PCI（Peripheral Component Interconnect，外部不见互连标准）总线是个人电脑中使用的最多的总线。目前笔者主要关心三个方向：（基于ARM架构的）
1、由PCIE总线连接网卡，形成网卡驱动
2、由PCIE总线连接显卡或NPU，并关心通过显卡或NPU的进一步互连，如到显示器等
3、由PCIE总线转USB接口，连接一些常见物件不如鼠标键盘；或者转nvme等block设备
PCIE总线
PCI总线是一个硬件抽象概念，CPU通过访问HOST的地址空间进而与PCI旗下的设备进行交互。这里需要注意，HOST桥本身的地址空间大小是确定的（至少是可以通过配置确定的）。
具体来说，PCI总线需要解决如下3个问题：
1、PCI总线需要保留一定的地址空间用来给PCI桥或PCI设备进行配置。
2、PCI需要可以进行拓展，由CPU控制的一个HOST需要可以新增PCI设备或者新增HOST。
3、PCI需要反馈各PCI设备的中断表、事件表、DMA数据搬移等触发类型的动作，即需要完成总线下各PCI设备的响应。
对于CPU来说，HOST的地址空间实际上就是CPU内部的PCIE主机控制器的地址空间。对ARM架构来说，在进行内存初始化时，会将Host桥的地址映射寄存器通过kernel里的pci_scan_root_bus_bridge函数完成配置，在CPU对特定地址进行访问时，Host桥会自动翻译为对寄存器地址的访问。
在完成HOST地址往内存的映射后（需要首先对内存进行页表化，整出虚拟地址空间，然后再在映射时描述基+大小的一组变量，投影到内存地址空间中去），对于BAR内部地址的分布，根据PCIE标准，也可以分为配置空间、扩展配置空间、设备特定寄存器等不同的寄存器地址区域。（在kernel中可以前往/include/linux/pci_regs.h文件查询）
认为BAR空间地址内部的地址分为：配置空间、前256字节，主要包含Vendor ID、Device ID、BAR寄存器等信息；扩展配置空间，256到4KB，包含MSI-X、AER等能力结构信息；设备特定寄存器，由BAR映射的MMIO空间后，各设备本身通过设备厂商的定义，通过struct pci_dev与resource数组完成对应的管理。
PCIE事务
PCI的核心事务是一次完整的总线操作过程。
1、传统PCI总线事务
事务由信号线（地址/数据服用线、命令线、控制信号线等）经过仲裁、地址或命令执行、数据传输、终止等阶段完成。
2、PCIE总线事务
PCIE总线依赖数据包（TLP）进行，TLP本身包含TLP头（描述事务类型、路由信息、数据长度、流量类别等）、数据载荷、校验。
对于PCIE事务来说，分为Posted事务（不需要响应，UDP式）与Non-Posted事务（需要响应，TCP式，接收后需要返回一个TLP报文作为响应）。
PCIE中断
MSI-X的本质是中断同构内存写。
1、系统初始化配置阶段
在设备枚举阶段，系统软件会为设备分配MSI中断资源，将目标内存地址（Message Address）和中断数据（Message Data）写入MSI Capability寄存器中。这个目标地址对应中断控制器（如ARM下的GIC）的特定寄存器。
2、设备发起中断
当PCIE设备触发中断时，会构造一个内存写的TLP包。这个包会包含一些必要的基本信息，比如地址字段、数据字段（中断向量号）、TLP类型等。
3、由Root Complex识别并转发
TLP通过PCIE链路到达Root Complex后，RC判断不是普通的内存写入而是MSI中断消息，则它会将这个写操作直接转换为系统总线上的中断消息，直接送达中断控制器
4、中断控制器触发CPU中断
RC（即GIC）收到中断后，根据向量号，向CPU核心发送中断信号，CPU随即进入中断处理程序。
PCIE的API
在kernel中，管理PCIE中断（即IRQ号与IRQ动作管理）由一系列驱动封装的API进行：
1、核心分配函数
在/drivers/pci/msi.c文件的pci_alloc_irq_vectors_affinity函数中具体实例化了核心分配函数，用于申请MSI-X中断向量。
2、IRQ号获取
申请完MSI-X中断后，再由/drivers/pci/msi.c文件的pci_irq_vector获取当前IRQ号分布情况，然后通过/kernel/irq/manage.c文件的request_threaded_irq来注册kernel的中断处理函数。
3、中断亲和性绑定
亲和性是一种SMP的属性，主要用于多核时的中断处理负载分担。在pci_alloc_irq_vectors注册时，如果入参携带PCI_IRQ_AFFINITY标志后，会自动将中断分散到可用CPU上。
4、资源释放
PCI设备执行移除操作时，需要在对应finit式函数中释放已分配的中断资源