PCIE 存取方式

PCIe Configuration Access 兩大機制比較

項目	Mechanism #1（I/O Port Based）	Mechanism #2（MMIO / ECAM Based）
📜 標準名稱	PCI Spec	PCIe Base Spec（ECAM）
👨‍💻 存取方式	透過 I/O Port 0xCF8/0xCFC	透過 MMIO 直接對應 Config 空間
🧱 硬體需求	不需要 MMCONFIG	需提供 MMCONFIG base 地址
📍 典型使用平台	Legacy BIOS, x86（PCI）	UEFI, modern x86-64（PCIe）
🗂 Address 空間	利用 32-bit I/O Port 做定址	每個 Function 對應 4KB MMIO 區
⚙️ 實體地址組成	CF8 / CFC	PCIEX_BASE_ADDRESS + Calculation
🔄 支援 Config 空間大小	256 Bytes（PCI）	4KB（PCIe）
🔍 可見性	無法被一般 Memory View 工具看到	可透過 memtool / debugger 查看
🔒 安全性	較低，容易誤操作	較安全，區段獨立清楚
🚫 限制	無法存取多段 Bus 空間、無法支援完整 PCIe 擴展功能	需 BIOS/ACPI 支援並正確配置 MMCONFIG

Mechanism #1：I/O Port-based（0xCF8 / 0xCFC）

#define PCI_ADDR(bus, dev, func, reg) \
  (0x80000000 | (bus << 16) | (dev << 11) | (func << 8) | (reg & 0xFC))

IoWrite32(0xCF8, PCI_ADDR(0, 31, 0, 0x10));
UINT32 val = IoRead32(0xCFC); // 讀 BAR0

限制在 I/O Port 空間
不能存取 offset 超過 256B（無法取到 PCIe Capability 結構）
項目適用於老式 PCI 裝置或 BIOS 內存取 Host Bridge

0xCF8 Address 格式（32-bit）

Bit	範圍名稱	寬度	說明
31	Enable Bit	1	必須設為 1 才能啟用
30–24	Reserved	7	必須為 0
23–16	Bus	8	Bus number
15–11	Device	5	Device number
10–8	Function	3	Function number
7–2	Register	6	Config register number (dword aligned)
1–0	Always 0	2	必須為 0（因為只能對齊讀取）

如何透過 Mechanism 1 存取 bus 0  device 31  function 0  offset 0  

UINT32 pci_addr = (1U << 31)           // Enable Bit
                | (0x00 << 16)         // Bus 0
                | (0x1F << 11)         // Device 31
                | (0x0 << 8)           // Function 0
                | (0x10 & 0xFC);       // Offset (dword aligned)

    Enable Bit     = 0x80000000
+     Bus          = 0x00000000
+     Devicec      = 0x0000F800
+     Function     = 0x00000000
+     Offset       = 0x00000000
-------------------------------
最終地址            = 0x800F8000

將最終 32bit 地址放入IO 0xCF8 , 再從 0xCFC 讀回

Mechanism #2：MMIO / ECAM-based（Memory Mapped）

#define PCIEX_BASE_ADDRESS  0xC0000000
UINT32* bar0 = (UINT32*)(PCIE_ECAM_BASE + (0 << 20) + (31 << 15) + (0 << 12) + 0x10);
val = *bar0; // 直接透過 Memory Read 存取 BAR0

每個 Function 對應 4KB
可完整存取 PCIe Capabilities（超過 256 bytes）
搭配 ACPI 的 MCFG Table 可以動態獲得配置空間範圍

欄位	位元區間	寬度	對應意義
Bus	27–20	8 位元	支援 Bus 0–255
Device	19–15	5 位元	支援 Device 0–31
Function	14–12	3 位元	支援 Function 0–7
Offset	11–0	12 位元	支援 4KB 配置空間
MMCONFIG BASE	28+	不定平台定義的起始地址

如何透過 Mechanism 2 存取 bus 0  device 31  function 0  offset 0  

Bus      << 20 = 0  << 20 = 0x00000000
Device   << 15 = 31 << 15 = 0x000F8000
Function << 12 = 0  << 12 = 0x00000000
Offset         = 0x00000000
-------------------------------
總和            = 0x000F8000

PCIEX_BASE_ADDRESS = 0xC0000000
+     Offset Sum   = 0x000F8000
-------------------------------
最終地址            = 0xC00F8000

使用 Utility -> RW -> Memory 讀取 0xC00F8000

AMI code 直接 search “PCIEX_BASE_ADDRESS” 確認 base Address 值。

P2SB Device / Bus 0 Device 31 Function 1 0ffset 0 最終位址 0xC00F9000
PMC Device / Bus 0 Device 31 Function 2 0ffset 0 最終位址 0xC00FA000

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