【Tips】关于PCI和PCIe的配置空间差异和io/memory io读写

最近在看同事2023年讲的PCI基础课，感觉确实是豁然开朗了，赞美同事。

PCIe实际上是PCI的扩展（extended），PCIe设备相当于是迭代升级产品。

而PCIe的配置空间基于PCI原有的0xFF（256字节）配置空间扩展到了OxFFF（4K），也就是普通PCI设备拥有256字节配置空间，PCIe设备有4K配置空间（0到FF是PCI配置空间，100到1FF是作为PCIe扩展配置空间）。

如图所示，而100到1FFF那段扩展空间多用于capabilities（注意，PCIe区域的capabilities结构和PCI区域的有区别），PCIe设备的PCI部分配置空间最后的capability会指到PCIe部分（100-1FF）去。下图是PCI的capability，如果只是PCI设备的话，到寻址为00H的部分它就结束capabilities了。

下图右侧是PCIe部分的capability，可以看到它的布局和PCI部分的不一样，比如ID占16bit（PCI里是8bit)，因为它的寻址最多会到FFF去。

然后要讲的就是关于它们的io/memory io读写。

PCI设备的话，用IO方式读写没问题，但是对于PCIe设备的扩展空间部分，Register就明显不足了（我们以前写register写的是XX H，因为PCI设备的配置空间最多到FF H）。这个时候我们就必须选择Memory IO的方式来读写（当然Memory IO的方式也可以读PCI设备，可以看作是一种兼容）。注意：如果还要用IO方式来读写PCIe设备，只能读前面的0至FF区域，写入CF8的是以80开头而不是MMIO方式的F开头。

MMIO读取（用C语言的函数）具体怎么写：

这里最前面4位(31:28)的1111是规定，接8位Bus，接5位Device，接3位Function，后面剩下的12位是寄存器（000到最大的FFF皆为12位）。

这12位可以细分为11:8这4bit的PCI扩展(extended)寄存器，和7:0的PCI寄存器（图里1:0被单独写出来的原因可以看我另外一篇博客：关于PCI的IO Port读取为什么写入0CF8的32位里最后2bit规定是0-CSDN博客）。

和IO读写写入的值（注意这里IO输入的80开头的只是一个格式，并不是实际地址，MMIO输入的F开头的才是实际内存地址）的区别大概就是前四位由1000变为1111，bus device function集体左移4位，function之后的12位写register（IO里function后面只剩8位）。