PCIE事务层-消息请求
消息请求主要传递如下信号：
- INTx中断信号
- 电源管理
- 错误信号
- 锁定事务支持
- slot电源限制支持
- Vendor-Defined信息
- LTR（延迟容忍报告）
- OBFF（buffer刷新和填充的优化信息）
- DRS
- FRS
- PTM
对于一个消息请求，格式如下所示
对于上面header内的type域的[2:0]代表了消息路由类型如下：
INTx中断信号
MSI/MSI-X是PCIE首选的中断信号机制，中断消息的length字段是reserved的，有如下8种中断消息
电源管理信号
错误信号消息
锁定事务
槽位电源限制
限制下游端口的电源大小
Vendor-Defined信息
LTR（Latency Tolerance Reporting）
延迟容忍上报信息用于上报设备对读写服务消息的容忍度
OBFF信息
OBFF是向EP设备上报平台的中心资源情况
PTM信息
Precision Time Measurement，高精度时间测量
PCIE事务层-tlp事务层描述符
描述符通过三个部分组成，事务ID，属性域，TC域。如下图
Transaction ID
由上可以知道，事务ID是以一个16位的的requester ID和一个8位的tag组成。 这是由请求者的BDF，Bus Number[7:0]、Device Number[4:0]、Function Number[2:0]组成的信息。 对于post请求，仅发送bdf作为requester id即可，对于non-posted请求，还需要tag字段，
attributes
这里之前有提到，对于attr[2]和attr[1:0]定义如下
对于bit1和bit2，有四种模式为，1.pci强排序模式，2.轻松排序模式，3.基于ID的排序模式，4.轻松排序或ID排序，如下
对于bit0，选择是否cache一致性。0是默认一致，1可不一致，如下图
tc
tc作为流量控制，之前也提到过，000为默认不控制，001-111按照优先级做流控
PCIE事务层-tlp路由寻址
tlp有三种方式路由，Address方式，ID方式和implicit（隐式） address和id是常用路由方式，implicit仅用作message request的type tlp包的路由，这里描述一下address和id。
地址路由
address 路由用作memory和io类型，如果是64位地址则header是4dword，32位地址则是3dword，如下
对于地址路由时，header的1dword的at字段在memory read/write和atomicOp请求时有效，其他tlp类型时，at字段保留。如下
也就是：00b=未转换的地址，01b=地址转换请求，10b=已转换的地址，11b=预留
如果存在转换的地址，则地址映射关系，体现在header域的byte8-byte15上，如下图所示
值得注意的是，对于4g以下的地址，请求必须以32位的格式。
ID路由
id路由通常作为配置请求，ID Routed Message和Completions。对于header中，需要定义Vendor_Defined Messages作为ID。
id路由通过BDF（Bus，Device，Function Numbers）来明确TLP的目的地址
对于ari和非ari设备，id路由的header域值如下
如果是4dword的tlp header，id路由的header布局如下.（不同字节的header由tlp的类型决定）
如果是3dword的tlp header，id路由的header布局如下
这里可以从byte8和byte9来确定BDF值作为id路由的依据
First/Last DW Byte
对于header的byte7，有两个字段，last dw/1st dw。它与byte2和byte3的length[9:0]有一定关系：
- 如果length的长度是大于1dword，则1st的值不能为0000，last的值也不能为0000
- 如果length的长度等于1字节，则last的值必须是0000
PCIE事务层-tlp包格式
事务层主要处理生成和接收TLP包，以及其他如交换流控信息，支持软件和硬件启动的电源管理，这里主要说TLP包。
TLP事务类型
主要包括四个类型，内存，IO，配置，消息。如下图
TLP包格式
TLP包有前缀，头，数据，摘要四个部分组成，如下图
详细的TLP包格式如下图
tlp prefix
对于TLP的包的前缀包含如下字段。
前缀默认只有1dword，也就是上述字段。这里注意的是prefix的fmt一定是100b，其中type位的4位代表前缀的类型。对于local tlp prefix的type字段如下
组合起来如下
- 1000 0000 ---> MR-IOV
- 1000 1110 ---> VendPrefixL0
- 1000 1111 ---> VendPrefixL1
对于end-end tlp prefix 的type字段如下
组合起来如下
