PCIe Chapter 11：熱插拔與拓樸變動

先看本章的角色與路徑

熱插拔把實體插入、供電、Link 建立與軟體配置接成一個受管理的過程。讀到插入狀態後，管理軟體還要依插槽能力完成後續準備。

前情提要：Chapter 3／4 的枚舉與資源配置會在新裝置加入時再次用到；Chapter 8／9 提供連線與重設後等待條件。

規格路線：Slot Implemented／Hot-Plug 能力 → Figures 7-30–7-32 的能力、控制、狀態 → §6.7.3 的操作與通知 → 枚舉及資源。

能力查詢從管理插槽的 Port 開始

在 02:01.0 找到 PCI Express Capability base=0x70 後，先讀 Figure 7-23 的 Port Type 與 Slot Implemented，再看 Figure 7-30 的 Slot Capabilities。不能到 Endpoint 尋找所屬插槽的控制器。實體元件的配置仍取決於 form factor，Base 不要求每種插槽都有相同的按鈕、扣具與指示燈。

0x0162 表示 Version=2、Type=6、Slot Implemented=1。Slot Capabilities bits 0–4 全為 1，具備按鈕、電源控制器、MRL 扣具感測器與兩種指示燈；bit 6=1 支援 Hot-Plug，bit 18=0 支援 Command Completed。bits 31:19 為實體插槽 5，不是 Device Number；Power Limit Value=75、Scale=0，得到 75 W 上限，不是目前耗電量。

HPS bit 5=0，因此本例只示範有秩序流程。不能把這個 bit 當成所有非同步移除方案的唯一判定；Base 6.0 已不建議以舊 HPS 機制支援 async hot-plug，而建議 DPC。SFI 也可能抑制 HPS 讀值。

DPC

Downstream Port Containment，下游連接埠錯誤隔離

狀態、事件與通知分開解讀

Slot Status=0x0048 同時表示 Presence Detect State bit 6=1，以及 Presence Detect Changed bit 3=1。前者是目前偵測結果，後者是待處理事件。相同 Slot Event 尚未清除時，後續同類事件會被忽略，所以一個 bit 不能表示變化次數或完整順序。

本例主電源關閉時仍由 out-of-band 機制偵測插入。一般在 In-Band PD Disable=0 時，Presence 是 in-band 與適用 out-of-band 的 OR；in-band 需要供電。Presence=1 仍不證明 Link Active。

0x17F8 已開啟 Presence Changed、Command Completed、DLL State Changed 的通知及 Hot-Plug Interrupt Enable，但事件紀錄與實際收到中斷不同。後者還需符合 INTx 或 MSI／MSI-X 的啟用、向量與路由條件。

MSI

Message Signaled Interrupt，訊息中斷

MSI-X

Message Signaled Interrupts Extension，表格式訊息中斷

先保存並處理事件，再對指定 RW1C bit 寫 1；Presence 是唯讀狀態。實際處理須重新核對並行變化，不對相鄰 Control／Status 做不加區分的 32-bit 讀改寫。

命令完成不等於可以立刻枚舉

確認扣具關閉、功率預算足夠且沒有前一筆未完成命令後，本例寫 Slot Control=0x12F8：Power On、Power Indicator Blink、Attention Indicator Off，保留原通知設定。任何 Slot Control 寫入都是 Hot-Plug 命令；本例支援 Command Completed，須等前一筆完成才發下一筆。一秒未完成時，規格允許重送或發下一筆，不能據此假定供電成功。

Power Controller Control 的讀回值也不是電源量測；故障可能阻止供電。DLL State Changed 後，必須讀 Link Active，不能只憑 Changed bit 發設定存取。Hot-Add 的 DLL 變化一秒期限從本例的 Power On 寫入起算；判定已 Active 卻無 Successful Configuration Completion 的裝置損壞，則須從 Active 起允許至少一秒。兩個期限不同。

可存取設定空間之後，仍要有可用資源

假設目前路徑只剩 0x80080000–0x800FFFFF，共 0x80000 bytes（512 KiB），新 BAR 需要 0x100000 bytes（1 MiB）且依大小對齊。即使 Configuration Request 成功，這段空間仍放不下。BAR 寫到視窗外不會讓 Bridge 自動轉送。

