等

    可以通过PCI-to-PCI Bridge扩展PCI总线，并构成多级总线的总线树

     3.PCI-To-PCI Bridge：PCI桥，用于扩展PCI总线，使采用PCI总线进行大规模系统互联成为可能

    它管理下游总线，并转发上下游总线之间的事务

     4.PCI Device：PCI总线中有三类设备：PCI从设备、PCI主设备和桥设备

    PCI从设备被动接收来自Host Bridge或其他PCI设备的读写请求；PCI主设备可以通过总线仲裁获得PCI总线的使用权，主动向其他PCI设备或主存储器发起读写请求；桥设备管理下游的PCI总线，并转发上下游总线之间的总线事务，包括PCI桥、PCI-to-ISA桥、PCI-to-Cardbus桥等

     PCI总线信号定义 PCI总线是一条共享总线，可以挂接多个PCI设备

    PCI设备通过一系列信号与PCI总线相连，包括地址/数据信号、接口控制信号、仲裁信号、中断信号等

     每个PCI功能有256字节的配置空间，前64字节是Header，剩余的192字节支持可选功能

    有两种类型的PCI功能：Bridge和Device，两者的Header不同

    Bridge和Device配置空间中有一个重要的寄存器字段：Base Address Register（BAR空间）

    当PCI设备的配置空间被初始化后，该设备在PCI总线上就会拥有一个独立的PCI总线地址空间，即BAR空间，用于存放IO地址空间或存储器地址空间

     PCIe总线概述 随着CPU主频的不断提高，PCI总线的带宽捉襟见肘，且存在一些架构上的缺陷，如带宽、流量控制、数据传送质量等问题

    PCIe应运而生，有效解决了这些问题

     PCIe体系结构 PCIe（PCI Express）是目前PC和嵌入式系统中最常用的高速总线，它在P