- 1001 0000 ---> ExtTPH
- 1001 0001 ---> PASID
- 1001 1110 ---> VendPrefixE0
- 1001 1111 ---> VendPrefixE1
这里VendPrefix均是Vendor定义的TLP前缀字段
tlp header
和prefix一样，header的第一个dword也是固定格式
但是对于fmt字段，不是prefix的固定的100，而是如下定义
这里fmt的值代表整个header包含多少个dword，
而接下来的type字段确定tlp的类型，故fmt和type的对于tlp包的类型如下图
这里还有如下字段解释
- R：预留
- TC[2:0]: 流量控制，默认是0,最大流量,001-111是基于优先级的流量控制等级
- Attr[2]：是否支持ID-Based Ordering（设置允许不相关流量之间放宽排序要求，避免pcie在生产者和消费者模型中发送死锁）
- LN：对于内存请求中，指示是否为LN Read还是LN Write，对完成者指示LN是否完成
- TH：是否存在TPH（TLP Processing Hints）
- TD：确定是否存在1个dword的tlp digest
- EP：确定tlp的数据是否有效（CRC校验），1代表无效
- Attr[1:0]：bit5标识是否打开Relaxed Ordering，bit4标识是否打开硬件（cache）一致性管理
- AT: 与地址转换有关，00b=未转换的地址，01b=地址转换请求，10b=已转换的地址，11b=预留
关于length域，主要如下
- Length[9:0]：tlp的data payload的大小，以dword为单位
tlp data payload
对于data payload，需要注意如下
- 通常情况下，payload的size是length[9:0]大小的dword，但是在Device Control寄存器会设置一个Max_Payload_Size，length[9:0]的值不能超过这个size。
- header后面的数据第一个字节更趋近于0，后面的字节逐步增加（非AtomicOp Request和AtomicOp Completion）
- 如果是AtomicOp Request和AtomicOp Completion，则第一数据字节应该是数据的最低有效字节，如果涉及到小端，则是header-0x100-0x107。因为0x100是最低位字节，如果涉及大端，则是header-0x107-0x100。 如下图
对于数据 76543210，如果非AtomicOp Request和AtomicOp Completion，则0x100存放0，0x107存放7（第二点） 如果是AtomicOp Request和AtomicOp Completion，如果目标内存架构是小端，则100存放0，107存放7（小端数据高位存在低地址）。如果是大端，则100存放7，107存放0.
tlp digest
如上述可知，TD位如果是1，则tlp址出digest，并且digest域存放ecrc的值，当然，如果tlp本身不支持ecrc校验，则应该主动忽略digest域的内容
这里ECRC的意思是，end to end crc，端到端crc。ecrc与lcrc不同的点是，数据的内部转发不会对lcrc值进行校验，如果转发过程中出现错误，则可以通过ecrc来进行判断。
PCIE的拓扑结构
pcie主要有rc，ep，和switch以及pcie to pci/pci-x bridge组成，如下图所示
root complex
rc设备通常直接对接cpu和memory，通常也是pcie设备的根设备，也就是bus域的根设备
endpoints
ep设备是终端设备，也就是具体实现功能的设备，它有如下特殊的ep设备:
- 传统EP设备
- PCIE EP设备
- 复合rc和ep功能的pcie设备
- 对于传统ep设备，主要兼容早期的pci-x等设备，所以可能生成io requests
- 对于pcie ep设备禁止生成io requests
- 对于rc和ep复合设备其大部分仍是pcie ep设备的要求，它可以灵活的作为rc设备，但是这种设备不能出现在rc设备的拓扑结构中，也不能出现在switch设备的拓扑结构中，只能单一存在。
switch
switch设备可以提供多个虚拟的pci-pci的bridge设备，如下图所示
所以switch具有如下两个特性
- switch设备能够在内部bridge产生竞争的时候产生仲裁
- switch设备只能是bridge，内部不能出现ep设备
对于switch包含设备
- Root Complex Event Collector（RCEC）设备
- PCI Express to PCI/PCI-X Bridge
- RCEC设备是特殊的switch设备（0x08，0x07），它对RC设备的错误信息收集和PME消息，
- PCIE to PCI/PCI-X作为bridge来扩展pcie设备