BAR

Base Address Register，基底位址暫存器

事先預留 Bus Numbers 與位址範圍可降低配置困難；不足時能否搬移其他配置，取決於 Host Bridge 資源、沿途視窗及軟體協調。這是作者的系統推演，不是規格保證每張熱插入卡都有空間。詳細枚舉與 BAR 計算連回 Chapters 3–4。

按下按鈕後，什麼時候可以拔卡？

Attention Button 是提出熱插拔要求的按鈕。軟體接受移除要求後，先以 Power Indicator（電源指示燈）閃爍回應使用者，保留取消機會；接著協調裝置停止工作、關電並完成等待，最後才讓使用者取出卡片。

先處理按鈕事件，才接得住第二次按下

查 Figure 7-32／Table 7-29，Attention Button Pressed 位於 Slot Status bit 0，屬於 RW1C（寫入 1 清除）。假設此時 Slot Status 讀值為 0x0041，卡片存在、按鈕事件為 1，其餘欄位為 0。本例先保存事件，再以 16-bit 寫入 0x0001 到 0x8A，只清這個事件。§6.7.3.1 說明，同類事件在前一筆仍待處理時會被忽略；若一直保留第一次按鈕事件，第二次按下就無法成為新的事件紀錄。

接著讀 §6.7.1.5：軟體接受要求，讓 Power Indicator（電源指示燈）開始閃爍後，才開始五秒取消窗口。使用者在這段時間再次按下，就取消這次操作。本例的取消分支保留裝置供電，再依命令完成規則將指示燈恢復常亮。五秒從實際開始閃爍起算；中斷送達或軟體讀到 Status 的時間，都不是這個起點。

取消窗口結束後，先讓裝置停止工作

本例選擇在五秒內未取消後，才停止接受新工作，並協調驅動程式與裝置處理尚未完成的讀寫、DMA 傳輸及中斷。這一段是作者安排的系統流程：各類裝置如何停止佇列、取消工作或保存資料，要查裝置與軟體文件。若停止條件尚未滿足，就留在這一步，維持禁止拔卡的狀態。

DMA

Direct Memory Access，裝置直接存取記憶體

例如，將 Bus Master Enable 清為 0，限制的是 Function 後續發起的相關 Request；先前送出的 Memory Read、已進入路徑的 Posted Write，以及應用程式要保存的資料，仍需各自的完成證據。這些停止與保存要求，無法只靠 Slot Status 判斷。

關電命令完成後，指示燈也不能立刻熄滅

沿 Figure 7-31／Table 7-28 找到 Power Controller Control：寫入 1 要求 Power Off；Power Indicator Control 的 10b 讓指示燈維持閃爍。這兩項可放在同一筆 Slot Control 寫入，但各動作的執行順序未由規格指定；本例開始關電前，指示燈就已經在閃爍。

本插槽支援 Command Completed，因此軟體依 §6.7.3.2 等候上一筆命令完成後，才發下一筆 Slot Control 命令。再讀 §6.7.1.8：關電後必須等待至少一秒，才可做任何依賴電源已移除的動作；等待結束前，不得關閉 Power Indicator，也不得重新要求上電。Command Completed 只表示控制器可接下一筆命令；這段等待仍要遵守。Control 讀回值也只是最後寫入的要求，並非電壓量測。

待關電等待及適用的移除條件都成立，軟體才以 Power Indicator Control=11b 關閉指示燈。回到 Table 6-9 Power Indicator States：閃爍表示操作進行中，尚不允許插拔；Off 才表示允許插入或移除。實際要移除哪些電源與訊號，仍須符合插槽的 form factor（機構與電氣形式）規格，部分輔助電源或訊號可能繼續存在。

上表列出的是本例各階段的已知結果。若手上只有 Command Completed=1、Power Controller Control=1、Presence Detect State=1 的快照，能讀出的是命令介面已就緒、最後要求關電，以及卡片仍被偵測；實際關電等待是否完成，還要查控制寫入與流程時間紀錄。

若裝置突然消失：軟體可能來不及完成上述協調，便已失去裝置存取。後續要處理失效的軟體狀態與未完成工作；DPC 可限制下游錯誤擴散，應用工作與資料保存的結果仍由裝置及軟體層確認。隔離與恢復連回 Chapter 12，不再重複正常移除的按鈕流程。

DPC

Downstream Port Containment，下游連接埠錯誤隔離

用兩個問題檢查判讀