本文主要是介绍windows驱动开发-PCI讨论(一)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
前面描述中断的时候，我们曾经多次体积PCI，甚至提供了一些PCI的相关知识，但是整个PCI是一个很大的体系，专门记录这个体系超出了这个系列的范畴，有兴趣的可以到PCI官网了解详细的情况。
但是还是会花费一些时间讨论PCI技术，接下来我们从WDM的角度讨论PCI协议。
先正式的介绍一下PCIe:
PCI Express (PCIe) 是一种 I/O 总线技术，旨在 PCI、PCI-X 和加速图形端口 (AGP) 取代外围组件互连。 通过提供高级功能和增加的带宽，PCIe 解决了 PCI、PCI-X 和 AGP 的许多缺点。 PCIe 保留了与 PCI 本地总线规范 2.3 的完整软件兼容性，并将 PCI 和 PCI-X 的并行多滴总线体系结构替换为串行的点到点连接总线体系结构。
两个 PCIe 设备通过一个链路连接，每个链路由一个或多个通道组成。 每条车道由两个低电压、差分信号对组成，可向相反方向传送 2.5 Gbps 的流量。 一对用于传输，另一对用于接收。 若要进一步增加链路的带宽，可以在两个 PCIe 设备之间) (x1、x2、x4、x8、x12、x16 或 x32 通道并行放置多个通道，以聚合每个通道的带宽。
PCIe 硬件与 Microsoft Windows 2000 和 Microsoft Windows XP 操作系统上的 PCI 软件向后兼容。 高级 PCIe 功能仅在 Windows Vista 和更高版本的 Windows 中受本机支持。
设备驱动程序和 PCI 电源管理
通常，设备驱动程序的责任如下：
总线驱动程序：总线驱动程序负责枚举、配置和控制设备。 对于 PCI-PM，PCI 驱动程序负责读取 PCI-PM 寄存器以确定硬件的功能。 当 POWER IRP 请求电源状态更改时，PCI 驱动程序会写入 PCI 电源管理寄存器，以将硬件设置为不同的 Dx 状态。
当设备启用唤醒时，PCI 驱动程序会写入 PCI-PM 寄存器，使设备能够触发 PME 。 最后，当 ACPI 确定 PCI 总线正在唤醒系统时，PCI 驱动程序会扫描 PCI 配置空间，查找哪个设备正在断言 PME，在该设备中禁用 PME，并通知驱动程序该设备。
设备驱动程序：设备的特定驱动程序负责保存和还原设备上下文，以及以设备策略所有者的身份请求电源状态更改。 当设备驱动程序收到要求更改较低设备电源状态的 POWER IRP 时，设备驱动程序负责保存以后打开设备所需的任何专有设备上下文。 在某些情况下，可能没有任何可保存内容。
PCI-PM 寄存器严格是 PCI 驱动程序的域 -- IHV 的设备驱动程序不需要访问这些寄存器中的任何一个，这样做会导致系统无法可靠地工作， 设备驱动程序的责任是仅执行专有操作。
看上面的信息会感觉非常吃力，我们可以看看实际的配置，实际上，有两个配置，分别是PMC和PMCSR寄存器：
当然上面的表述也确实没有错，PMC是一个只读寄存器， PMCSR则是可以配置的
注意: 我们只需要关注这个寄存器三个设置项即可:
15-PME状态
触发函数独立于PME_En位的状态来断言PME#信号的能力。注意：当辅助电源可用时，消耗辅助电源的设备功能必须保留此粘性寄存器的值。在这种功能中，此寄存器值不会被常规复位或FLR修改。
预定义值：
0b：没有效果。
1b：该字段将被清除，功能将s8-PME启用（RW）
8-触发函数断言PME:注意：当辅助电源可用时，消耗辅助电源的设备功能必须保留此粘性寄存器的值。在这种功能中，此寄存器值不会被常规复位或FLR修改。
预定义值：
0b:断言已禁用
1b：断言是在断言PME#信号之前启用的（如果启用）。
0~1:电源状态该2位字段既用于确定函数的当前功率状态，也用于将函数设置为新的功率状态。字段值的定义如下所示。如果软件试图将不受支持的可选状态写入该字段，则写入操作必须在总线上正常完成；然而，数据被丢弃并且不发生状态改变。
预定义值：
00b:D0
01b:D1
10b:D2
11b:D3hot
集成 ACPI 和 PCI PM
某些设备(尤其是便携式中的主板视频设备)可能需要 PCI 电源管理和 ACPI 源语言汇编程序 (ASL) 才能完全为设备供电。 PCI 电源管理寄存器将控制设备的内部状态，例如内部时钟和电源平面。 ASL 将控制外部状态,如外部时钟和电源平面，或者对于视频控制器，ASL 将控制视频背光。 请注意，ASL 和 PCI-PM 只能在主板设备上组合使用。
OnNow 体系结构是一种分层体系结构，可以自然地处理设备驱动程序、PCI 驱动程序和 ACPI 驱动程序 ( ASL) 集成。 以下方案显示了调用驱动程序以处理这些设备的顺序。
注意: 要使上述方案正常工作，WDM 驱动程序必须按照当前版本的 Microsoft Windows DDK 中所述正确转发 POWER IRP。
方案 1：关闭设备
- 设备驱动程序：保存专有设备状态;
- PCI 驱动程序：保存即插即用配置，禁用设备 (中断和 BAR) ，并使用 PCI-PM 寄存器将设备置于 D3 中;
- ACPI 驱动程序：运行 ASL 代码 (_PS3 和 _OFF) 以便不再使用电源资源来控制芯片外部的状态;
