PCIe 从入门到精通之九：利用 lspci 和 PCIe 设备的 ID 查看配置空间

0. 引言

在《PCIe 从入门到精通之七：PCIe 设备的配置空间简介》中我们大体上介绍了 PCIe 设备的配置空间；在《PCIe 从入门到精通之八：PCIe 设备的身份证 ID》中介绍了 PCIe 设备的身份证 ID。

介绍了这么多理论，朋友们一定会说，你教的都是些没用的东西，不能学以致用。下面我们通过实战来解决下面两个问题：

1. 有什么命令可以查看 PCIe 设备的身份证 ID 和配置空间？
2. 将 PCIe 设备的身份证 ID 和配置空间显示出来后它们是什么样子的？

所有 PCIe 主题的文章都会收录在《深入浅出聊 PCIe》合集里，欢迎评阅。

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1. 查看 PCIe 设备的身份证 ID

1.1 Windows 下如何查看 PCIe 设备的身份证 ID

使用设备管理器（Device Manager），这是最直观和常用的方法。

1. 打开设备管理器。可以通过在运行（Win + R）中输入 devmgmt.msc 并按回车键来打开设备管理器
2. 找到你想要查看的 PCIe 设备。这些设备通常在“显示适配器”、“网络适配器”或其他类别下
3. 右键点击该设备，然后选择“属性”
4. 在属性窗口中，切换到“详细信息”选项卡
5. 在“属性”下拉菜单中，选择“位置信息（Location Information）”

此时，你将看到设备的 Bus Number、Device Number 和 Function Number，格式通常为 PCI bus X, device Y, function Z。

如下图所示，图中的网卡的 PCIe 设备 ID 是：Bus 9, Device 0, Function 0。

1.2 Linux 下如何查看 PCIe 设备的身份证 ID

在 Linux 下查看 PCIe 设备的 Bus Number、Device Number 和 Function Number（BDF），lspci 是最常用和推荐的工具。使用 lspci 命令，输出通常会以 BB:DD.F 的格式显示设备的 BDF 地址。

$ lspci

00:00.0 Host bridge: Intel Corporation 8th Gen Core Processor Host Bridge/DRAM Registers (rev 07)
00:02.0 VGA compatible controller: Intel Corporation CoffeeLake-H GT2 [UHD Graphics 630]
00:08.0 System peripheral: Intel Corporation Xeon E3-1200 v5/E3-1500 v5/6th Gen Core Processor Gaussian Mixture Model
00:14.0 USB controller: Intel Corporation Cannon Lake PCH USB 3.1 xHCI Host Controller (rev 10)
00:14.2 RAM memory: Intel Corporation Cannon Lake PCH Shared SRAM (rev 10)
00:15.0 PCI bridge: Intel Corporation Cannon Lake PCH SPI Controller (rev 10)
00:16.0 Communication controller: Intel Corporation Cannon Lake PCH HECI Controller (rev 10)
00:17.0 SATA controller: Intel Corporation Cannon Lake PCH SATA AHCI Controller (rev 10)
...

在上面的例子中：

• 第一个设备 00:00.0 Host bridge 表示 Bus number = 0、device number = 0、function number = 0 的 host bridge
• 其他的 PCIe 设备依次类推

下图是一个 PCIe tree，按照图中的示例可以从中找出各个 device 的 bus number、device number 和 function number，大家可以自己按图索骥。

2. 如何查看 PCIe 设备的配置空间

先回忆一下 PCIe 设备配置空间的结构：

PCI Express 配置空间被划分为：

• PCI 兼容配置空间（PCI Compatible Configuration Space）：前 256 字节（Byte 0h ~ FFh）
• PCIe 扩展配置空间（PCIe Extended Configuration Space）：Byte 100h ~ FFFh（总计 4KB）

在 PCI 兼容配置空间里：

• 前 0h ~ 3Fh：存放的是 PCI Header（设备基本信息）
• 后面的 40h ~ FFh：存放的是 PCIe Capability Structure（设备具备的能力）

在扩展配置空间里（Byte 100h ~ FFFh）：全部存放的是 PCIe Extended Parameters and Capability Structure。

2.1 Windows 下如何查看 PCIe 设备的配置空间

在 Windows 下直接查看 PCIe 设备的配置空间（Configuration Space）不像在 Linux 下那样直接通过 lspci -xxxx 或 sysfs 文件系统那样方便。

Windows 操作系统出于安全和系统稳定性的考虑，对底层硬件的直接访问进行了严格的抽象和限制。普通用户和应用程序通常无法直接读取或写入 PCIe 设备的配置空间寄存器。可以通过第三方工具实现。

2.2 Linux 下如何查看 PCIe 设备的配置空间

查看原始十六进制配置空间

命令格式：lspci -s BusID:DeviceID.FunctionID -xxx

1) 标准配置空间 0x000-0x0FF 的数据

以后我们将用上面这张图来详细介绍各个寄存器的含义。

2) 扩展配置空间 0x100-0xFFF 的数据示例

$ lspci -s 0000:01:00.0 -xxxx

... (前面是标准配置空间 0x000-0x0FF 的数据)
下面是扩展配置空间 0x100-0xFFF 的数据示例：
00000100: 14 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000110: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000120: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000130: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000140: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000150: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000160: 1b 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000170: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000180: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000190: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
000001a0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
000001b0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
000001c0: 23 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
... (一直到 0xFF0 偏移量)

3. 抛砖引玉

我们可以通过命令来显示 PCIe 配置空间的值，那么：

• PCIe 设备的配置空间的这些值是怎么从 PCIe 设备里被读取到 Host OS 的？
• 可以通过什么方式来读写？
• 具体的读写流程是怎样的？

敬请关注下一篇：
《PCIe 从入门到精通之十：PCIe 配置空间的访问方式详解》