本文主要参考《PCI Express® Base Specification Revision 3.0》

一、报文概述

PCIe采用串行连接方式，并使用数据报文（TLP）的形式进行数据传输。

1.1 报文类型

PCIe的传输事务按内容类型分可以分为Memory读写、IO读写、配置读写和消息，体现在TLP报文中则比较细节，有存储器读、写请求，配置读、写请求，完成报文，消息报文等等。

1.2 报文的构建

数据报文发送时在核心层中产生，经过设备的事务层、数据链路层和物理层，最终发送出去;接收时则相反。
实际上一个完整的TLP包由多个字段组成，并且这些字段分别由三个层次各自构建，最后经过物理层形成最终的TLP。

二、TLP格式

TLP根据其类型不同，Data段的宽度是不一样的，但是Header段的低32bit字段都是一样的，一个完整的TLP packet结构如下图：

2.1 Header的低32bit

对于header字段来讲，不同类型的请求某些字段含义不同，但低32bit的含义都是一样的，以下将详述。

2.1.1 Type和Fmt

2.1.2 TC

该字段表示当前TLP的传送类型。

PCIe定义了8种传送类型，分别是TC0～TC7，值越大优先级越高，默认为0（优先级最低），PCIe设备通过调整发出的TLP的TC字段，可以调整TLP使用的VC从而调整TLP的优先级。在初始化的时候，PCIe驱动程序会为每一种类型的包分配好合适的TC值（优先级）。
该字段可能与与PCIe的QoS有关，如果PCIe驱动程序没有找到PCIe Extended Capability Space，则认为该设备只有一个VC，即VC0。此时再为每一个TLP分配不同的TC值，显然是没有意义的。因此会默认采用TC0/VC0组合，即不支持QoS功能。
大多EP设备只含有一个VC0，某些实时性要求较高的EP中，含有可以设置TC字段的寄存器（存在于设备的扩展配置空间中）；而通常处理器的系统的RC仅支持一个VC通路，此时EP使用不同TC传输的意义不大

2.1.3 attr[2:0]

共3bit，包含两个字段分别是 bits [5:4] of byte 2和 bit 2 of byte 1。这个字段提供一些TLB包处理的额外属性，字段的含义如下

1. Relaxed Ordering and ID-Based Ordering Attributes
   
2. no snoop
   

2.1.4 TH

2.1.5 TD

表明TLP包的末尾需不需要TLP Digest字段，该字段在控制器中可选。
每个控制器必须要监测该字段的存在，同时做以下处理

1. TD=1，但接收方若不能处理该字段，则该TLP作为畸形TLP处理。
2. 如果某设备支持ECRC校验并且TD=1，则必须执行ECRC校验。
3. 如果接收方不支持ECRC校验（可选），则该设备必须忽略此字段。

2.1.6 EP

表明TLP是否poisoned，如果置为1，尽管允许正常事务完成，但伴随此事务的数据应被认为是无效的。

2.1.7 AT

2.1.8 length[9:0]

由{byte3[7:0], byte2[1:0]}组成，表示该TLP包数据的大小。
该字段受限与PCIE device control寄存器中max payload size字段的大小

2.2 配置读写报文的Header

• Requester Id
  发出请求报文方的BDF号

• Tag
  由请求方生成

• bus Number，Device number, Function Number
  目标设备的BDF号

2.3 完成报文的Header

1. status
   完成报文的状态
   

2. Completer ID
   发出完成报文的设备BDF号

2.4 存储器和IO读写报文的Header

下面分别是64位地址和32位地址的TLP头格式

2.5 消息报文的Header

1. r[2:0]
   路由规则
   

2. message code[7:0]

消息报文支持的消息类型有：

• INTx Interrupt Signaling
• Power Management
• Error Signaling
• Locked Transaction Support
• Slot Power Limit Support
• Vendor-Defined Messages
• LTR Messages
• OBFF Messages

2.5.1 INTx中断信号报文

2.5.2 Slot Power Limit Support

使用MsgD报文

三、报文的路由方式

3.1 地址路由

根据报文的地址来决定方向，适用于Memory读写和IO读写

3.2 ID路由

根据根据报文中的Target ID与自身的Device ID判断是否访问自己，适用于配置读写，完成报文

• 4字 header的ID路由

• 3 字header的ID路由