作者：江波龙谭荣
刚进江波龙时小谭就开始接触sata协议，经常性会遇到一堆OS蓝屏、ssd不上盘等奇葩地兼容性问题，那时经常会因为Capability不足而迟迟解不了bug，直到后来下定决心潜心研究Spec后，才开始慢慢熟悉了host与device交互的那些套路，当然这也正式开启了他后来的single-dog旅途。
言归正传，关于Pcie 的Configuration Space老男孩之前已经写过一篇文章了，小谭看后也是获益匪浅，但是最近遇到一个兼容性问题——同一台电脑，系统盘换了操作系统（win10 15063）后，Pcie 数据盘不上盘了，操作系统换回之前的win10 14393、win10 10240均可以上盘。进一步分析发现在Bios里，host还可以识别到device，但是在Bios加载操作系统后，Windows设备管理器里是找不到设备驱动的。通过使用Summit T34(Pcie 3.0 Analyzer)抓取该过程的trace，再对比可以上盘的Plextor，终于发现了问题点所在——在host读取Configuration Space时，寄存器RID – Revision ID 存在差别，通过把该寄存器改成和Plextor一样之后，这个问题一下就解决了，device可以在win10 15063成功被识别了。
问题解了之后，小谭心里还是犯嘀咕，因为道不出原由，就像是盲调解决了似的。通过继续潜心看Spec与找资料发现——Windows操作系统要识别一个Pcie 设备，首先会去匹配Configuration Space里Device的Vendor ID、Device ID、Revision ID、Subsystem Vendor ID、Subsystem Device ID、Base Class Code、Sub Class Code等字段，得出设备的类型，从而引导操作系统安装相应的INF驱动程序。先简单罗列下各个字段对应的意义：
Vendor ID：厂商标识。是由PCI SIG授权分配的一个ID，如marvell某款主控的ID——1B4Bh，这代表着该设备是经过PCI SIG技术专利认证的，只有经过了它的认证Windows才认为是一款合法的Pcie ssd设备。
Device ID：设备标识。这个是Pcie 规范给客户自定义的一个ID，用于区分对同款主控（如marvell、SMI）进行2次开发的不同厂商。
Revision ID：芯片版本；
Subsystem Vendor ID：子系统厂商标识；
Subsystem Device ID：子系统设备标识；
Base Class Code：设备类型的编码，比如01h表示mass storage controler；
Sub Class Code：设备子类型编码，比如08h表示ssd controler。
所以知道这些后大致可以分析，不能被Windows识别的这款SSD是因为匹配Revision ID不通过，导致windows认为它是一款非法的设备，从而拒绝认证该设备，并终止了相应驱动程序的安装。由于上述这些字段在ssd controler里都是可以自定义被更改的，所以这些影响驱动安装的ID，是可以人为的绕过Windows的认证，从而顺利的安装设备驱动程序。
讲完了Pcie Configuration Space里遇到的一个Pcie 设备识别问题后，接下来顺便讲讲Pcie 的那些Capability。为啥要特地讲这个东西呢？因为小谭发现很多同事就算是看了老男孩的那篇文章好久后，依然还是不知道如何在代码里看懂ssd controler是如何建立自己的capability链表的，更别说添加了，在此请允许小谭锦上添花一番。
Capability是device通过在4k Byte的Configuration Space里告诉host它支持哪些特性的，而Capability又大致分为基本的Capability与之后扩展的Capability，在使用4K的配置空间时两者大同小异，都是采用链表形式来自定义Capability的位置的，唯一的区别是后者种类多，且不同厂商所支持的Capability有很大区别。如下图为Configuration Space的基本架构——0-3Fh（PCI Head域），40h-FFh(基本Capability区域)，100-FFF(扩展Capability区域)。
先以基本的Capability为例，讲述ssd controller在代码中是如何配置Configuration Space的Capability的。用一个非常简单的流程图模型表示如下：
其中Capability point是在0-3Fh（PCI Head域），偏移为34h，用于存放第一个Capability的偏移量，偏移量的范围是40h-FFh(基本Capability区域)，这段区间可任意让你分配各种基本Capability。Spec说明如下：
下图是host端读出的一款ssd的基本Capability：
可以看出这款ssd具备5种Capability，以MSI Capability为例，它在Configuration Space里的偏移是50h，host通过识别ID号是11h，才解析出来是MSI Capability，当然host是如何知道40h-FFh(Capability区域)范围只有5个Capability呢？那是因为null Capability 的next point为0，它意味着整个Capability 链表结束了，这时host就知道没有其他Capability了。
提到扩展的Capability，真的是怪吓人的，因为在Pcie 3.1 a规范里，从第7章7.9节就开始讲PCI Express Extended Capabilities，一直讲到7.35小节Readiness Time Reporting Extended Capability，不得不佩服Pcie协议博大精深，看得人眼花缭乱，小谭当初差点被搞晕了。但是静下心来小谭发现它的链表建立和基本Capability差不多，只是第一个扩展Capability默认就从100h的偏移位置开始放置，而不是像基本的Capability那样从34h通过指针指过来。它的链表简化流程图模型表示如下：
最后再附上两张不同ssd的扩展Capability供大家欣赏，有木有觉得差异有那么点大呀！