方案 2：PCI 电源管理和设备驱动程序
- ACPI 驱动程序：运行 ASL 代码 (_PS0 并_ON任何 OnNow 所需的电源资源) ，控制芯片外部的状态;
- PCI 驱动程序：使用 PCI-PM 寄存器将设备置于 D0 中，并还原即插即用配置 (中断和 BAR) 这些可能与设备以前不同;
- 设备驱动程序：还原设备中的专有上下文;
方案 3：启用唤醒
- 设备驱动程序：在芯片中设置专有寄存器以启用唤醒。 例如，在模式匹配网络唤醒中，这是将模式编程到适配器中的时间;
- PCI 驱动程序：设置 PCI PM 寄存器中的唤醒启用位，以允许设备断言 PME;
- ACPI 驱动程序：在与 PME 关联的芯片集中启用 GPE，如根 PCI 总线下列出的 _PRW 对象所述;
方案 4：唤醒
- ACPI 驱动程序：唤醒并扫描 GPE 状态位以查找唤醒事件，禁用设置 GPE 状态位的 GPE，并运行与设置的 GPE 位关联的任何_Lxx或_Exx方法。 为了响应 PCI 总线上的唤醒通知，ACPI 驱动程序将完成 PCI 驱动程序的WAIT_WAKE IRP，以通知 PCI 驱动程序正在唤醒系统;
- PCI 驱动程序：扫描配置空间，查找具有设置 PME 状态位的任何设备。 对于每个设备，它会禁用 PME 并完成该设备的WAIT_WAKE IRP，以通知驱动程序它正在断言唤醒。 当 PCI 驱动程序通过所有 PCI 设备完成未找到任何断言 PME 且 PME 停止断言时，它将停止扫描唤醒设备;
- 设备驱动程序：请求将设备放入 D0 (请参阅方案 2) 并在芯片中设置处理唤醒事件所需的任何专有寄存器;
访问 PCI 设备配置空间
外围组件互连PCI设备上的某些操作保留给设备的功能驱动程序。 例如，此类操作包括访问总线的设备特定配置空间，以及DMA控制器对直接内存访问进行编程。 Microsoft 通过两种方法为访问 PCI 设备的配置空间提供系统支持：
- BUS_INTERFACE_STANDARD总线接口
- 配置 I/O 请求数据包 (IRP) 、 IRP_MN_READ_CONFIG 和 IRP_MN_WRITE_CONFIG
从 Windows 10 版本 2004 开始，如果设备具有安全设备 (SDEV) ACPI 表且启用了基于虚拟化的安全性，则会对不受支持的 PCI 设备配置空间访问方法施加限制。 如果驱动程序或进程尝试使用上面未列出的方法读取或操作 PCI 设备配置空间，则访问将被阻止，并导致系统 bug 检查。
根据 PCI 本地总线 规范的定义，Windows XP 和 Windows Server 2003 及更高版本的操作系统对配置空间标头以及功能链接列表中的所有功能具有独占控制权。 驱动程序不得尝试修改这些寄存器。
但是，驱动程序可以使用 IRP_MN_WRITE_CONFIG 请求或 BUS_INTERFACE_STANDARD 的 SetBusData 方法写入不属于供应商定义的标头或功能列表的配置空间。 驱动程序还可以使用 BUS_INTERFACE_STANDARD 的 IRP_MN_READ_CONFIG 请求或 GetBusData 方法读取设备的功能。 若要使用IRP_MN_READ_CONFIG或IRP_MN_WRITE_CONFIG，驱动程序必须在PASSIVE_LEVEL运行。
驱动程序可以从扩展 PCI 设备配置空间读取，即使用 IRP_MN_READ_CONFIG 请求或 getBusData BUS_INTERFACE_STANDARD 方法超过 256 字节的配置数据。 同样，驱动程序可以使用 IRP_MN_WRITE_CONFIG 请求或 BUS_INTERFACE_STANDARD 的 SetBusData 方法写入扩展的 PCI 设备配置空间。 如果设备没有扩展配置空间，或者平台未定义设备上扩展配置空间的路径，则读取请求将返回0xFFFF，写入请求将不起作用。 若要确定操作是否成功，驱动程序可以检查读取或写入的字节数。
PCI Express 和 PCI-X 模式 2 支持大于 256 字节的扩展 PCI 设备配置空间。 驱动程序可以读取和写入此配置空间，但只能使用适当的硬件和 BIOS 支持。 在 ACPI BIOS 中，根总线的 PNP ID 必须为 PNP0A08 或 PNP0A03。 对于 PNP ID 为 PNP0A03 的根总线，具有函数 4 的 _DSM 方法应指示当前模式为 PCI-X 模式 2。 所有网桥和设备都应为 PCI express 或在 PCI-X 模式 2 中运行。
此外，系统应支持内存映射配置空间访问。 这是通过在系统 BIOS/固件中定义 MCFG 表。 Windows Vista 和 Windows Server 2008 及更高版本的操作系统自动支持内存映射配置空间访问。
HalGetBusDataByOffset 和 HalSetBusDataByOffset 是为向后兼容而提供的，但仅当无法使用上述两种方法时才应使用。
这篇关于windows驱动开发-PCI讨论(一)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
